Das Thema gab es hier schon öfter und jetzt will (muss) ich mir so ein Teil auch bauen.
Eigentlich brauch ich nur ein Wasserbad auf 60°C zu halten ( für meine E-liquids ).
Aber ihr kennt das bestimmt wenn man mal anfängt zu basteln und sich die Funktionen ausdenkt die das Gerät haben soll neigt man zu übertreiben.
Funktionen:
- Soll und Ist Temperatur über LCD anzeigen
- Solltemperatrur über Drehgeber regelbar
- Eine Steckdose über SSR regeln
- Eingang und Ausgang der Regelleitung separat anschließbar zb. für 12V
- Regelleitung zum heizen und kühlen wählbar
- Regelsensoren wählbar DS18B20 ( -55 ° C bis + 125 ° C ) , NTC 3950 (–50 bis +260°C )
- Anzeigesensoren wählbar
- wählen zwischen PWM und Zweipunktregler ( Zweipunktregler nimmt werte aus hartem PID )
- Spielraum über Drehgeber und LCD einstellbar
=Spielraum zwischen den zwei Regelwerten des PID oder ohne „weichem PID „ +20 bis -20
- PWM für 230~ oder für Gleichspannung wählbar
- LED Anzeige für Übertemperatur, Untertemperatur, Im Soll-bereich(weichem PID)
- Akustisches Signal bei überschreiten und unterschreiten der soll Temp + ( einstellbarer Wehrt oder max Temp. Von DS oder NTC )
- 1 Relais für den Heiz oder Kühl regler der nicht vom PWM-SSR gesteuert wird.
- Funktion um Sensoren zu kalibrieren
- Peltier-element soll mit wechselnder Spannung angesteuert werden (zum heizen und kühlen )
Ob ich alles so realisieren werde weiß ich noch nicht aber schön wäre es ja schon.
Besonders das mit dem Peltier-element reizt mich.
Ich erkläre auch die noch mal die Funktionen wenn ich mich schlecht ausgedrückt habe.
SSR (40A) und der NTC 3950 (100kOhm), 2 Platten Herd, Arduino NANO, Drehgeber, LCD, Peltier-element sind vorhanden.
Paar DS18B20 sind unterwegs.
Mit einem zwei Stufen PID-Regler (weichen/harten Regeleinstellung) habe schon Motoren gesteuert und mit der PID Library werde ich bestimmt auch das SSR steuern können.
Mit dem SSR, NTC 3950 , Herdplatte und Drehgeber mit LDC werde ich mal anfangen.
Aber bevor ich anfange, will ich die Sache richtig durchplanen damit ich nicht immer stopen muss weil etwas fehlt oder ich vor einem großen Problem stehe was ich nicht auf die schnelle lösen kann.
Ich bin also für alle Tip´s (für Lösungen oder Problematiken)dankbar die mir später den praktischen Aufbau erleichtern.
Leider habe ich noch keine fertige Projekte außerhalb von Foren gefunden wenn jemand da ein Link parat hat wäre ich sehr erfreut.
Das kommt auch schon die erste Frage auf:
Gibt es eine Programmiertechnik einen Drehgeber für Handbedienung zu modifizieren?
z.b. schnell drehen = Zehner schritte, langsam drehen = Einzelschritte.
Im Prinzip geht das alles.
Das Kühlen mit Peltier Element würde ich mir nochmal überlegen. Dazu muß die überschüssige Wärme abgeführt werden, was z.B. einen Wasseranschluß oder einen ausreichend großen Kühlkörper und Ventilator erfordert. Besonders lästig ist dabei, daß das Element beim Kühlen selbst eine nicht unerhebliche Wärme erzeugt, die auch abgeführt werden muß.
Einfach ist ja auch für andere 
Das ist mir schon bewusst und hatte auch kurz den Gedanken den Lüfter für den Kühlkörper über einen zweiten PID-Regler zu steuern hab den Gedanken aber wieder verworfen weil ich mir nicht sicher bin ob die PID Libery das verkraftet .
Wie ich inzwischen erfahren habe sollte man ein Peltier-Element auch nicht mit PWM regeln ( zu mindestens nicht mit einer hohen Frequenz ).
Was meine PID Libery wieder frei gibt weil ich dann ein 2-Punkt Regler für das Peltier-Element benutze...
Ich weiß das ein Peltier-Element nicht effizient ist aber ich kenne auch keine andere Möglichkeit elektronisch stark zu kühlen ohne mit einem Kompressor zu arbeiten.
Hatte schon oft die Situation wo ich gerne schnell ein Bauteil gekühlt hätte ohne genau zu wissen wie viel Wärme entsteht.
Eine Strommessung könnte mir dann auch bei der Auswahl eines Kühlkörpers helfen.
z.b. Temperaturkontrolle und Kühlung für ein MosFet das ich provisorisch eingelötet habe.
