Simpel temperatuur-regelsysteem 12V

Simpelr kan bijna niet: http://www.conrad.nl/ce/nl/product/072651/
Schema staat ook in de handleiding.

http://www.mijnalbum.nl/index.php?m=fto&a=73&id=369160609&…

[Bericht gewijzigd door Henry S. op maandag 16 december 2013 19:49:33 (7%)]

ik zal je even helpen met je afbeelding
ps voor de volgende keer:
het helpt als je nog even: rechtermuisknop - afbeelding openen in een nieuw tabblad doet voordat je de link kopieert

[Bericht gewijzigd door DK op maandag 16 december 2013 19:07:00 (44%)]

Hallo Arco,

dit is wel iets wat ik in gedachten had.
maar deze is minder geschikt in vochtige omgevingen.
bijvoorbeeld in een luchtvochtigheid van 95%
En hoe weet ik dat ik deze goed heb ingesteld?

Waar ik op zoek ben, is een nog veel eenvoudigere schakeling, het liefst met berekeningen van hoe de verschillende componenten zijn uitgekozen/uitgerekend.
Op deze manier kan ik wat leren.

Bedankt DK! Dit was ook de 1e keer dat ik dit probeerde

[Bericht gewijzigd door Henry S. op maandag 16 december 2013 19:49:51 (7%)]

Je hebt nu een vaste weerstand van 5600Ω Dit is prima omdat je NTS ook ongeveer die waarde is. Nu zal dan spanning op het knooppunt naar de ingang van de op-amp ca de helft je voedingspanning zijn.

De 1M weerstanden zijn veel groter dan 5K weerstanden en daarom is zo groot niet nodig. Een opamp ziet aan zijn ingangen liever een gelijk weerstand. 2x 10k is ook goed. Als je dan de onderste weerstand van de 10K vervangt voor een potmeter van 10K dan kan je de temperatuur ook instellen.

Veel succes met de uitgang van de opamp die direct een redelijk zwaar verwarmingselement voed.. Er zijn wel opamps die 3A op de uitgang aankan maar handiger is om daar een FET op de uitgang aan te sluiten die op zijn beurt de verwarmingselement aanstuurt.

Van de uitgang van de op-amp moet je ook nog via een weerstand een terugkoppeling maken zodat je een hysteresis krijgt. Ik weet enkel nog steeds niet hoe je dat moet uitrekenen.
De hysteresis zorgt er voor dat je schakeling niet zenuwachtig word en om het kantelpunt van de spanningen op de ingang heen en weer gaat klappen. Met een hysteresis gaat de verwarming netjes uit bij 20° en aan bij bv 19°

dit is wel iets wat ik in gedachten had. maar deze is minder geschikt in vochtige omgevingen.

Wat dacht je van een kastje er omheen bouwen? 't Is alleen een losse print.

En hoe weet ik dat ik deze goed heb ingesteld?

Kwestie van uitproberen en een schaalverdeling maken. Je wilde tenslotte zo simpel mogelijk?

het verhaal van de FET begrijp ik niet Benleentje.
Is dit makkelijk uit te leggen voor een leek?

Een FET of MOSFET is een elektronsche schakelaar net zoals een transistor maar werkt wel heel anders dan een transistor.

Bij 1⁰C temperatuurverandering verandert de weerstand van de NTC 253 Ω. Dat is grofweg 4,5% van 5600Ω. De hystereseweerstand kan je dan (100/2,25) x 1MΩ of (100/2,25) x 10kΩ kiezen. Je rekent hier met 2,25% omdat in de ene toestand de hystereseweerstand aan de plus en in de andere toestand aan de min geknoopt is. Deze methode is toepasbaar omdat de spanning van de ingangspennen van de opamp prachtig in het midden zit. Heb je geen zin in berekeningen, dan kan je de hystereseweerstand op 100x 1MΩ of 100x 10kΩ kiezen. De open versterking van de opamp is voldoende groot voor een zekere en stabiele omschakeling van de ene naar de andere toestand. Hysterese moet je inbouwen als je de opamp zo koel mogelijk wilt houden. Zonder hysterese stook je met een beetje pech 35/4 W= 9W in de opamp weg en ook 9 W in de verwarmingsfolie.

Heer Pyromaan, ik heb je schema wat bijgewerkt:

Voor T1 kan je haast elke MOSFET in TO220-behuizing gebruiken. Een goedkope BUZ11 volstaat.
Idem wat de opamp betreft: een LM741 is net zo geschikt als een AD820.
R4 zorgt voor een beetje meekoppeling, zodat de schakeling niet gaat oscilleren.
Je zou R3 kunnen vervangen door een serieschakeling van een 4k7 weerstand en een 2k2 instelpotmeter, zodat je de gewenste temperatuur fijner kan instellen.

Dat ziet er keurig uit!

