Composants pour chauffer l'air et mesurer sa température

Bonjour à tous :slight_smile:

Je cherche un moyen de chauffer l'air dans un tube de 6cmx2cm et mesurer sa température (entre 180° et 210°). Tout ça contrôllé par un Arduino, et alimenté en 5V.

J'ai trouvé des cartouches chauffantes 12V mais je ne vois pas comment l'utiliser avec l'arduino. Pour le thermostat j'ai pensé à un thermocouple.

Quels composants me conseillez-vous pour ce projet?

Ces cartouches chauffantes servent d'origine à chauffer le socle d'une imprimante 3D, donc ça chauffe fort, mais peut être pas jusqu'à 210° sans se détériorer.

La commande peut se faire par un relais piloté par Arduino.

Est ce que le tube à chauffer est en métal, avec possibilité de placer la source chaude à l'extérieur?
Dans ce cas tu peux aussi l'entourer d'un fil résistif chauffant.

Un thermocouple est un bon choix pour cette gamme de température, mais il y a quelques subtilités d'usage (forte amplification requise, ça sort des mV, référence de température de soudure froide).

Merci Christian pour ta réponse.

L'idée c'est d'avoir un schéma comme celui ci :

L'objectif est de chauffer l'air dans le tube (dont la paroi sera isolante) et de maintenir cet air à une température à peu près constante.

Penses tu qu'il existe des cartouches qui pourrait chauffer aussi fort sans se détériorer ? et si je l'entoure d'un cylindre qui emmagasine la chaleur ?
Sinon, aurais-tu un exemple de fil résistif chauffant et de la puissance que ça demanderait pour atteindre la chaleur que je veux?

Pour le thermocouple sur adafruit il conseil d'utiliser un Thermocouple Amplifier MAX31855 est-ce que sa suffirait ?

Superjorand:
Merci Christian pour ta réponse.

L'idée c'est d'avoir un schéma comme celui ci :

L'objectif est de chauffer l'air dans le tube (dont la paroi sera isolante) et de maintenir cet air à une température à peu près constante.

bonjour
l'air est en convection forçée ou c'est un volume d'air emprisonné ?

Je pense à une résistance de fer à souder. C'est un domaine de température proche. Le fer à souder est même prévu pour chauffer plus fort.

Artouste:
bonjour
l'air est en convection forçée ou c'est un volume d'air emprisonné ?

Bonjour.
Je comprends ta question, dans mon cas c'est un volume d'air emprisonné.

fdufnews:
Je pense à une résistance de fer à souder. C'est un domaine de température proche. Le fer à souder est même prévu pour chauffer plus fort.

C'est une bonne idée, je vais creuser cette piste. Connais-tu une résistance de fer à souder qui pourrait fonctionner avec une batterie de 5v et contrôlé avec l'arduino (relais) ?

bonjour,
tu peux utiliser la cartouche 3D pour ca, ca grimpe vite en temp et même plus haut que 210C
il en existe d'autres pour hexagone.
par contre il faut une alim qui envoie derrière, ca pompe dur.

Superjorand:
Bonjour.
Je comprends ta question, dans mon cas c'est un volume d'air emprisonné.

je ne vois pas bien ce que tu cherche à faire 8)
Alors ça represente quoi ta fleche bleue et tes fleches roses ?
des ouvertures en bas et haut de cylindre ? (j'assume le cylindre , tu ne dis rien de la section géométrique de ton tube)

Artouste:
je ne vois pas bien ce que tu cherche à faire 8)
Alors ça represente quoi ta fleche bleue et tes fleches roses ?
des ouvertures en bas et haut de cylindre ? (j'assume le cylindre , tu ne dis rien de la section géométrique de ton tube)

Les flèches c'est juste pour montrer que de l'air froid arrive par le bas et l'air chaud pourra être évacué ensuite par le haut, par des ouvertures en effet. C'est bien un cylindre que je veux

infobarquee:
bonjour,
tu peux utiliser la cartouche 3D pour ca, ca grimpe vite en temp et même plus haut que 210C
il en existe d'autres pour hexagone.
par contre il faut une alim qui envoie derrière, ca pompe dur.

Quel type de cartouche ou autre élément chauffant peut aller sur du 5V, et jusqu'à quelle température?

Si on entoure cet élément chauffant d'un cylindre de métal, le cylindre devrait pouvoir continuer à augmenter en température tant que l'élément continue de chauffer? Et même dépasser la chaleur maximale de l'élément chauffant?

Et même dépasser la chaleur maximale de l'élément chauffant?

Et les pertes par conduction thermique du cylindre tu en fais quoi ?

Si je te prend au mot chez toi l'hiver quand les radiateurs sont en service il fait plus de 100 °C dans l'appart ?

Quel type de cartouche ou autre élément chauffant peut aller sur du 5V, et jusqu'à quelle température?

je vois rien en 5v.
pour atteindre les temp que tu veux, il faut mini du 12v et des ampères derrière.

si tu expliquais la finalité de la chose.
temps de chauffe?
durée?
etc....

