Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Heizplatte mit Peltier-Element


von Matthias M. (matze86)


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Hallo zusammen,

ich bin neu hier und brauche dringend euren Rat! Habe jetzt ne ganze 
Weile damit verbracht im Forum nach geeigneten
Themen zu suchen, leider ohne Erfolg...

Ich möchte eine Heizplatte basteln, die eine möglichst konstante 
Temperatur hält (40°C +/-1°C).
Allerdings bin ich extremst unerfahren was Elektronik angeht.

Folgenden Regler habe ich schon gekauft:
http://de.farnell.com/cal-controls/320000/temperaturregler-pid-100-240va/dp/737227

An diesen will ich jetzt ein PT-100  an "1" & "2" anschließen (siehe 
Anhang) und diesen auf ein Peltier-Element aufkleben, welches ich in 
eine Schaltung mit NMOS einbauen möchte. (Schaltung siehe Anhang)

Ich habe mir folgendes Peltier-Element ausgesucht:
http://de.farnell.com/marlow-industries/rc12-2-5-01ls/peltier-element-hoch-23w/dp/1156596?Ntt=Thermoelectric+Cooler+RC12-2.5

Den NMOS möchte ich an "3" & "4" anschließen.

Des weitern hab ich mir einen AC-DC-Wandler rausgesucht:
http://de.farnell.com/xp-power/ecl10us09-e/stromvers-10w-9v-verkaps-pcb-mount/dp/1435357

Zusätzlich möchte ich noch eine Last (Detektor 5Vdc) betreiben (siehe 
Schaltung in Anhang).


Jetzt meine Fragen:

1. Macht ein Peltierelement überhaupt Sinn? Welches Bauelement hält die 
Temp. möglichst konstant? Ist ein Heizwiderstand besser geeignet?
2. Ich bin mir bei der NMOS-Suche überhaupt nicht sicher, kann mir da 
jemand einen empfehlen?
3. Genauso unsicher bin ich mir bei der PT-100-Suche...
4. Kann ich mein Schaltungsentwurf überhaupt so umsetzen, oder ist das 
totaler bullshit? :)

Soviel mal dazu.
Ich bin für jeden Rat dankbar!

Viele Grüße,
Matze

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias B. schrieb:
> Ich möchte eine Heizplatte basteln
> 1. Macht ein Peltierelement überhaupt Sinn?
Ja und doch eher Nein.
Mit einem Peltierelement könntest du heizen und kühlen. Bei 40°C wirst 
du aber meistens am Heizen sein, sodass du das Peltierelement als teuren 
Heizwiderstand verwendest.

> Ich möchte eine Heizplatte basteln, die eine möglichst konstante
> Temperatur hält (40°C +/-1°C).
Wer entzieht dieser Heizplatte Energie?

> Allerdings bin ich extremst unerfahren was Elektronik angeht.
Was soll beheizt werden? Welches Volumen/Fläche?

> 2. Ich bin mir bei der NMOS-Suche überhaupt nicht sicher, kann mir da
> jemand einen empfehlen?
Das ist ein kleines Teilproblemchen, das erst bei genauer Systemkenntnis 
festgelegt wird.

Aus deiner Prosa werde ich nicht schlau. Zeichne doch mal aus deinen 
Teilkomponenten ein Bildchen (= Schaltplan) und schreib dazu, was du wo 
wie anschliessen würdest.

von Matthias M. (matze86)


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Hallo,

danke erstmal für die Antwort!
Die Kühlung benötige ich nicht, nur die heiße Seite. Ich hab mir 
gedacht, dass ein Peltier-Element einen geringeren Überschwinger hat und 
habe deshalb keinen Heizwiderstand verwendet.

Die kühle Seite des PE´s werde ich in eine Kunststoff oder 
Aluminiumhalterung einfassen. Auf die heiße Seite will ich einen PT-100 
aufkleben und einen kleinen Glas-Chip (ca.2x2x0.1cm) auflegen. Die 
restliche Fläche steht mit Luft in Kontakt.

Ich habe momentan noch kein passendes Programm um eine richtige 
elektrische Schaltung zu entwerfen, hoffe das Bild im Anhang reicht 
vorerst zum besseren Verständniss.

