blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi,
Het is tijd om weer eens verder te gaan met de experimenten met een oventje gemaakt van een alu spuitbus.
De eerste stappen heb ik jaren geleden al eens gedaan en nu heb ik wat meer kennis van het geheel en is het een en ander wat verschoven hoe ik het kan aanpakken.
De rede om verder te gaan met dit oven experiment is, dat ik wat testen met "Referentie Zeners" uit de 1N82xA serie die ik nog had liggen vorige week heb uitgevoerd.
Omdat er 1N827A op de Zener staat betekend het nog niet dat die Zener dan ook goed is!
De Zeners die zeer stabiel waren, waar ik een aantal van heb gemeten(korte termijn) waren de 1N827A van Motorola/OnSemi,
een paar andere waren bagger slecht, misschien een kloon uit China, wie zal het zeggen.
De experimenten met deze Zeners bestonden uit het "tunen" van de Zenerstroom welke gemiddeld 7,5mA zou moeten zijn voor een zeer lage tempratuur gevoeligheid.
Dat is voor b.v. en productie proces vrij lastig, dat je deze stroom voor de laagste temperatuur gevoeligheid moet gaan inregelen.
De fabrikanten hebben daar een verdien modelletje van gemaakt om je te "helpen", de 1N821 is de slechtste en de 1N821A is iets beter en dit zo door tot 1N829A.
Dit is een lijstje van de fabrikant Microsemi die de eigenschappen van deze dioden laat zien er zijn nog maar een paar bedrijven die deze dioden maken.
Voor de indruk, hou rekening met rond de 15% ex BTW voor het beste model, ja dat is 1 Zenerdiode!
.
Het doel is nu een oventje te maken van een alu spuitbus en de temperatuur te regelen met een P.I.D. controller,
dit draaiend op een Pro Mini 8MHz 3,3V en meerdere sensoren en de uitlezing op een klein OLED display.
Met dan in de oven een Referentie Zener uit de 1N82xA series met versterker trapje om 10V DC te maken.
De software in de Pro Mini laat ik even in het topic over het software filter voor de sensoren van hardbass.
Daar heb ik nog wat vragen over, maar nu ben ik bezig met de verwarming van de buis en wat allemaal in meespeelt en dat is vrij veel.
Wat viel op bij de testen
Daar hoort aan vooraf te gaan hoe ik getest heb, en dat vertel ik dan nu.
De meeste testen zijn uitgevoerd met 12V voeding voor het weerstand element van de oven, maar ik heb ook testen gedaan met 8V voeding hiervoor,
dit om te zien of als de oven op temperatuur is en dat ik gunstiger uitkom met de gemiddelde PWM.
De onderstaande schakeling heb ik gebruikt om de oven op de door mij gewenste temperatuur te brengen, bij deze testen was dit ongeveer 45C.
De testen van gisteren duusre wel wat lang, ik moest de generator precis de goede PWM warde geven op een honderste procent om de temperatuur op precies 45C te houden.
Ik was dus de PID controler. 
.
De Low Level MOSFet stuurt de ovenweerstand aan, welke rond de 12,6 Ohm is.
De Inductie heb ik ook gemeten, en dat is hoofdzakelijk de aansluitdraden, bij 100KHz was de inductie rond de 0,9µH.
Dat de inductie zo laag is komt door twee redenen, ik heb het weerstandsdraad bifilair gewikkeld en de ovenbuis is ook nog eens een kortsluiting voor de overgebleven inductie.
Voor de referentie schakeling denk ik dat de PWM puls stroom weinig tot geen invloed heeft, maar misschien wel wat invloed op de sensoren.
Daar de sensoren zeer dicht tegen het weerstanddraad gemonteerd komen aan de binnezijde va nde alu buis,
ik monteer de belangrijkste NTC weerstanden wel haaks op de wikkelrichting van het weerstandsdraad dat geeft ook nog wat extra demping van de stoorsignalen.
