Welchen wärmeabhängigen Wiederstand brauche ich?

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  1. #1 Felixle7, 19.02.2010
    Felixle7

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    Hallo, Ich und ein Klassenkamerad versuchen ein Haus Zu bauen, in dem zwei Lüfter integriert sind. Einer der kalte Luft rein und einer der die heiße Luft (die durch eine Glühlampe inmitten des Hauses erzeugt wird) rauszieht. Die Leistung der beiden Lüfter soll durch einen wärmeabhängigen Wiederstand geregelt werden. Wir versuchen damit unserer Klasse einen Wärme Kreislauf einer Klimaanlage oder einer PC Lüftung zu erklären.

    Unser Schaltplan sieht folgender Maßen aus: [​IMG]


    Was ich jetzt gerne wüsste, welchen wärmeabhängigen Widerstand muss ich einsetzen um die beiden Lüfter bei einer Temperatur von Ca. 50° Grad auf Vollleistung zu bringen. Durch die Beiden Potis sollte ich ja eigentlich das ganze justieren können. Einen Link zu einem Versandthaus und eine Erklärung währen sehr nützlich.

    Mit freundlichen Grüßen
    Felixle7

    Edit: Wir haben die Schaltung zwar schon so gelötet, Verbesserungsvorschläge sind dennoch gerne gesehen
    und srry für die schroffe Art des Schreibens ^^.
     
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  3. patois

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    Wenn es sich schon um "Schule" handelt, sei erlaubt darauf hinzuweisen, dass in der Elektrotechnik das Wort Widerstand nicht mit "ie" geschrieben wird,
    und die Kurzbezeichnung für ein Potentiometer "Poti" ist.

    Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung könnte euch ferner klar machen, dass ihr einen Lüfter einsparen könntet, was sich dann auch auf die Betriebskosten günstig auswirken würde. (man denke an eine Dunstabzugshaube)

    Leider ist die Zeichnung unvollständig. Auf jeden Fall sollte PLUS und MINUS der Schaltung gekennzeichnet sein. Danach richtet sich dann der Einbau der Transistoren, deren Schaltbild auch mit einem Pfeil für den Emitter zu versehen ist, damit man sehen kann, ob das NPN oder PNP Transistoren sind, die bekanntlich auch richtig herum eingebaut werden müssen.

    Kühlkörper für Leistungstransistor !!!!

    Freilauf-Diode über den Lüfter vorsehen !!!

    Widerstände nicht als Sicherung zeichnen !

    aber jetzt zum eigentlichen Fehler:

    Ein LDR ist kein temperaturabhängiger Widerstand !!!

    Ihr müsst einen Kaltleiter oder einen Heißleiter einsetzen, je nach dem wie eure entgültige Schaltung aussehen wird !!!

    Es ist nicht günstig für den Treibertransistor einen Leistungstransistor einzusetzen, da dessen Stromverstärkung eventuell zu niedrig ist.
    Man setzt im Allgemeinen als Treibertransistor einen Transistor mit einer mittleren bis hohen Verstärkung ein, da er eigentlich als Regler dient, da dessen Basis die Spannungsänderungen am Spannungsteiler erfühlt und als verstärkte Signale an den Leistungstransistor weitergibt.

    Greetz

    Patois
     
  4. #3 Felixle7, 20.02.2010
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    So, habe den Schaltplan noch einmal neu erstellt.
    [​IMG]

    Ich hoffe damit sind einige Fragen beantwortet.
    Die Frage bleibt, welchen (pardong)NTC brauchen wir für unsere Schaltung.
     
  5. patois

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    :idea: Du hast den guten Willen gezeigt, aber einen totalen Bock geschossen:

    Du hast die Basis-Emitter-Strecke deines Leistungstransistors kurzgeschlossen !

    in der Zeichnung steht jetzt BC130, war das ursprünglich nicht BD130?

    Hast du jetzt den Kühlkörper eingeplant?
    Das Hoch- und Runter-Regeln der Motoren setzt den Transistor hoher Belastung aus, viel höher als im Schaltbetrieb auftreten kann, daher KÜHLUNG!

    Den Treiber-Transistor hast du immer noch mit einem Leistungstransistor belegt.
    Hier muss ein Transistor mit höherer Verstärkung eingesetzt werden als sie der Leistungstransistor hat.

    Der Treiber-Transistor ist sozusagen der Regler! Daher MUSS dieser eine hohe Verstärkung ß haben,
    sonst ist alles für die Katz!

    Es fehlt immer noch die Freilauf-Diode, auch Lösch-Diode genannt, über den Ventilator-Motoren.
    Die Diode muss so parallel zu den Motoren geschaltet werden, dass sie im Normalbetrieb nicht vom Gleichstrom durchflossen werden kann.

    Greetz

    Patois

    PS: ich schaue später wieder rein, muss jetzt aus dem Haus ...
     