Grüße,
Matthias

von PeterL (Gast)


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+/- 1°  bekommst du auch locker mit dem (richtig eingestellten) PID 
Regler, SSR und einem Heizwiderstand hin.
Heizleistung nicht zu groß, dann gibts auch fast keine Überschwinger.

von Steffen I. (echo)


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Schaltplan is soweit grundlegend schon okay, allerdings: Das SSR 
benötigt auch ein Netzteil um Spannung auf den FET geben zu können, 
diese Spannung kannst du ja deinem AC/DC-Wandler entnehmen. Wie bereits 
erwähnt benötigst du kein Peltierelement, ein Heizwiderstand arbeitet 
gleich gut mit dem PID-Regler, nachdem dieser selbstständig die 
PID-Parameter an deinen Aufbau angepasst hat (hatte mal nen ähnlichen 
Aufbau mit dem gleichen PID-Regler, dort allerdings mit dem Zweck der 
Kühlung auf ne bestimmte Temp mit Pelztier).

Je nach Heizwiderstandsgröße ist es auch möglich einfach ohne MOSFET zu 
arbeiten und den Widerstand direkt mit dem SSR zu schalten.

Weitere Fragen?

MfG Steffen

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias B. schrieb:

> Die Kühlung benötige ich nicht, nur die heiße Seite. Ich hab mir
> gedacht, dass ein Peltier-Element einen geringeren Überschwinger hat und
> habe deshalb keinen Heizwiderstand verwendet.

Ein Peltier als Heizer bringt keinerlei Vorteil gegenüber
einem gewöhnlichen Widerstand. Er ist nur teurer. Zwecks
einfacher Montage nimmt man am besten einen Leistungswider-
stand, der für die Montage auf einem Kühlblech gedacht ist.
Gruss
Harald

von Ansgar K. (malefiz)


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PI Regler reicht völlig aus

von dolf (Gast)


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moin !!!

toller pid regler.
170teu
und das für nur 40°C und nur +-1°c genau?

n atmega32 und 15be drum rum tun´s auch.
p-i-d ist damit auch machbar.
sensor n billiger 10k (minni)heißleiter.
n pt100 lohnt bei so geringen temperaturen nicht.
bei 200 ... 400° sieht das schon anders aus.

farnell liefert die komponenten wohl 24 karat hartvergoldet und mit 
diamantstaub beschichtet aus...

ich denk mal materialkosten beim eigenbau mit reichelt und pollin 
komponenten 75 teuro.
mehr nicht.
dabei wär dann schon n 2*16 display und tasten für diverse 
einstellungen.
halt n etwas teurerer aquarienregler.

mfg

von Basti (Gast)


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Dazu kommt das Pelttierchen recht emfindlich sind gegen Zyklische 
Belastungen. Das heißt, wenn du die Temp konstant halten willst musst 
bzw. solltest du Regeln. Und da ist PWM eine gute einfache Methode. 
Jedoch mag das Pelztier die PWM gar nicht. Es gibt aber auch Zyklusfeste 
Pelztiere. Musst mal beim großen C schauen. Aber alternativ gehen auch 
Heißstäbe. Das sind im Prinzip Widerstände, und die kann man mit PWM 
belasten wie man will. Die machen das mit und eine regelung arbeitet 
sauber. Willst du jedoch auch Kühlen dann Zyklusfeste Pelztierchen 
nehmen. und schön den Strom glätten. Außer du regelst eh Linear.

von Matthias M. (matze86)


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> Schaltplan is soweit grundlegend schon okay, allerdings: Das SSR
> benötigt auch ein Netzteil um Spannung auf den FET geben zu können,
> diese Spannung kannst du ja deinem AC/DC-Wandler entnehmen.

Bist du dir sicher, dass das SSR nicht vom T-Controller versorgt wird?

> Wie bereits
> erwähnt benötigst du kein Peltierelement, ein Heizwiderstand arbeitet
> gleich gut mit dem PID-Regler, nachdem dieser selbstständig die
> PID-Parameter an deinen Aufbau angepasst hat.