Een LAB voeding verzorgt de 12V voor de oven, de TMP37 lineaire sensor zit verbonden aan de Pro Mini, maar doet alleen een temperatuur meting op het OLED display.
Een functie generator stuurt de Gate van de MOSFet aan via een Low Pass filter dat de scherpe kantjes van de flanken haalt.
Ik had jaren geleden als een dubbel China printje gemaakt dat mooi klem zit in de buis en rekening houd met de bolle vorm onder in de buis.
Deze dus.
.
Hier zit een meet NTC als proef op de printjes, hier is nog een stukje glasvezel tape overheen geplakt voort beter thermisch contact.
Met opset zit er hier een lusje in de bekabeling tegen het stuk trekken.
.
Hier de voorbereiding nog een NTC te plaatsen maar dan tegen de binnenwand, links is de blauwe blob te zien met in het midden de TMP37F.
Waarom nog een sensor plaatsen? Dit omdat ik het verschil wil weten hoe de TMP37F reageert t.o.v. de NTC en dan heb ik het niet over het temperatuur verschil.
Hier is de NTC in Thermische pasta gedrukt en een beetje vastgezet met de bruime thermische tape.
.
Nog een stukje van die tape afgesneden en met een pincet rechts van een beetje aangedrukt,
daarna met een vinger zo goed mogelijk de tape om de NTC aangedrukt voor een zo laag mogelijke thermische overgang weerstand.
Let ook op de vorige foto de bedrading van deze NTC is met een stukje tape tegen de buiswand gedrukt,
dat was niet alleen om hem vast te zetten maar ook om te zorgen dat je zo min mogelijk energie uit de NTC trekt en daardoor niet de goed waarde krijgt van je meting.
.
Nadat de NTC's goed waren vastgezet heb ik een tijdelijk dekseltje gemaakt van Polystyreen en het verder dicht getaped met die bruine glasvezel tape.
Het oventje komt daarna in het Polystyreen doosje met de elastiekjes om de deksel er op te houden.
.
Weer een hoop meetkabels waren er nodig om wat metingen te doen, en de Pro Mini doet hier dus alleen een temepratuur meting met de TMP37F sensor.
.
Hieronder een plaatje hoe de signalen op de Gate en de Drain er uit zien als er filtering is toegepast.
De blauwe trace laat gatespanning zien bij 2V/Div en geel is de Drainspanning bij 5V/Div.
Als de Drain "0v" is loopt er dus stroom door de oven wikkeling.
De filtering is zo gekozen dat de drempel dat er nog drainstroom kan lopen op rond de 5% Duty Cycle staat ingesteld,
ik denk dat het voor de eerste testen kort genoeg is, dit i.v.m. de eerde ervaring met PID regeling voor oventjes.
De scherpe kantjes zijn nu van de flanken af en ik denk dat de flanken zeker 5x stijler kunnen worden zonder stoor problemen.
En de MOSFet wordt met deze relatief trage flanken niet noemenswaardig warm.
.
Dit is de meting van de gele NTC die tegen de binnewand is gemonteerd, sorry vande slechte foto, ook deze meter kan ik niet meer via een web interface gebruiken.
Ik heb nu drie Kesight meter uit de 3446xA series waar allemaal iets mee is, ik vind het prettige meters maar veel te veel storingen voor zo'n duur product!
Dus een foto uit de hand, scheef en bibber, dan weten jullie zeker dat het geen AI werk is *grin*
.
Voor nu even de laatste foto, dit is de sensor die ik op de grone printjes heb gemonteerd, vergelijk de kromme met de voorgaande foto.
Als het goed is zie je de vertraging, grotendeels door de warme lucht in de ovenbuis moeten deze printjes op temperaturu komen.
.
Het laatste plaatje kan je zien dat het een stukje langer duurt voor het groene printje op temperatuur komt doorde relatief groter thermische massa.
Dit weergegeven op de KeitLey meter.
