Heizwendel steuern (rund 2kW)

    Hey Leute,


    heute richte ich mich einmal an die wirklichen Elektronik-Experten.


    Ich habe vor, mir einen Reflow-Ofen selbst zu bauen. Beim Umzug ist einem Freund seine Mikrowelle runter gefallen und er hat sie mir geschenkt.
    Zusätzlich zur Mikrowelle war ein Backofen mit Ober- und Unterhitze integriert. Also nix wie ran und die Mikrowelle komplett ausgeschlachtet bis auf die beiden Heizwendeln.


    Ein erster Testlauf war schon ziemlich vielversprechend. Ich kam auf über 260°C. Also direkt mal eine kleine Platine mit 2 Leds drauf reingelegt. Beide wurden erfolgreich verlötet, obwohl die Temperatur dann doch etwas zu hoch war, da die Platine anfing zu rauchen und ziemlich stank :D.


    Nun zum eigentlichen Problem. Ich würde die Heizwendeln gerne steuern. Dazu hab ich schon einiges gelesen.
    Im Prinzip gibt es 2 Lösungen die ich gefunden hab:
    1. Die Ansteuerung mit einem Solid State Relais mit Nulldurchlauf-Erkennung
    2. Eine Wellenpaketsteurung mit einem Nullpunktschalter und einem Triac
    (Phasenanschnitt fällt raus, da bei so großen Lasten zu hohe Störungen entstehen)


    Da ich die Steurung gerne von einem Mikrocontroller übernehmen lasssen will, würde ich gerne die Wellenpaketsteuerung mit Nullpunktschalter und Triac aufbauen.
    Dazu wurde öfter ein IC von Atmel empfohlen, der T2117. Der Schaltplan auf Seite 9 sieht auch ganz interessant aus mit einer max. Last von 2,2kW.
    Nur wie muss ich die Schaltung verändern um sie mit einer PWM (ganz langsamen) anzusteuern ??
    Oder ist die Lösung mit einem SSR doch einfacher ?


    Ich wäre froh, wenn mir dabei jemand helfen könnte. Hier hören den nämlich meine Elektronikkenntnisse als Maschinenbauer auf.
    Auch für eine andere Lösung bin ich offen.


    Viele Grüße
    Philipp


    Ps. Ja ich weiss 230V sind gefährlich. Tipps zum besseren Handling sind herzlich willkommen, aber auf Kommentare wie "lass lieber die Finger davon" würde ich gerne verzichten.
    PPs. Kann auch ins TTT verschoben werden. Bin nicht auf Slottis heiss.

    Zitat von flipp86

    Oder ist die Lösung mit einem SSR doch einfacher ?

    Ja - Du brauchst eins, das im Nulldurchgang schaltet - oder Du baust sowas selbst, siehe hier, beim Triac mal gucken, wie viel der aushält, ggfs. nen größeren nehmen...


    an den Eingang des OK einfach nen µC-Pin mit Vorwiderstand, dann kannst Du die 230 V im Nulldurchgang schalten - das wäre praktisch "Eine Wellenpaketsteurung mit einem Nullpunktschalter und einem Triac" (der Nullpunktschalter ist im Optokoppler schon drin).


    ne ganz langsame PWM machen, z.B. Frequenz 1 Hz, da reicht auch ne geringe Auflösung, sind halt dann je nachdem 0/100 bis 100/100 Halbwellen an, also Leistung in 100 Stufen steuerbar.


    das reicht dicke, die Heizelemente haben sowieso ne gewisse Trägheit - und das alleine hilft noch nix ohne eine vernünftige *Regelung*, also Temperatur messen und auf einem Soll-Wert halten, dieser ändert sich dann auch im zeitlichen Verlauf ("Reflow-Rampe")...


    dazu kannst Du dann mal im Forum suchen, gibt hier irgendwo nen Monsterthread über den gemeinsamen Bau eines Reflow-Ofens, der dann wieder eingeschlafen ist, wie viele solcher Threads... ;) - irgendwer hat da schon ne gut funktionierende Regelung vorgestellt, jemand anders hat dann groß angekündigt, dass er ne Platine für die Steuerung macht, und dann kam nix mehr...


    habe den Thread mal verschoben, hat nix mit Slotties zu tun, sondern das Thema hat einfach mit LEDs nix zu tun... dass da auch LEDs mit gelötet werden und im OK ne LED drin ist spielt da keine Rolle... ;)

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    Hi Pesi, hi Basti,


    danke ecuh für die Antworten. Und danke für das verschieben (Ich hatte meine Gewichtung auf "Experten" gelegt und nicht auf "Led" bei der Forenauswahl ;) )


    Die von Pesi verlinkte Schaltung ist ja genau das, was auch Basti rät.