Außerdem habe ich seit Ewigkeiten so ein Teil hier rum liegen und es wird mal Zeit damit rum zuspielen.
Das ist kein Problem. Digitale PIDs sind ganz simpel und brauchen kaum Rechenleistung. Man leicht mehrere PID Objekte anlegen. Die Variablen sind ja sowieso extern und die Library enthält nur Zeiger auf diese.
Wie viel Wasser ist denn in deinem Bad?
Scherheinz:
Wie viel Wasser ist denn in deinem Bad?
Mir fehlt gerade der Zusammenhang!
Hab gestern mit meinem Peltier-Element und einem CPU-Kühler aus 33W -17°C raus bekommen. 
Bin mir nur noch nicht schlüssig wie ich das Peltier-Element nachher ansteure:
PWM, geglättete PWM oder durch Regler immer nur ein und aus.
Mir fehlt gerade der Zusammenhang zwischen Peltier-Element auch zum Kühlen und dem Erhitzen des Wasserbads auf zwei Herdplatten.
@Theseus
Ich will mit meinem Regler nicht nur ein Wasserbad auf den Herdplatten erhitzten.
Sondern auch gleich den Regler erweitern, dass ich mit der Regelung ein Peltier-Element steuern kann. Ein einfachen Regler der auf 60°C erhitzt kann ich mir für 10€ kaufen.
Wenn ich selber was bastle muss sich das schon lohnen und für viele Zwecke verwendbar sein.
und für viele Zwecke verwendbar
Ich fürchte, das war der Hintergrund der Frage nach dem Wasserbad.
Es wird sicher nicht einfach sein, einen universellen Regler zu bauen, der vernünftig sowohl ein großes Wasserbad auf 60°C erhitzen als auch die Oberfläche eines IC kühlen kann. (Und noch jede Menge anderer zur Zeit unbekannter Anforderungen abdeckt.)
Nach welchen Kriterien willst du die Regelparameter automatisch adaptiv optimieren ? (Oder wie sonst soll das gehen? Willst du nur die RegelParameter von aussen konfigurierbar machen?)
Was meinst du mit Regelparameter ?
- wählen zwischen PWM und Zweipunktregler
- PWM für 230~ oder für Gleichspannung wählbar
- Spielraum über Drehgeber und LCD einstellbar
…
Ich werde das alles mit Schaltern oder über das LCD Menü wählen.
Ich habe mal die „Wunschliste“ oben aktualisiert
oder P, I, D Werte
Ich habe ein PID-Regler der je nach Abweichung verschiedene P, I, D Werte benutzt.
Vielleicht schalte ich noch andere per Knopf zu wenn ich merke das es bei einer Anforderung nicht passt.
Den Abstand (Spielraum) zwischen den beiden PID Werten ( hart und weich ) werde ich auf jeden Fall über das Menü regeln
Die einzelnen P, I, D Werte separat zu regeln ist wahrscheinlich nicht sinnvoll den dafür brauch ich den Arduino Plotter.
Dogger330:
@Theseus
Ich will mit meinem Regler nicht nur ein Wasserbad auf den Herdplatten erhitzten.
Ich habe da eine andere Philosophie. Ich würde verschiedene Regler bauen. Der fürs Wasserbad würde ja regelmäßig benutzt, also dort fest installiert und müsste auch andere Kriterien der elektrischen Sicherheit als der fürs Peltierelement einhalten. Fürs Wasserbad wäre vielleicht noch eine kleine Pumpe oder ein Rührer interessant um schnell und gleichmäßig die Wärme zu verteilen.
Fürs Peltier-Element gäbe es einen anderen Regler nur für den Zweck. Beim Sketch würde ich darauf achten, dass es sich leicht auf die verschiedenen Regler anpassen lässt.
Fürs Peltier-Element muss ich wahrscheinlich sowieso ein 2-Punkt Regler schreiben da Frequenzen über paar Herz dem Peltier nicht gefällt.
Aber es wird alles über einen Arduino aus einem Gehäuse gemacht.
Und die Steuerung wird so oder so mit Optokopplern von der Lastseite getrennt.
Bei den analogen Sensoren werde ich die „Regeln“ wohl ein bisschen biegen
zwischen den beiden PID Werten ( hart und weich )
"hart und weich" gilt nur für eine bestimmte Regelstrecke. Sobald du andere Fühler, Aktoren und ein anderes Wasserbad oder sonst was anderes dazwischen hast, solltest du andere Parameter brauchen.
Natürlich kannst du einen Sketch schreiben, der mehrere oder wahlweise einen von mehreren Regelkreisen realisiert. Mit eventuell unterschiedlichen Modi. Und eine entsprechende Anzeige hat.
Aber "universell" ist keiner dieser Regelkreise.