Pour élever la température d'un corps il faut lui fournir des calories.
En fait les calories sont une ancienne unité, on devrait parler de joule (J) . Une calorie = 4,18 joules.
Un joule = 1watt pendant 1 seconde.

Pour calculer la puissance nécessaire il faut prendre en compte la capacité calorifique de l'air et l'estimation des pertes calorifiques du cylindre (par conduction et rayonnement) .

Une fois la puissance connue il sera possible de rechercher si l'élément chauffant existe en 5 V.

68tjs:
Et les pertes par conduction thermique du cylindre tu en fais quoi ?

Si je te prend au mot chez toi l’hiver quand les radiateurs sont en service il fait plus de 100 °C dans l’appart ?

C’était une hypothese, pour moi vu la taille du cylindre 2x6cm je pensais que ça ferait un effet four ?

infobarquee:
je vois rien en 5v.
pour atteindre les temp que tu veux, il faut mini du 12v et des ampères derrière.

si tu expliquais la finalité de la chose.
temps de chauffe?
durée?
etc…

Pense tu qu’il est possible d’alimenter en 12v l’élement avec une batterie de 2700mah 5v avec un step up 12v ?
La finalité est simplement de maintenir l’air contenu dans le cylindre à 180°.

Superjorand:
La finalité est simplement de maintenir l’air contenu dans le cylindre à 180°.

bonjour
la thermodynamique est une science tres ardue.
pour faire simple : ton cylindre est ouvert, le volume d'air n'est pas "emprisonné"
et par simple effet de convection thermique , tu ne pourra jamais obtenir une T° fixe ET homogene dans ton enceinte
l'air "froid" sera aspiré/rechauffé et evacué, selon où tu te place dans ton volume la T° variera entre T° ambiante et T° sortie en passant par une t° max .
D'ailleurs tu te le sais intuitivement puisque tu utilise une fleche bleue en entrée et une fleche rose en sortie sur ton "dessin"

Bonjour,

Une fois la puissance connue il sera possible de rechercher si l’élément chauffant existe en 5 V

+1, voire prévu pour 12v et fonctionnant à 17% de sa puissance

en 12v, tu peux chercher “élément chauffant soudure A1321 936 937 907 913” sur la baie

je lance le concours de devinette :
c’est pour faire un drone à réaction ?

Chauffer un si petit volume d’air sans le moindre calcul ? Il nous faut savoir exactement ce que tu souhaites faire, sans quoi on va te dire des bêtises …

Tu connais un peu tout ce qui est équation différentielle ? On rentre dans la mécanique des fluides là. Et c’est pas trivial trivial, crois moi :grin: .

Sinon, tu peux toujours aller regarder par ici : http://www.fsr.ac.ma/cours/physique/bargach/Chap4.pdf
Ça va déjà te donner un avant goût.

Mais je le répète, on doit savoir exactement ce que tu souhaites faire. Sinon ça ne va jamais aller.

Dernière chose aussi :

  • tu dois connaître les pertes de ton cylindre
  • tu dois connaître la température de la pièce extérieur ( 5° de différence peuvent être clairement critique dans ce cas…)
  • être précis 2x6 cm ? rayon ? diamètre ? hauteur ?
  • Ne pas se lancer dans tout et n’importe quoi au risque de se blesser … avec des températures pareil une brûle peut faire très mal ( si si :grin: )

Superjorand:
...
Pense tu qu’il est possible d’alimenter en 12v l’élement avec une batterie de 2700mah 5v avec un step up 12v ?
...

2700mah? la resistance sera même pas a température ta batterie sera déjà à plat!

Il te faut une autre source d'alimentation

En ce qui concerne la commande, Christian_R évoque la commande par relais.
Ce composant risque de ne pas durer bien longtemps dans la mesure où la détérioration des contacts sera très certainement rapide (arc électrique systématique).

Il serait plus judicieux d'utiliser un thyristor ou un MOSFET en fonction du prix de chacun d'entre eux.

2700 mah veut dire 2,7 A pendant 1 heure ou 270mA pendant 10 heures.

Tant que tu ne saura pas la valeur des watts (ou kwatts) dont tu as besoin tu perd ton temps.
100 W sous 5V c’est un courant de 20 ampères ! Ce n’est pas compliqué P =UI.

avec un step up 12v

Un “set up” cela n’existe pas, on parle à la rigueur de step up ou de step down. Un convertisseur élévateur de tension qui fourni des watts cela existe mais c’est gros et cela n’apportera pas de puissance suplémentaire au contraire le rendement n’étant pas égal à 1 tu en perdra.

La puissance s’écrit aussi P = U2/R.
Si on prend une résistance chauffante modèle 10V puissance 10W ,le courant sera I = 10W/10V = 1 A.

Si on la branche sur 5V la tension étant divisée par 2 la puissance sera divisée par 22 = 4. Soit 2,50 W et le courant sera 0,5 A.

Si on utilise un convertisseur élévateur qui multiplie par 2 (rendement idéal = 1)
Le courant sur le 10V sera comme prévu de 1 A.
Mais il faut bien voir qu**'avec un convertisseur de tension** la puissance se conserve donc en entrée du convertisseur la tension est divisée par 2 le courant est multiplié par 2 soit 2 A