  6. #5 Felixle7, 22.02.2010
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    So ich hoffe ich komme der Sache wieder ein Stückchen näher. Allerdings habe ich die Sache mit der Freilauf Diode noch nicht richtig verstanden. Der Treiber Transistor... ich vermute mal damit ist der obere gemeint ist jetzt ein ZTC*** mit 450 facher Verstärkung.

    Wenn ich von einem NTC mit R25 1kOhm ausgehe dürfe aber nach meinen Berechnungen höchstens 7 mA und ca 500mV bis zu den Motoren durchkommen. Dass ist leider einiges zu wenig :p

    Was kann/muss ich noch verändern das hier endlich alles läuft? :S

    [​IMG]

    btw danke für die Antworten. Ein Kühlelement ist nicht eingeplant da die Platine direckt unter einem der Lüfter sien wird. Ich hoffe mal das genügt das mir die Teile nicht wegschmelzen :D
     
  7. patois

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    .
    Mit Lösch-Diode


    [​IMG]
     
  8. #7 Felixle7, 22.02.2010
    Felixle7

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    Vielen Dank, auf den Lüftern steht 12V (komischer strich mit punkten drunter) 0,22A

    EDIT : Meiner Ansicht nach hat der Thermistor dann aber keine Auswirkung auf das Drehverhalten der Lüfter oder?
     
  9. patois

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    :roll:

    Wieso hast du jetzt plötzlich Zweifel an deinem eigenen Schaltungsvorschlag?

    Natürlich würde man normalerweise andere Schaltungen bevorzugen:

    1) Thermistor als Istwertgeber und ein Poti als Sollwertgeber an den Eingängen eines Operationsverstärkers, der das Regelsignal ausgibt an einen leistungsstarken MOSFET.

    oder

    2) eine Zwei-Punkt-Regelung
    dabei wird das Signal des Spannungsteilers auf den Eingang eines Schmitt-Triggers geführt und mittels Ausgangssignal (über Transistor oder Relais) der Lüfter ein- und ausgeschaltet. Die Temperatur schwankt dabei in einer Bandbreite, die von der Hysterese (eventuell einstellbar) des Schmitt-Triggers abhängt.

    Ob du mit den vorgegebenen Parametern deines Projekts überhaupt die Möglichkeit hast, das "System" in eine stabilen Zustand zu versetzen, ist nicht Teil meiner Betrachtungen.

    Die Parameter sind die Wärmemenge der Glühbirne und das durch die Lüfter bereitgestellte Luftvolumen.

    Wenn zum Beispiel die Glühlampe mehr Wärme erzeugt als die Lüfter im Stande sind über ihr Luftvolumen abzuführen, dann wird das System nicht ins Gleichgewicht kommen. Die Temperatur wird "davonlaufen".

    Falls noch ein Poti vorhanden ist, solltest du dieses vor die Basis des Treibertransistors einbauen.

    Eine Daumenregel ist, dass der Basisstrom höchstens ein Zehntel des Querstroms durch den Spannungsteiler betragen soll. Je weniger der Basisstrom den Spannungsteiler belastet, je stabiler wird die Schaltung in diesem Punkt.

    Trotzdem dürfte es schwierig werden die Schaltung so abzugleichen, dass sich die Ströme durch die Lüfter zwischen ihrem Maximalwert und einem Minimalwert (nahe NULL) in Abhängigkeit vom Thermistor bewegen.

    Temperatur der angesaugten Luft und Wärmedämmung des Hauses sind weitere Parameter, die auf das "System"
    Einfluß haben.

    Klima-Anlagen sind ein sehr komplexer Bereich, der sich eigentlich einer vernünftigen Darstellung im Rahmen der Möglichkeiten einer normalen Schule entzieht.

    Neben der Temperatur müssen sich Klima-Anlagen nämlich auch mit der Luftfeuchte befassen; dabei beeinflussen sich Temperatur und Luftfeuchtigkeit gegenseitig, wodurch die Regelung beider Größen nicht gerade vereinfacht wird.

    Und schau dich mal nach einem 9-Volt-Netzgerät um, denn mit Lüfterströmen von 2 * 0,22 Amp wird deine Batterie/Akku sehr schnell leergelutscht sein.

    Greetz

    Patois
     
  10. #9 Felixle7, 23.02.2010
    Felixle7

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    Ich werde mal mein Bestes geben und berichte dann vom Resultat^^.

    Potis sind verfügbar. Ich werde es einfach mal ausprobieren. Bestellen werde ich dann heut mal einen 10k Heissleiter. Mal sehn was bei rauskommt.

    Noch mal danke für die Hilfe.
     
  11. #10 d.kuckenburg, 24.02.2010
    d.kuckenburg

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    Ich bin nicht ganz einverstanden damit, wie mit dem Thema "Querstrom im Spannungsteiler" umgegangen wurde.