Nicht umsonst haben Kühlschrank, Heizung und Lötkolben bei mir daheim jeweils eine eigene Temperatur-regelung, statt eines Arduino-Anschlusssteckers.
Zum Thema " 2-Punkt vs. PWM ": Sehr beliebt ist auch eine langsame PPM
"x (fest) sec an, dann eine variabel lange Pause 0 ... ∞"
michael_x:
Zum Thema " 2-Punkt vs. PWM ": Sehr beliebt ist auch eine langsame PPM
"x (fest) sec an, dann eine variabel lange Pause 0 ... ∞"
Gibt es eine Maximalfrequenz die ich bei dem Peltier einhalten muss?
Ich habe auf meinem Datenblatt nix gefunden und sonst auch keine Richtwerte.
Bin mir noch nicht so sicher welche Möglichkeit ich nehme:
-Spannung senken und damit leben dass das Peltier ineffizient läuft.
- langsamer PWM wobei in den Pausen eine Wärmebrücke entsteht und die verschobene Temperatur wieder zurück leitet.
Wir hatten ja neulich einen langen Thread über einen Heizungsregler, der letzendlich am stabilsten gearbeitet hat, wenn nicht (nur) die Raumtemperatur gemessen wird, sondern die des Heizkörpers. Beim Wasserbad liegen wohl ähnliche Verhältnisse vor, was die Verteilung der Wärme per Konvektion auf ein großes Volumen betrifft. Ich dächte da sogar an einen Kühlkörper entsprechend dem Raum-Heizkörper im Wasserbad, der einen Naturumlauf (Schornstein-Effekt) erzeugt - zwei Fliegen mit einer Klappe.
Und beim Pelztier[tm] hätte ich auch gewisse Bedenken, wenn sich das bei jeder Temperaturänderung nicht nur intern, sondern auch noch gegenüber seiner Auflagefläche ausdehnt.
Als wirklich universellen Temperaturregler kann ich mir eigentlich nur einen 2-Punkt Regler vorstellen, bei dem die Vorgabe eines Sollwerts reicht. Dann kommt es "nur" noch auf die richtige Plazierung des Fühlers an, und die geeignete Verteilung der Wärme. Bei PID oder noch komplizierteren Reglern kann man durch falsche Einstellung eher mehr falsch als richtig machen, und der Abgleich muß für jede Anwendung neu erfolgen. Hinzu kommen noch Effekte wie geöffnete Fenster bei der Raumheizung, Türen am Kühlschrank, Wassermangel beim Wasserbad, Rauchmelder im Backofen, oder Temperaturgradienten bei empfindlichen Materialien. Das alles in einen einzigen Regler reinzupacken halte ich schon eher für die Lebensaufgabe nach dem Motto "der Weg ist das Ziel" :-]
DrDiettrich:
"der Weg ist das Ziel" :-]
Natürlich !!!
wenn es nicht so wäre würde ich Überstunden machen und das Teil kaufen !
Ich habe nach der Wassermenge wegen der Abnahme gefragt. Diese -17°C ist nur die Leerlauftemperatur, den CPU Kühler kannst du nicht mit einem Behälter Wasser vergleichen. Wenn es hier um 1 Liter Wasser oder mehr geht brauchst du dir über PWM doch keine Gedanken machen und steuerst dein Peltier innerhalb einiger Sekunden an. Das Ding würde ich auch nicht direkt an den Behälter kleben sondern noch ein Klotz aus Aluminium dazwischen schrauben, dieser dämpft deine Taktung. Sollte die Frequenz immernoch zu hoch sein einfach 2 kleine Peltier anstatt ein großes nehmen und abwechselnd ansteuern. Das bringt auch etwas mehr Ruhe in deine Regelung.
Den CPU Kühler hab ich auch auf die heiße Seite gesetzt.
Die -17°C ist die absolute Lehrlauftemperatur auf der Keramikplatte.
Hab da paar schöne Sätze von einem Hersteller gefunden
„Speisegeräte mit PWM (Pulsbreitenmodulation) sind sehr verbreitet in Peltier-Anwendungen.
Die maximale Modulationsfrequenz sollte auf 0.5Hz begrenzt werden wegen der relativen
Trägheit der thermischen Vorgänge gegenüber den elektrischen. Wird Hochfrequenz-PWM
eingesetzt (1 – 100 kHz), verwenden Sie einen passenden Kondensator, um die Oberwellen zu reduzieren.“
„Wir empfehlen den maximalen Rippel auf
10% zu reduzieren, vorzugsweise auf 5% für einen optimalen Betrieb“.
Daran werde ich mich halten
Das ist doch mal ne Aussage mit man arbeiten kann.
Willst eigentlich dein Bad runterkühlen oder einfach eine bestimmte Temperaur halten?