    Ich hab sie mal eine klein wenig angepasst, um zu prüfen, dass ich das auch alles verstanden hab. Funktioniert das so ?



    Als Triac hab ich den TIC246 genommen. Der kann bis zu I(T) RMS 16A schalten. Der müsste passen oder?


    Für den Widerstand vom µC hab ich 330Ohm gewählt, da im Datenblatt des MOC3041 steht, das I(F) 15mA sein soll.
    Kommt das alles soweit hin ??



    Ich werde auch einen nicht zu kleinen Kühlkörper für den Triac benötigen. Reicht da ein IC Kühlkörper oder sollte es ws größeres sein?



    Danke euch und viele Grüße
    Philipp

    Achso, da war schon ne Schaltung verlinkt... Naja, haste es noch mal bestätigt ;)


    Ja den Vorwiderstand der Diode wirste wohl geschaft haben zu berechnen, oder? :D


    Von der Leistung her, schaut der Triac gut aus... von der Kühlung her:


    Da steht on state Voltage typ. +-1,4 Volt.. daraus kannste mit dem Strom die Leistung berechnen und mit dem Temperaturwiderstand aus dem Datenblatt, den nötigen Kühlkörper...
    Bisschen sollteste auch noch selbst machen :P


    MfG


    Basti

    Zitat von flipp86

    Ich hab sie mal eine klein wenig angepasst... Funktioniert das so ?


    Eher nicht. Der TIC246 braucht bei 20°C im 4. Quadranten mindestens 50mA Gatestrom zum Einschalten (Fig.1 im DB). Dazu kommen 1V/56R=18mA durch den Gate-Ableitwiderstand. Diese 68mA fließen durch die 220R und dazu muss die Spannung 15V betragen. Die Inhibit-Spannung des MOC3041 ist aber typisch 5V, so dass die Schaltung wohl nicht sicher funktionieren wird.


    Edit: Der Triac arbeitet bei dieser Schaltung nur im 1. und 3. Quadranten. Dort reicht ein Gatestrom von ca. 15mA. Der Gesamtstrom ist dann 33mA und die nötige Spannung 7,3V plus der Flussspannung des eingeschalteten MOC, also etwa 8,3V und damit auch oberhalb der typ 5V. Man sollte den Gateableitwiderstand deutlich größer machen (330R).

    2bl: schon ausgiebig studiert danke :). Leider sagt er über seine Schaltung zum steuern nur "Die Heizung wird über einen Opto-Triac geschaltet."


    @ Transistor: Danke für deine Erklärung.Ich versuch es mal wiederzugeben, um zu prüfen ob ich alles verstanden habe.
    Der Gatewiderstand muss also von 56Ohm auf 330Ohm erhöht werden, damit durch den Ableitwiderstand nur 1V/330R = 3mA fließen und so der Gesamtstrom auf 15mA + 3mA = 18mA begrenzt wird.


    Das bedeutet, dass für die 18mA über den 220R rund 4V beötigt werden, womit man mit der Flussspannung des MOC bei 5V liegt.


    Kommt das hin ??

    Zitat von flipp86

    Leider sagt er über seine Schaltung zum steuern nur "Die Heizung wird über einen Opto-Triac geschaltet."

    Nee, er sagt:

    Zitat

    Der Schaltplan, Layout und Stückliste ist mit der Laminator-Regelung identisch und dort zu finden.

    und da ist ein .zip mit Schaltplan und Layout und SW drin... ;)


    der hat da irgendsonen Opto-Triac, mit dem er die Heizwendel direkt ansteuert, aber er hat nur 500 W, ob die 2kW können, da müsste man mal im DB schauen... bzw. ob es einen ähnlichen Typ gibt, der das kann

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    Doppelpost, aber wegen Update.


    Habe die Schaltung jetzt aufgebaut. Heizen tut sie auch. Aber eigentlich wollte ich das ja genau verhindern :D.


    Wenn ich den Optokoppler nicht beschalte an der Anode und Katode, müsste doch eigentlich die Heizung aus sein oder hab ich was nicht verstanden?
    Hab auch mal bei Pins auf Masse gelegt. Trotzdem wird geheizt.


