camera con termostato e resistenza

Ciao a tutti, sono neofita di elettronica,
vorrei chiedervi aiuto per la realizzazione di un piccolo progetto, ho cercato "resistenza riscaldare" sul sito ma non ho trovato le risposte che cercavo:
vorrei fare un dispositivo capace di fornire calore a una piccola resistenza in una piccola camera all'attivazione di un tasto. Camera di circa due cm cubici, ben isolata, quindi dispersione minima.

  • Arrivati a una temperatura (circa 70°) mi si deve accendere un primo led ( rimane acceso se la T >70°),
  • a 85 accende un altro led ( rimane acceso se la T >85°) e la resistenza deve spegnersi anche col tasto premuto fino a che la T scenda sotto i 75°,
    scesi a 74° la resistenza (se il bottone è schiacciato) ricomincia a scaldare fino a 85 per poi rispegnersi quando raggiunti, insomma tengo la temperatura fra i 75 e gli 85°.
    -- al posto di più led potrei utilizzare un led rgb

Vi chiedo molte cose:
-quanta autonomia avrei con una batteria da 9V ?
-non ho ancora trovato una resistenza isolata piccola, quindi non so quanto consuma...
-dove trovo le resistenze isolate da usare? devo farmi io la serpentina e isolarla(casino...)?Ho trovato una pad riscaldante ma è 10 cm x 5 anzichè un 2 x 2 come avrei bisogno io...
Notare che l'inerzia termica del sistema è minima quindi la T che rilevo la posso ritenere la T effettiva, poi aggiusto io con le soglie in programmazione.

  • sto comprando uno starter kit con qualche Sensore di Temperatura Analogico LM35DZ in più, devo comprare altri componenti per questo progetto?
  • in un eventuale progetto finale potrei mettere una batteria ricaricabile con presa tipo usb o cellulare? costerebbero tanto i componenti per fare ricaricare la batteria?

con lo sketch non vi chiedo lumi ora, intanto continuo a studiare :slight_smile: Però se sapete dove è scritto un esempio simile me lo leggo volentieri...

Ciao a tutti e buon lavoro :slight_smile:

Una camera di 2 cm cubi la riscaldi con una resistenza corazzata di opportuno valore, tipo questa, fissata all'esterno della stessa. Poi coibenti il tutto esternamente.
Il sensore di temperatura può stare anche lui all'esterno, aggiusti la differenza con la programmazione.
Per la batteria devi considerare che l'elemento riscaldante consumerà un po' e ci vorrà comunque una batteria un po' "robusta"; non credo sarebbe sufficiente una batteria da cellulare per un'autonomia decente.

Ciao,
P.

Ciao, grazie, la resistenza corazzata mi sembra ok.
Non riesco a capire i tempi di riscaldamento, anche per avere un'idea del consumo relazionato al tempo.
Per la durata della batteria avrei fatto questo calcolo:
Batteria da 680mAh=0,68A
resistenza da 10W, 22 ohm
Quindi per calcolare i watt/ora ho che se alimento a 9V e ho un consumo di 10W consumo 10/9=1,1Ah, giusto?
io di Ah ne ho 0,68 quindi 1,1Ah:1h=0,68Ah:x. x=(0,68*1)/1,1=0.62h, circa 36 minuti... giusto ?
Però non ho capito se a scaldarsi la devo tenere attivata tre secondi o 60... inoltre vorrei che i tempi per raggiungere la temperatura fossero intorno ai 10-15 secondi.

è anche giusto dire che se due resistenze assorbono 10W ma hanno una resistenza diversa consumano diversamente?
cioè res 10w per 22 ohm= 0.41 Ah (?)
res 10w per 39 ohm= 0.23 Ah (?)
è giusto? la seconda consuma meno? e scalda quindi meno? Non dovrebbe essere il contrario?

marcello9988:
Batteria da 680mAh=0,68A
resistenza da 10W, 22 ohm

Scordati di far funzionare il tutto con una pila da 9V, intanto la capacità reale di una alcalina di marca è poco più di 500 mAh, inoltre non sono assolutamente in grado di erogare correnti maggiori di 200-300 mA, la tensione in uscita crolla rapidamente per via dell'elevata resistenza interna.
Devi usare una batteria LiPo, p.e. una 3S da 1000 mAh, che oltre a garantirti l'autonomia ti garantisce la corrente erogabile, anche fino a 10A per una LiPo di quelle normalmente usate nel mondo del modellismo dinamico.
Una volta che il tutto è in temperatura non serve mantenere costante l'alimentazione dell'elemento riscaldante, l'ideale sarebbe usare un controllo pid così da poter mantenere la temperatura desiderata minimizzando il consumo energetico.

Tipo questa non è buona? : http://www.dx.com/it/p/mp-rechargeable-680mah-9v-6f22-li-ion-battery-for-microphone-remote-control-more-silver-183353?tc=EUR&gclid=CjwKEAjw6e_IBRDvorfv2Ku79jMSJAAuiv9Y_Src13v4W7c-uCvdbSfxkAxVJHLMLZv7G55w8sti2xoCe7fw_wcB#.WRwgC-vyiUk

ora guardo le altre che dici

ma i miei calcoli quindi nella pratica... ciccia?