Wat opvallent was is dit, beide sensoren aan de binnenzijde reageren onders op de temperatuur verhoging.
Ondanks dat de TMP37F onder een stevige laag thermische lijm ligt, is de NTC een stuk sneller in zijn meting van de buiswand temperatuur.
Misschien heeft dat te maken met het grotere oppervlak dat tegen de alu wand is gemonteerd en bij de TMP37C er een redelijk dikke laag kunststof tussen zit, jullie een mening hierover?
Ik heb nog meer info, maar ik ben al knap gaar dus ik stop er nu mee, anders wordt het voor jullie en voor mij onbegrijpbaar *grin*
SHoot!
Groet,
Bram
Ik ben er verbaasd over dat je de temperatuurregeling van de oven via PWM doet.
Zoveel vermogen hoeft de MOSFET (of transistor) niet te verwerken.
Is dat tijdelijk omdat je de analoge PID-regelaar nog niet af hebt?
[Bericht gewijzigd door ohm pi op (19%)]
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi ohm pi, 
Het doel is wat meer te stoeien met de Arduino PID en te kijken of een Spuitbus van Alu bruikbaar is.
De meeste oventjes die ik als test maak, krijg ik goed onder controle met een analoge regeling.
Ik zal best nog eens een echte P.I.D. in het anloge domein maken, maar nu niet.
Er zijn aardig wat probleempjes die ik met dit projectje moet oplossen, wat mij betreft een leuk leer object.
Groet,
Bram
rew
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Een truuk om met een mosfet een *gedefinieerde* flanksteilheid te krijgen is door hem met een R in serie naar de gate aan te sturen. (verwijder de 100nF condensator).
En dan een condensator van de output (drain) naar de gate.
Stel: aansturing is 5V, threshold is 3V, seriecondensator is 10k en de condensator 100nF.
Op het moment dat ie "aan wil gaan" is de gate spanning 3V, loopt er 0.2mA door de weerstand. De drain begint met naar beneden gaan en de gate wordt weer "uit" gedrukt.
Dit is gewoon stabiel. De stroom door de condensator is dan die 0.2mA.
I = C dU / dt -> dU/dt = I / C = .2mA / 100nF = 2000V / s = 2 V/ms.
Als je dit wel "erg" langzaam vindt kan je zelf wel wat klussen met de onderdeel waardes.
hardbass
PE2BAS
Het kan ook allebij, een digitale pid en een dac naar een analoge driver. Wellicht leuk als je doel is om met de PID van arduino te spelen.
[Bericht gewijzigd door hardbass op (31%)]
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi,
rew, ik zal het eens testen zoals jij het aangeeft, zie ik vanzelf het effect.
De enige rede dat ik het wil testen is de hoeveelheid onderdelen en de condensator grote.
Dit i.v.m. de ruimte die beschikbaar is.
hardbass
Bij dit project heb ik met opzet geen ADC P.I.D. software gebruikt, maar een Bang-Bang.
De rede is hoe goed dit te krijgen is met verschillende filtering die er allemaal mee speelt.
Dat is dus een simpel RC filter aan de Analoge ingang van de gebruikte ADS1115, jouw filter software, timing(Window) van de P.I.D.,
thermische massa van de ovenbuis en als laatste de thermische massa van de twee elektronica printjes en een klein beetje de reactie snelheid van de gebruikte sensoren.
Als ik dit werkend krijg, dan plak ik ook zo'n kleine Arduino in een vrij klein alu bimboxje, gewoon om te zien hoe goed het gaat werken.
De meeste Lineair geregelde oventjes die ik heb gemaakt heb ik al aardig onder de knie, vooral de gene met de Power transistoren met een extra bias diode er in.