    Ideen ? ;) Wer hat ne Glaskugel? ;)



    Viele Grüße

    JJJAAAAAA, das war's. :P :P :P


    Es funktioniert!!!! Ich werd den Schaltplan nochmal berichtigen.


    Wenn ich noch ein bisschen Zeit finde, versuch ich das ganze noch zu dokumentieren und hier zu veröffentlichen.
    Immoment ist das aber nur ne kleine Ablenkung neben der Bachelorarbeit.


    Ich danke euch vielmals!!

    Ja, sorry, das war dann mein Fehler - das kommt halt davon, wenn man alte handgeschmierte Pläne mit nem Grafikprogramm auf "Computer" überträgt... :D :whistling:

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    Ich komm hier noch mal kruz drauf zurück, da ich gerade dabei war, den Schaltplan sauber zu zeichnen.


    Ich glaube inzwischen, dass Pesi's Beschaltung doch die richtige ist, und ich sie nur beim ersten mal verkehrtherum aufgebaut habe.
    Ich habe gerade zum 7. mal meine Aufbau zurückverfolgt und komme immer auf die Beschaltung nach Pesis Version.


    Ich denke, dass ich beim ersten mal MT1 und MT2 falsch abgelesen hab im Schaltplan.
    Woran erkennt man denn beim Schaltzeichen was MT1 und MT2 ist. Ich habe inzwischen verschiedene Versionen gefunden im Internet:
    [Blockierte Grafik: http://www.ustudy.in/sites/def…/triac_circuit_symbol.gif] [Blockierte Grafik: http://upload.wikimedia.org/wi…c.svg/220px-Triac.svg.png] 
    Quelle: ustudy.in Quelle: Wikipedia.org


    Ich häng nochmal einen Schaltplan an, wie der Aufbau jetzt real bei mir aussieht, mit Anschlussbezeichnung.



    Vlt könnte sich das jemand noch mal kurz angucken.


    Viele Grüße Philipp


    Nachtrag: Die Tante bei blauen C hat mir einfach einen anderen Triac verkauft als ich haben wollte, obwohl ich ihr sogar die Bestellnummer mitgebracht habe.
    Also verbaut ist der BT139 . Scheint aber auch mit dem zu funktionieren.

    Hallo zusammen.


    Ich möchte das Thema hier nochmal aufgreifen und habe eine Frage zu einer Sache, die mir Aufgefallen ist hier.



    Der Triac, der vorher genutzt wurde (TIC246 ), hat IGT 12mA während der BT139 einen IGT von 35mA aufweist.


    Jetzt die Frage, muss da nicht der Widerstand am Gate von 330R auf geschätzte 180R bestimmt werden?



    Bzw. Wie verhalten sich die Widerstände generell dazu?


    Was wäre wenn die Schaltung mit einem BTA25 aufgebaut wird und zwar so wie Flipp, nur das einfach der Triac gewechselt wird?
    Der BT25 hat zB einen IGT von 50mA.



    Oder ändert sich an den Widerständen nix?!


    Grüße Denis

    Zitat von Prying

    Der Triac, der vorher genutzt wurde (TIC246 ), hat IGT 12mA während der BT139 einen IGT von 35mA aufweist.
    Jetzt die Frage, muss da nicht der Widerstand am Gate von 330R auf geschätzte 180R bestimmt werden?

    Laut DB hat der BT139 durchweg kleinere Zündströme als der TIC246. Der Gatewiderstand dient nicht zum Zünden, sondern soll im Gegenteil ein ungewolltes Zünden des Triac durch den Reststrom des MOC verhindern.

    Ach, verstehe.


    Ich dachte da jetzt eher in die Richtung "Vorwiderstand für Strombegrenzung.."!


    Danke Transistor!


    Wo finde ich denn eine gute Referenzquelle, um den Widerstand auszurechnen, speziell jetzt für den BTA25 mit 50mA ?


    Ich würde gerne diesen in der oben aufgezeigten Schaltung benutzen, möchte Ihn aber allerdings auch richtig Dimensionieren in Sachen Optokoppler und Widerständen!


    Bis Dato habe ich nur eine Rechnung zu diesem Thema gefunden:


    Rx = VGT / IGT.



    Gibt es dort noch etwas ausführlicheres?



    Danke sehr!


    Gruß Denis