Nach was muss ich suchen damit ich bei Conrad oder Farnell nen 
Heizwiderstand angezeigt bekomme? Ich weiß das ist ne blöde Frage aber 
ich hab selten nen Treffer bei der Suche :).

> Je nach Heizwiderstandsgröße ist es auch möglich einfach ohne MOSFET zu
> arbeiten und den Widerstand direkt mit dem SSR zu schalten.

Das wäre natürlich noch besser, allerdings finde ich wie gesagt keine 
Heizwiderstände :).

Grüße

von Matthias M. (matze86)


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> toller pid regler.
> 170teu
> und das für nur 40°C und nur +-1°c genau?

Den habe ich nicht neu gekauft, den hatte ich noch übrig, deshalb würde 
ich den gerne verwenden.

> n pt100 lohnt bei so geringen temperaturen nicht.

ein pt-100 lässt sich an den regler halt direkt anschließen.

grüße

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias B. schrieb:

> Das wäre natürlich noch besser, allerdings finde ich wie gesagt keine
> Heizwiderstände :).

Such nach Widerstand oder Leistungswiderstand. Sinnvoll wären
Modelle mit Befestigungsbohrungen.
Gruss
Harald

von Klaus D. (kolisson)


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Matthias B. schrieb:
> Nach was muss ich suchen damit ich bei Conrad oder Farnell nen
> Heizwiderstand angezeigt bekomme?

Das hatte der Harald ja schon geschrieben:
"Zwecks
einfacher Montage nimmt man am besten einen Leistungswider-
stand, der für die Montage auf einem Kühlblech gedacht ist.
Gruss
"

Alternativ kannst du auch den Längstransistor  , respektive dessen
Kühlfahne direkt als Heizelement verwenden.

Gruss Klaus

p.s.
anbei ein nur beispielhfter Link
http://www.conrad.biz/ce/de/overview/0241340/Drahtwiderstaende-25-W;jsessionid=A5CB00469D07915BEBA80C15E94338BA.ASTPCCP2

von Jens G. (jensig)


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>Alternativ kannst du auch den Längstransistor  , respektive dessen
>Kühlfahne direkt als Heizelement verwenden.

Der sollte dann aber stromgeregelt sein, wenn sonst nix anderes im 
Strompfad ist.

von Klaus D. (kolisson)


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Jens G. schrieb:
> Der sollte dann aber stromgeregelt sein, wenn sonst nix anderes im
> Strompfad ist.

So hatte ich den Vorschlag auch gemeint. Irgendwie dachte ich an die
Schaltungen, die auch als Quarzofen verwendung finden können.
Sozusagen eine geregelte Konstantstromquelle mit einem Kurzschluss
am Ausgang.
Dadurch heizt der bipolare Längstransistor und ein Thermofühler (NTc)
gibt die Regelgrösse.

Bei Verwendung eines Transistors in SOT93 (a la BD246) oder gar ein 
MT200
Gehäuse (a la 2sc2588) ist der TO ja von der Kühlfahnenfläche schon
fast bei den gewünschten 2x2 cm Heizplattenfläche.

einen Zerodrift OPV für die Regelung und mir käme es ganz gut vor.

Gruss Klaus

von Matthias M. (matze86)


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Steffen I. schrieb:
> Je nach Heizwiderstandsgröße ist es auch möglich einfach ohne MOSFET zu
> arbeiten und den Widerstand direkt mit dem SSR zu schalten.

Gibt es Heizwiderstände, die sich mit 5Vdc und 10mA betreiben lassen?
Ich finde leider keine passende...
Ich wollte mehrere Widerstände in Reihe schalten, um die passende Fläche 
(ca. 3x3cm²) homogen zu beheizen.
Ich möchte auf 41°C heizen und die Temperatur konstant halten.


Danke,
Grüße,
Matze

von Andrew T. (marsufant)


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Matthias B. schrieb:
> Gibt es Heizwiderstände, die sich mit 5Vdc und 10mA betreiben lassen?


2 parallelgeschaltete 1 kOhm Widerstände 1% MF würden das recht exakt 
erreichen.

>
> Ich finde leider keine passende...

alles klar.....

von Matthias M. (matze86)


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Ich werde meine Heizplatte jetzt denke ich wie im Anhang gezeigt 
betreiben.