Een rechthoekig stukje dikwandige alu buis en je hebt goede verwarming en de sensoren zitten bij de chip, dus er is dan weinig "lag" en dus een makkelijk
te compenseren loop, dan heb je alleen nog goede keuze nodig voor je bedrading(weglekken van energie) en de isolatie 1:100 demping is dan goed haalbaar
en je kan tot 1:150 komen als je erg je bast doet met de isolatie en bedrading
Dit heb ik allemaal al achter de rug, dus nu experimenteren met de Arduino P.I.D. software en kennis op doen met dunwandig alu buis materiaal.
Vandaag is de transporteur weer niet langs geweest, of eigenlijk vlak voor er weer iemand thuis was, dus nog geen nieuwe NTC'S en dure referentie dioden.
Morgen heb ik een Admin dag, dus dan moet het afleveren wel lukken hoop ik.
Verdere ideeën
Door de slechte koppeling tussen de ovenbuis en de elektronica printjes(lag) duurt het lang voor dat de elektronica printjes op temperatuur zijn.
Dat is nu bijna 1 uur voor minder dan 0,1c
Ik denk dus na hoe het een en ander aan te passen.
De Arduino en de elektronica er omheen verbruiken vrij weinig energie, dus dat helpt niet echt mee de twee printjes op temperatuur te brengen.
Oja, denk aan dit bij, 25C omgeving tempratuur is bij goede isolatie ongeveer 2,2-Watt aan energie nodig voor 42C wat de eerste temperatuur is waarmee ik wil testen.
De referentie schakeling trekt iets minder dan 0,2-Watt, het helpt mee maar is nog niet voldoende om zeg het binnen 20 minuten te krijgen.
Nu ben ik vanavond begonnen te denken om tussen de twee printjes een dun dubbelzijdig printje te monteren en deze ook te verwarmen, hulp verwarming!
Deze verwarming dan zeg bij 40C uit te schakelen, dan kan de P.I.D. regeling het zelf verder afmaken voor de 42C.
Dit is een verwarmingsfolie die als het goed is net tussen de printjes past, misschien een paar mm in de breedte die er nog af moet.
Deze folie is bij 12V 3-Watt en past mooi bij de voeding spanning die ik ga gebruiken.
.
De folie kan dan geklemd worden tussen de printjes met onderstaande materialen die ik deze week als heb binnen gekregen.
Het zijn verschillende modellen Thermal Pads voor computer gebruik.
.
Rechts bovenaan ligt een tube thermische lijm, nou... het is maar 10gram en het geleidend vermogen is 2.0 W/mK,
wat bijna 3x beter is dan de blauwe WLK30 lijm die ik vroeger gebruikte voor mijn oventjes.
Laters meer, nu even wat ontspanning, want het was een lange zware dag in de IT vandaag.
Groet,
Bram
Op dinsdag 27 januari 2026 20:08:19 schreef blackdog:
Verdere ideeën
Door de slechte koppeling tussen de ovenbuis en de elektronica printjes(lag) duurt het lang voor dat de elektronica printjes op temperatuur zijn.
Dat is nu bijna 1 uur voor minder dan 0,1cIk denk dus na hoe het een en ander aan te passen.
Dat wordt dus een modelletje "Airfryer", oftewel vind een slimme manier om de lucht in de oven in beweging te krijgen.
Of je vult je aluminium blik met waterstof of helium. Die gassen hebben een goed thermisch geleidingsvermogen.
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi,
Meestal gaat het goed, maar deze keer is het bagger, dat betreft dus de UPS aflevering Grrrr.
Maar goed, nu een gaatje in de planning en is het dus tijd voor wat elektronica ontspanning!
Ik had al aangegeven dat ik wat "hulpverwarming" wou gaan toepassen vor de twee printjes.
Dus ik ben even aan het hobbyen geweest met "Thermal Pad" materiaal met een hoge thermische geleidbaarheid van 13W/mK
Waarvan ik nog niet zeker weet hoe deze waarde is gerelateerd aan de dikte van het materiaal en b.v. de oppervlakte, moet ik nog uitzoeken.