Dat is een schema waar ik mee kan werken Pros!

ik heb zelf ook nog het een en ander opgezocht, en ben op dit schema uitgekomen.

http://www.mijnalbum.nl/Grotefoto-8H77VQNG.jpg

Mod-edit: Te grote afbeelding verwijderd, lees dit eens door.

een calculator voor de hysteresis heb ik hier op een andere discussie kunnen vinden.
wat de 1M weerstand in mijn schema doet, dat verzorgt de 470K in jouw schema.
ik probeer alleen even te begrijpen hoe. Moet er in jouw schema geen diode na de 470K worden geplaatst, om de spanning vanuit de Load (verwarmingsfolie) tegen te houden?

[Bericht gewijzigd door Henry S. op dinsdag 17 december 2013 19:26:30 (13%)]

Zo zou ik het zeker niet doen, Jari. De reden:
De maximum uitgangsspanning van een doorsnee-opamp is 3V lager dan zijn positieve voedingsspanning. In dit geval: 9V.
Over de basis/emitter-overgang valt al snel 0.7V of meer.
Het verwarmingselement krijgt dus iets meer dan 8V ipv. 12V.
Darenboven wordt de transistor zelf een verwarmingselement. Stel, dat de stroom 2.5A bedraagt. Dan verstook je in de transistor (2.5A * 3.7V) 9.25W!

Dat is de reden, dat de belasting in mijn schema zich tussen +12V en de MOSFET bevindt. De MOSFET zelf zal amper opwarmen. Die hoef je niet eens te koelen.

Moet er in jouw schema geen diode na de 470K worden geplaatst, om de spanning vanuit de Load (verwarmingsfolie) tegen te houden?

Nee, hoor. De stroom door R4 zal ten hoogste 13µA bedragen.

Het schema van @pros is goed!
Ter leering ende vermaack kan je natuurlijk altijd een diode toepassen in de 470kΩ weerstand om te kijken wat het effect is op het schakelgedrag van de thermische schakelaar. Ook kan je een transistor ipv een FET toepassen volgens je schema. Zoals @pros voorgerekend heeft zal deze zeer warm worden. Een beetje extra koeling voor deze transistor kan geen kwaad. Je zult dan ook merken dat je verwarmingsfolie niet zo heet wordt als je had verwacht. Misschien komt je dat wel goed uit. Bij experimenteren kan er natuurlijk iets fout gaan. Als onderdelen beginnen te roken, dan is het beste er wel af. Beschouw rokende onderdelen dan maar als leergeld van de cursus "praktische electronica".
Voor experimentele doeleinden om uit te vlooien hoe jouw schakeling en die van pros werkt kan je de verwarmingsfolie vervangen door een weerstand en een led. Dan heb je minder kans op rookwolken en zie je sneller of iets werkt.

ten eerste wist ik niet dat een Opamp 3 V minder uitgangsspanning geeft als de V+ ingaande.

verder klapper ik een beetje met de oren wanneer ik de berekeningen zie.
ik zal dit vanavond gaan bestuderen, anders leer ik er weinig van.

wat ik graag zou willen weten is hoe je de 470K hebt berekend.
en hoe heb je berekend dat er maar 13uA overheen loopt?
en wat gebeurt er als ik er een 1M weerstand tussen knoop?
deze stroom loopt dus van NTC naar Transistor, of juist andersom?

en ook de verschillende spanningen over de onderdelen begrijp ik niet. hoe bereken je dit?

je ziet wel dat ik nog een leek ben in het uitrekenen/bedenken van schakelingen, maar ik wil dit toch een beetje onder de knie krijgen.

is het mogelijk mij de berekenngen van de spanningen en stroom over de verschillende onderdelen te kunnen geven?
uitgelegd voor iemand die nog weinig kaas heeft gegeten van elektronechniek, en alleen weet dat ie niet over schrikdraad moet pissen.

ik zou dit zeer op prijs stellen.

Opamp: er bestaan modellen waarbij de uitgangsspanning het volle bereik tussen zijn voedingspinnen haalt. De AD820 bv. Maar dat is geen "doorsnee" opamp meer, ook wat de prijs betreft.

Weerstand 470k: niet berekend. Is intuïtief gekozen.
Hij hoeft enkel te beletten, dat de FET in zijn lineair gebied terecht komt (niet volledig in- of uitschakelt).

De stroom die er door loopt bereken je door het spanningsverschil tussen +12V en het knooppunt NTC/R3 te berekenen. Als de temperatuur zowat op peil is, zal de weerstand v/d NTC gelijk zijn aan de weerstand van R3. De spanning op het knooppunt bedraagt dan +6V, evenals het spanningsverschil tussen knooppunt en +12V. En als je 6V deelt door 470k bekom je 12.765µV.
Als de FET spert loopt de stroom van +12V naar knooppunt. Zodra de FET in geleiding gaat, loopt de stroom van knooppunt naar drain.

Spanningen: R1 en R2 zijn gelijk. De spanning op hun knooppunt bedraagt dus +6V.
De opamp gaat nu de temperatuur zodanig bijregelen, dat de weerstand van de NTC 5k6 bedraagt. De knoopspanning NTC/R3 bedraagt dan iets meer of iets minder dan +6V. "iets meer of iets minder" omdat R4 zal beletten dat het precies +6V wordt.