Mein letztes Problem ist die Bauteilsuche.

Ich suche passende Heizwiderstände, einen PT-100, ein AC-DC Wandler und 
ein Transistor.
Wie schon erwähnt möchte ich eine Temperatur von 41°C halten. Ich hab 
mir überlegt, über die Heizwiderstände eine dünne Aluminiumplatte zu 
legen (Maße: 3cm x 3cm x 1mm).

Sind die folgenden Heizwiderstände geeignet?

http://de.farnell.com/te-connectivity-cgs/sbche11100rj/widerstand-draht-keramik-100r-11w/dp/1174426

Ich hab schon sehr lange gesucht komm aber einfach nicht mit der schier 
erdrückenden Masse klar.

Danke!

von Bastian (Gast)


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www.reichelt.de ist eine echte quelle. Vorallem gibt es da auch 
Heizfolien. Arbeiten genauso wie die widerstände, und sind auch gleich 
anzusteuern.

von Matthias M. (matze86)


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Ohh, so ne Heizfolie wäre natürlich auch was nettes. Die sind leider 
alles so groß...

von Udo S. (urschmitt)


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Ehe du dich um die Elektronik sorgst solltest du dich erst mal um die 
Physik und die Mechanik kümmern.

Was willst du damit heizen?
Wie viel Leistung benötigst du um die Temperatur zu erreichen und zu 
halten?
Wie sorgst du für eine gleichmäßige Wärmeverteilung?
Wie ist der mechanische Aufbau?

Bevor das nicht geklärt ist kannst du nicht anfangen Bauteile 
auszusuchen!

Iegendwie kommt mr das wieder wie ein Thread vor mit:
Ich sage euch nicht was ich machen will sondern wie ich denke daß ich es 
machen will. Ausgang ... ungewiss.

von Hendrik (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Iegendwie kommt mr das wieder wie ein Thread vor mit:
> Ich sage euch nicht was ich machen will sondern wie ich denke daß ich es
> machen will. Ausgang ... ungewiss.

Also wie meistens hier...

von Matthias M. (matze86)


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Das hab ich weiter oben alles schon mal geschrieben.
Ich möchte einen kleinen Chip beheizen. Der besteht aus Pyrex.
Statt den Heizwiderständen möchte ich jetzt aber doch lieber eine 
Heizfolie verwenden. Optimale Größe wäre 3cm x 3cm. Leider ist die 
kleinste die ich bisher gefunden habe 4,7cm x 6cm...

http://www.conrad.de/ce/de/product/189204/HEIZFOLIE-47-X-60-MM-12-V-CA-3-W/SHOP_AREA_27807&promotionareaSearchDetail=005

Diese klebe ich dann auf einen Träger (vermutlich aus PVC).

von Udo S. (urschmitt)


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Matthias B. schrieb:
> Das hab ich weiter oben alles schon mal geschrieben.
> Ich möchte einen kleinen Chip beheizen. Der besteht aus Pyrex.

Ich kann lediglich das finden:

Matthias B. schrieb:
> Auf die heiße Seite will ich einen PT-100
> aufkleben und einen kleinen Glas-Chip (ca.2x2x0.1cm) auflegen. Die
> restliche Fläche steht mit Luft in Kontakt.

Und was glaubst du: Wenn die aufliegende Fläche dieses 'Chips' jetzt 
41°C hat und die andere Fläche an Luft ist dann hat der komplette Chip 
auch 41°C?

Das könnte etwas voreilig gedacht sein.

Das meine ich mit Physik und Aufbau.

von Klaus D. (kolisson)


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leuchte doch mit einer Halogenbirne in die geschwärzten
Kühlrippem eines Kühlkörpers.

k.

von Matthias M. (matze86)


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Udo Schmitt schrieb:
> Und was glaubst du: Wenn die aufliegende Fläche dieses 'Chips' jetzt
> 41°C hat und die andere Fläche an Luft ist dann hat der komplette Chip
> auch 41°C?

Das ist eigentlich der Plan :).
Geringe Abweichungen (+/- 2°C) sind nicht schlimm.

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