    Teil dieses Spannungsteilers ist der 10k Heissleiter.

    Da dieser als Temperatur-Fühler dienen soll, müssen seine Daten bei der Auslegung der Größe des Querstroms maßgebend berücksichtigt werden.
    Der zulässige Höchstwert des Stromes durch den Heissleiter, bei dem der Heissleiter noch keine Eigenerwärmung erfährt, muss dem Datenblatt des Heissleiters entnommen werden.

    Der Querstrom durch den Spannungsteiler darf also keinesfalls größer ausgelegt werden als der zulässige Höchstwert des Stromes durch den Heissleiter!

    Alle anderen Kriterien, wie zum Beispiel die Größe des Basisstroms für die erste Transistorstufe, müssen sich vorstehender Forderung unterordnen.

    MfG D.Kuckenburg
     
  12. patois

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    :?

    Mir macht noch etwas ganz anderes Sorgen:

    Wo soll die Platine mit der Schaltung hingebaut werden?

    Etwa in das "Haus" hinein :?:

    Hoffentlich nicht :!:

    Vorschlag: die Platine auf Abstand an der Außenwand des "Hauses" montieren; dann den Heissleiter an der Innenwand des "Hauses" montieren und mit zwei Drähten durch die Wand hindurch zur Platine führen, dabei Leitungen kurz halten.

    Greetz

    Patois
     
  13. #12 Felixle7, 05.03.2010
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    So fertig mit Löten ... das ganze sieht jetzt folgender Masen aus:
    [​IMG]

    ist auch schon verbaut und funktioniert tadellos.
    [​IMG]

    Und durch den 250k Poti ist alles verstellbar.
    [​IMG]

    Danke nochmal für die Hilfreichen Beiträge.

    mfg
    Felixle6
     
  14. patois

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    :arrow: Alles schön und gut, vor allem auch, dass das fertige Projekt nochmals gezeigt wird,

    aber

    es fehlt immer noch die Lösch-Diode über der induktiven Last, die ein Motor nun einmal ist!

    Ohne Lösch-Diode, wie ich sie weiter oben einmal eingezeichnet habe, besteht weiterhin die Gefahr, dass beim Abschalten eine Spannungsspitze induziert wird, die den Transistor zerstört.

    Greetz

    Patois
     
  15. #14 Felixle7, 06.03.2010
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    Leider konnte ich nichts zu dem begriff Löschdiode finden. Kann ich auch einfach eine LED unter Die Motoren schalten?

    Es wäre nett wenn du mir die Problematik die ohne diese Diode endsteht noch einmal erklären könntest.

    Das Teil dann einzibauen ist ja dann kein großer Ackt mehr.

    mfg
     
  16. #15 superman21, 06.03.2010
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  17. patois

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    :arrow: :arrow: :arrow: N E I N

    Greetz

    Patois
     
  18. #17 Trafowickler, 07.03.2010
    Trafowickler

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    Dir wurde doch schon die 1N4004 empfohlen! :wink:

    Die ist zwar überdimensioniert, aber OK. Wenn du die nicht in der Bastelkiste hast, schau nach einer 1N4001, die sind häufiger anzutreffen.
    Die 4001er hat eine Sperrspannung, die mit 50V über dem 4 - fachen der Betriebsspannung liegt, also reicht die auch. Angeschlossen wird die parallel zu den Motoren, mit der Seite, wo sich der Strich befindet (kathode), an den +pol der Lüfter.
    Merk dir einfach, das die Schutzdiode min. 4 x mehr Spannung aushalten sollte, als du in deiner Schaltung verwendest. (Ungeschriebenes Gesetz unter Bastlern und Erfahrungswert.)
    Wenn du später mal mit MosFet - Transistoren und hohen Leistungen basteln solltest, wird dir die Bedeutung der Schutzdiode bewusst, glaub mir! :wink:
    Da wird dann sogar noch mehr als nur eine Diode nötig! :cry:
     
  19. #18 pauline, 17.03.2010
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    Zwischen Basis und Emitter sollte immer ein 10 kOhm-Widerstand eingebaut sein.

    pauline
     
  20. #19 Trafowickler, 01.04.2010
    Trafowickler

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    UPDATE :lol:
    Ich bastel grad' sowas ähnliches für mein Terrarium!
    PWM - Regelung für den "HotSpot" im Sand. Als Ergänzung ist noch eine Luftfeuchte - Regelung mit Ultraschall - Nebler und ein Übertemp. - Signalgeber geplant!
    Die Temp - Regelung ist schon fast "AUSGEREIFT", nur passt mir die große Hysterese von > 2°C nicht.
    Das liegt aber wohl eher an der thermischen Kopplung von Heizer ud Sensor...
    Jedenfalls werde ich weiter dran Schrauben! Wenn es so weit ist, gibt es einen Plan! :wink:
     
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