Le Lipo van bene, quindi alimento arduino con quello,
ma se io alimento arduino che cmq ha un voltaggio di 5V la mia resistenza la alimento a 5V?
forse devo valutare l’alimentazione esterna da arduino?

p.s. cosa sono gli altri terminali che escono dalle batterie lipo?

Puoi attivare la resistenza anche a 9V utilizzando un relay comandato da arduino

il relè per temporizzare la resistenza?
devo essere sicuro che la temperatura sia fra 75 e 85°, quindi devo per forza usare una sonda termica,

il relè lo posso usare per il circuito esterno, è questo che intendi vero? sono proprio neofita di elettricità ed elettronica, so che i relè si usano anche per attivare circuiti a tensioni maggiori del circuito elettronico

Toglimi una curiosita' ... stai cercando di termostatare un quarzo ?

ciao, no non sono radioamatore ma ho capito che in quel campo Arduino può essere ancora più prezioso per quello che ci puoi fare,
è un termostato per campioni organici che scaldati vaporizzano le sostanze volatili

quindi come posso fare lo schema elettrico?
di base è arduino, resistenza comandata da bottone dipendente da sensore di temperatura.
Come si mette una grossa resistenza ? da 10W?

io farei così:
sensore di temperatura posizionato in modo di sentire la temperatura della camera.
resistenza ntc piu' potenziometro per fissare il setpoint (temperatura alla quale deve arrivare la camera ).
usando un ingresso analogico.
un'uscita digitale che comanda l'elemento riscaldante, interponendo un rele' oppure, meglio un mosfet.

la grossa resistenza la puoi suddividere in quattro piu' piccole collegate in serie, magari ognuna su una faccia diversa del contenitore da riscaldare.
la potenza di ogni resistenza sara' di un quarto di 10W (visto che hai stabilito che servono 10W).
la somma delle resisistenze in ohm, messe in serie, sara' equivalente al valore della resistenza unica da 10W.
poi (e qui mi fermo), una manciata di istruzioni al micro, e tutto deve funzionare in automatico.
per evitare i continui accendi/spegni dovrai anche introdurre via software una banda morta (differenziale).
quanto sara' il delta lo dovrai stabilire tu, a seconda che la regolazione ti serva piu' o meno fine.
led , almeno uno che ti faccia vedere quando l'elemento riscaldante è on oppure off.
ciao.

Prima di tutto, usa componenti di potenza maggiore di quella realmente necessaria (se servono 10W, non ha senso usare 4 resistenze da 2.5W, che oltre a non trovarle, rischi che si bruciano perche' sono al limite, usa 4 resistenze da 5W (o 5 da 3W, cosi puoi metterne una anche sotto) che sei a posto ... puoi prendere un contenitore piu largo ed alto, metterci all'interno quello piu piccolo con fissate intorno le resistenze, e poi "affogare" il tutto nel cemento refrattario, cosi rimane anche parzialmente coibentato, robusto, isolato e pratico (pero', se i campioni sono organici, come eviti la contaminazione ? ... oppure usi il contenitore per metterci all'interno provette in vetro ?)

Per la temperatura, a meno che non usi un mezzo per trasferire efficacemente calore, non sara' semplice sapere se la temperatura che leggi e' quella del campione o solo quella della camera, ma potresti risolvere con una NTC di quelle passivate in vetro, rivestita con un paio di sottili strati di resina bicomponente, da posizionare a contatto con il campione, se serve molta precisione ... oppure fissata all'interno della camera se basta una normale precisione ...

marcello9988:
... campioni organici che scaldati vaporizzano le sostanze volatili

Come detto prima ... se i campioni organici sono diversi, il primo che ci butti dentro contamina la camera ... e con le resistenze e tutto il resto attaccati, non sara' certo semplice ripulirla ogni volta ... pero' potresti usare delle provette in vetro, larghe poco meno della camera stessa, e riempire lo spazio fra la provetta e la camera con olio minerale ... in questo modo avresti un'ottimo trasferimento termico dalla camera alla provetta, facilita' di cambiarle e ripulirle, e nessuna contaminazione fra campioni diversi ...

Giusto come idee al volo ... :wink:

Ciao, grazie delle risposte,
a dire il vero non ho idea del valore dei W della resistenza che ho bisogno, ne ho prese tre e le provo...
avevo capito che in base al consumo di watt ci metteranno più o meno tempo a scaldarsi, ci ho preso?
il valore di ohm della resistenza mi interessa? se ho capito dopo la resistenza io vado al GND...

TRUCE: ma con potenziometro intendi che nello sketch devo attribuire un valore alla lettura analogica del sensore di temperatura? un valore che corrisponde alla T voluta? (con intervallo 75-85°, cioè se schiacci il bottone e lo tieni premuto scalda fino a 85, poi non scalda finchè non scende a 75).
Non capisco perchè un potenziometro, un potenziometro è solo un "tasto analogico"? cioè non è quel dispositivo che uso per stabilire con la mano un output analogico? tu intendi usarlo al contrario? cioè leggere un segnale analogico e restituire un digitale on/off?