Maar dit was bijna het beste wat ik bij Amazon kon vinden voor deze materialen.
De thermische verwarmingsfolie rechts is ongeveer 3-Watt in de koud toestand bij 12V voeding.
De folie heb ik iets kleiner gemaakt zodat hij goed past binnen de afmeting van de printjes.
Ook is zichtbaar op dit plaatje dat ik met een viltstift de folie heb afgetekend.
Met een stalen liniaal en een heel scherp mesje heb ik het grijze materiaal gesneden welke iets meer dan 2mm dik is.
Op deze foto zijn de originele grijze aansluitdraden nog aanwezig, met een scherp mesje, kniptang en daarna met de soldeerbout heb ik de klodder warmte lijm verwijder om wat dunnere draden te solderen.
Dit scheelt nu al aardig wat in de hoogte die de blob lijm innam, maar het is nog voldoende ruimte winst, dit laat ik zo zien.
.
Dit is een proefopstelling met de folies nog op de thermaal pads, en het laad de opbouw zien waarmee ik test.
Een laag op de eerste print aanbrengen, dan de verwarming folie en dan de tweede laag er op en als laatste de tweede print monteren.
.
Hier een onscherpe foto, maar hij laat voldoende goed zien hoe de sandwich is opgebouwd.
.
En dan hier even verder met het hoogte probleem bij de aansluitdraden ven de verwarming folie.
Het is verder goed mogelijk een stukje van het thermische pad te verwijderen om het geheel wat meer ruimte te geven.
Het is mogelijk de printjes iets verder uit elkaar te zetten door een klein beetje materiaal te verwijderen van de printjes.
Ik zal namelijk natuurlijk ook rekening moeten houden met de soldeer verbindingen die aan de onderzijde uit gaan steken.
De montage met weinig ruimte onder op de print heb ik vaker gehad, door het solderen aan te passen, goed de uiteinden te knippen is aardig wat winst te halen.
Trouwens hier zijn twee lagen groene China printjes te zien, dat word er waarschijnlijk één en een stukje normaal dubbelzijdig koper print waar de Referentie schakeling op gebouwd word. 
.
Dit geeft het temperatuur verloop aan bij 12V voeding en het geheel ligt op een kartonnen doosje en de ruimte temperatuur is net geen 20C.
Rond de 16 minuten is 40C bereikt en dan werkt de eigenlijk hoofdverwarming hier niet mee en het ligt open in mijn werkruimte, wat mij betreft werkt dit voorlopig goed.
.
De warmtebeeld camera er bij gepakt en dit is het zij aanzicht, het materiaal op de achtergrond is het bruine kartonnen doosje.
Een aandachtpunt waar ik regelmatig op wijs bij temperatuur sensoren is hier ook goed zichtbaar.
.
Links onder de twee draden naar de 12V voeding en boven op de twee draden van de 5K NTC, zie eens hoeveel warmte zo weg lekt...
Door de glimmende vias van het printmateriaal wordt daarvan de temperatuur niet goed weergegeven.
Kijk ook naar de twee stukjes tape, welke ik duidelijk niet goed heb aangedrukt. 
.
Er zijn nog een aantal zaken waarover ik na aan het denken ben, maar ik wil eerst de combinatie van de eigenlijke ovenverwarming en de hulpverwarming testen voor ik daar hier op CO over begin.
SHOOT!
Groet,
Bram
Is zo iets als heater ook bruikbaar ?
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi flash2b,
Dat denk ik wel, hou wel rekening er mee dat een aantal typen van deze folies zich gedragen als PTC.
Met deze eigenschap worden ze ook wel speciaal ingezet.
Niet gekoeld dus los hangend aan een LAB voeding gaat het vermogen naar bijna -50%.
Zo ingeklemt tussen de printjes was het bij 48C iets van 2,1 Watt.
De folies die jij laat zien heb ik echter nog nooit gebruikt.
Groet,
Bram