OK pros,

de 470ohm snap ik nu.
wanneer ik hier een kleinere weerstand tussen zou zetten, zal het systeem iets 'nauwkeuriger' worden, dat wil zeggen dat het verwarmingselement eerder wordt in- en uitgeschakeld; bij een kleiner temperatuurverschil. (verbeter me als ik fout ben)

nu vraag ik me nog af wat het verschil is tussen jouw en mijn schema.
wanneer ik in mijn schema nu ook het verwarmingselement voor de FET zet, hebben we dan allebei niet hetzelfde systeem?

ik snap nog steeds niet waarom er zoveel amperes over de FET loopt, wanneer je het verwarmingselement achter de FET zet.

ik meen dat de 12V;3.5A (de voeding als in mijn schema) over de collector/drain richting emitter/source gaat, wanneer je een relatief kleine spanning op de basis/gate zet.
Als het ware een apart circuit, net als bij een relais.
alleen heb je aan de basis/gate-kant geen -.
(ik maak hier wellicht een denkfout)

daarom snap ik niet waarom het er toe doet of de verwarming voor, of achter de FET zit.

is dit met een simpele uitleg/rekenvoorbeeld te verduidelijken?

Een 'fet' of 'tor' werkt met een spanningsverschil tussen de pootjes. Als je de belasting eronder hangt en je 'duwt' de tor (of fet) open dan gaat de spanning omhoog omdat je de voedingslijn 'verbindt' met hetgene daaronder. De 0,6 volt verschil tussen basis en emitter is dan mogelijk weg (ligt aan de insturing) dus gaat de tor weer dicht of komt in een soort __halfgeleiding__ , dat wil je niet.

Als je de belasting erboven hangt dan is de lijn onder de fet of tor altijd 0,00 volt dus het verschil tussen basis en emitter is meestal al goed genoeg om flink de tor open te duwen.

(extra tip, fets kunnen zo snel schakelen dat zelfs die 0,00 volt even opschrikt omdat geen ene voeding perfekt is, daarom gebruiken we toch liever een weerstandje van bv 470k, bij transitoren (gewone, BJT dus) MOET je die weerstand gebruiken, maar dan veel lager, bv 10k omdat je een stroompje nodig hebt om de BJT open te duwen, een FET heeft alleen een spanning nodig en is daarom voor dit soort gevallen 'beter' of 'de moderne aanpak, die geen drol meer kost' )

@Jari: je kan in mijn schema de FET vervangen door een bipolaire transistor. Een klein koelplaatje is aanbevolen, omdat er over de transistor een grotere spanningsval staat dan bij een FET.
Voorbeeldje:
Bij een BD245 bedraagt de collector/emitter-spanning 1V bij een collectorstroom van 3A. Die gaat bijgevolg 3W in warmte omzetten.
Een BUZ11 heeft een rDS(ON) van 0.04Ω. Bij een stroom van 3A komt er dus 0.12V over te staan - die moet bijgevolg maar 0.36W in warmte omzetten, hetgeen een koelplaat overbodig maakt.
En er zijn FET's die heel wat beter presteren dan de BUZ11.

Wanner je nu in jouw schema de bipolaire transistor vervangt door een FET, wordt het een helemaal ramp.
Bij een bipolaire transistor moet de basisspanning minstens 0.6V hoger zijn dan de spanning op de emitter. Voor een vermogenstransistor kom je al snel op 1V of meer terecht.
De meeste FET's beginnen (een beetje) te geleiden bij 4V tussen gate en source. 10V is een praktische waarde om ze helemaal in geleiding te brengen.
Maar dan de belasting! Die zit bij jou tussen source (of emitter) en GND. Daar loopt stroom door, en dus staat er een spanning over die belasting. Wil je 12V over de belasting, dan moet een bipolaire transistor een basisspanning krijgen van (ongeveer) 13V om helemaal in geleiding te gaan. Bij een FET wordt dat al snel 22V (12V + 10V).
Als je de belasting plaatst tussen drain (collector) en +12V, kan je source (emitter) rechtstreeks met GND verbinden, en valt dat probleem helemaal weg.

ik ga het gewoon proberen met beide schema's, met de load voor de FET.
ook zal ik het gaan proberen met de instel-potmeter, kan ik zoals aangegeven de temperatuur gaan regelen tussen 28 en 22 graden.

aan ieder bedankt voor de informatie!

Hallo allemaal.

na een korte vakantie was ik weer terug.
ik heb het volgende schema in mekaar gezet, maar het resultaat valt tegen.
zoals aanbevolen door ohm pi heb ik een hysteresis toegepast.

Bij Kou daalt het voltage op de interventing input - (5,33V)
dus de Output van de Opamp moet 12V worden.
Dit gebeurt echter niet.
Het voltage op non-interventing input + is uiteraard 6V.

Ook wanneer het voltage van de interventing input - hoger is dan 6V, gebeurt er helemaal niets.

Wat ik wel meet is op de Drain van de Mosfet staat 7.67V
Op V+ van de Opamp staat 12V, op de V- uiteraard 0V.

dus naar mijn mening zou het moeten werken.

Wat doe ik fout? kan iemand me duidelijkheid verschaffen?