Per la camera poi posso usare provette da inserire in una sede anche in metallo della stessa forma della provetta, il metallo a contatto con la resistenza, la sonda incassata nella parte in alto del metallo (faccio lavori al tornio e fresa cnc e stampa 3D)

con il potenziometro imposati il valore che deve raggiungere la camera (si dice imposti il setpoint).
poi sara' arduino che in funzione di quello che legge la ntc provvedera' a mantenere la temperatura che tu gli hai detto di mantenere (appunto con il potenziometro).
un po' come il termostato ambiante del riscaldamento di casa, tu gli dici la temperatura che vuoi avere e lui provvede a far accendere o meno il riscaldamento.
il tutto in automatico.
in pratica costruisci un termostato.
come realizzare fisicamente, il fornetto vedi Etemenanki, che lui sa.
ciao.

Quello che scalda non c'entra con il valore in W della resistenza (cioe', si, ma solo in modo indiretto)

La potenza che tu mandi alle resistenze per fare in modo che loro la disperdano in calore (riscaldando in questo caso la camera) la decidi tu in base alla velocita' con cui vuoi che scaldino (ovviamente, piu potenza trasformi in calore per unita' di tempo, piu velocemente scaldera' il tutto, anche tralasciando i gradienti di trasferimento termico e robaccia :stuck_out_tongue: simile :D) ... e questo dipendera' da tensione e corrente che hai a disposizione ... ma ovviamente, la potenza delle resistenze dovra' essere scelta in modo che possano resistere a tutto questo calore senza finire "in fumo" (letteralmente) ... se hai a disposizione un'alimentatore da 12V e qualche Ampere, puoi anche dimensionare le resistenze per fargli dissipare una ventina o piu di W, ed ovviamente in questo caso la potenza complessiva delle tue resistenze (che poi e' la potenza in calore che possono dissipare senza bruciarsi) dovra' essere piu alta di quella che gli mandi ...

Inoltre hai un'altro problema, che a prima vista puo non apparire importante, ma lo e' ... anzi, due problemi ... primo, la potenza per cui sono prodotte le resistenze e' di solito considerata per l'uso in aria libera, impaccandole e coibentandole dissiperanno molto di meno, quindi sarebbe o da utilizzare resistenze in grado di sopportare una potenza molto maggiore (direi almeno il quadruplo di quella che reggerebbero in aria, come minimo), oppure da utilizzare un pannellino riscaldante flessibile gia fatto, come ad esempio questi oppure questi o altri simili, oppure ancora da realizzare con filo in NiCr o Kanthal avvolto sulla camera (ma in questo caso serve o del Kapton robusto o della mica in fogli per avvolgerci la camera, prima di avvolgere il filo intorno) ... secondo problema, tenere conto delle dilatazioni termiche, per l'interno ti basta fare lo spazio un po piu largo della provetta ed usare al massimo qualche goccia d'olio minerale per l'accoppiamento termico, per l'esterno, se usi resistenze in ceramica, sarebbe da incollarle tutto intorno alla camera con della colla flessibile che resista al calore e lo trasferisca bene al metallo, come ad esempio questa o simili (no, non e' grasso termico, e' proprio colla, indurisce in una decina di ore e diventa tipo silicone duro, ma ancora flessibile)

ho preso questo tipo di resistenze: queste

quindi con il potenziometro io faccio regolare il consumo della resistenza per determinarne l’aumento di T? bello :slight_smile: (sempre impostando una specie di delay di valori di T ovviamente, giusto?)
non ho capito molto ma capirò :smiley:

scusate la profondissima ignoranza: la potenza della resistenza è il wattaggio? ne ho prese da 2,5 10, 15, 25W, qualcuna reggerà… :smiley:

ma quindi quella colla trasferisce bene il calore? 0,007 °C/W che unità di misura è?

grazie cmq

Un dettaglio non mi convince o forse ho capito male :
Se usa un alimentatore 12v con qualche A ( precisiamo 12v x 1A =12 w totali ) e resistenza da 10 w è all' 80% della potenza del trasformatore , il che è già al limite di bruciarsi , se aumenta i w sarà peggio, normalmente non si dovrebbe superare il 75 % di consumo rispetto alla potenza dell'alimentatore ?

ragazzi non ci capisco una… acca…
allora:
state tutti intendendo un circuito di alimentazione esterno, vero? se no è giusto che io alimenterei la resistenza con i 5V di arduino?

inizialmente proverò con l’alimentazione di arduino, e poi ho una pila duracell da 9V ma come mi avete detto ci farò poco o nulla, ho anche un portapile (non so come si chiami, tiene le pile e le connette, recuperato da un aggeggio 12V usato) da 12V ma non ho ancora idea di come si faccia il circuito esterno, sto calmo, arriverà lo starter kit e comincerò a imparare, devo fare pratica :slight_smile: