MK2 Heizbett mit Wechselstrom befeuern?

Hi zusammen,

Spricht was gegen die Idee hier:

Ich denke darüber nach ein ganz normales MK2 Heizbett ( 130Watt ) über Ardoino/Ramps1.4 und einem SolidStateRelaise anzusteuern.
Nur Output seitig möchte ich kein Gleichstromnetzteil verwenden sondern einfach einen Wechselstrom Trafo. Ich glaube der Heizplatte ist es egal.
So ein entsprechender Kurzschlussfester Trafo sollte doch günstiger sein, bzw. leichter aufzutreiben sein, als ein stabilisiertes Gleichstrom Netzteil.

Meine Wunsch Leistung wären dabei etwa 200 Watt.

Gruß
Markus

Dem Widerstand in deinem Bett ist das egal...solange du die zulässige Spannung und den max Strom nicht überschreitest.

Sven

Wenn das mal deine Sicherungen herhalten.
Bin mir jetzt nicht ganz sicher, ob die Formel
für Gleich- und Wechselstrom gleichermaßen
verwendet werden kann, aber ich denke doch.
Man berichtige mich, wenn nicht.
Dein MK2 verbrät bei 12V/130W etwa 10A bei
nem Widerstand von ca. 1Ohm.
Hängst Du diesen Widerstand nun an 230V
sind's etwa 200A und knapp 48000Watt.
Für 200 W müsste die Spannung etwa 15v betragen
und braucht ca. 15 Ampere.
Grüße
seefew

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 30.05.14 02:11.

Hi Jungs,

natürlich will ich das nicht mit 230Volt~ befeuern....
Ich glaube das die Leistung per effektivwert berechnet werden muss, das war glaube ich irgendetwas mit 0.7?!
Hier muss ich das Tabellenbuch nocheinmal herauskramen...

Also beim MK2, mit 2 Wicklungen a 1,1 Ohm, entweder Paralell oder in Reihe...

15Volt~ bei 1,1 Ohm ( Paralell ) wären etwa 15,63 Ampeere / * 0.7 = 164 Watt
24Volt~ bei 1,1 Ohm ( Paralell ) wären etwa 21,80 Ampeere / * 0.7 = 366 Watt
24Volt~ bei 4,4 Ohm (In Reihe) wären etwa 05,45 Ampeere / * 0.7 = 91 Watt
40Volt~ bei 4,4 Ohm (In Reihe) wären etwa 09,09 Ampeere / * 0.7 = 250 Watt

Ich geh mal Trafos suchen...

... er redet von einem 'Trafo', also eher Niedrigspannung.

Ich betreibe meine hot-ends ohne irgendwelche Probleme mit einem 12V-Trafo (also etwa 12Vx1.44 ~ 17V AC) über ein SSR ... heizt auch deutlich schneller auf, als vorher mit 12V DC über den MOSFET

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Viktor
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ooops, sorry, Trafo übersehen.
Dann ist´s natürlich was anderes.
Grüße
seefew

Das wollte ich hören

Ich werde den Gedanken ein wenig weiter verfolgen.... DANKE!

Hi, denk dran das du die Effektivspannung ausrechnest bei Wekselstrom, sonst kommst du nicht auf die Leistung d.h. du brauchst mehr als 12V/24V AC um die Wirkleistung vom Gleichstrom zu haben.

Ansonsten sehe ich da auch kein Problem, eventuell ehr bei dem schalten von AC, Triac, Optotriac oder Solidstate mit Nuldurchganserkennung, eventuell Pfasenanschnitssteuerung zum genauen einstellen der Temperatur ...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 30.05.14 05:02.

Das mit der Effektivspg. habe ich schon gefiunden = Wurzel ( 2 ) = 1,414213562373095

Das schalten mit einem SSR ist normal völlig unproblematisch, die beiden die ich hier habe vertragen Gleichspannung als Input und Wechsel als Output. Eine Phasenanschnittsteuerung ist auch unnötig da der Arduino/Ramps mit Pulsweitenmodulation / PID-Regler sich um alles kümmert. Oder sehe ich das falsch?

So wie ich das sehe ist selbst das einstellen keine herausvorderung. einfach mit dem M303 ein Autotune starten und die Ergebnisse in Marlin eintragen. So sollte in ein paar Minuten schon wieder alles Funktionieren....

Markus

PS: Da Frag ich mich nun schon wieviel mein Hotend aushält. Und wie ich es befeuern könnte

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 30.05.14 16:22.

Hi,

hier mal ein kleines Update, damit andere auch etwas davon haben...

Die Ausgangsituation 12 Volt Gleichspannung über PID regelung an Ramps...
MK2 Heizbett mit 2 Heizkreisläufen a 2,2 Ohm Paralell verschaltet. ( Gesamtwiederstand 1,1 Ohm )


Die erste Stufe der Evolution, 24Volt Wechsel über SSR - bang,bang regelung.
Diesmal die beiden Heizkreisläufe in reihe, also mit 4,4 Ohm betrieben.


Das war immer noch zu wenig um an der oberfläche 110° halten zu können.
Egal ob jemand Hustet oder das Fenster öffnet..
Letzte Stufe der Evolution, 30 Volt Wechselspg über SSR - bang, bang regelung.


Ich hoffe das Heizbett hält durch...


Gruß
Markus

Quote
Mahon
Das mit der Effektivspg. habe ich schon gefiunden = Wurzel ( 2 ) = 1,414213562373095

Ich könnte ja frech sein und Dich nach deinem Alter fragen...
Wenn Du unbedingt einen Trafo nutzen möchtest interessiert Dich die Effitivsp. einen feuchten Kericht, denn sie ist auswiesen.
Ein 24V Trafo hat 24V Effektivspannung.
Wie Du mittlerweile vielleicht festgestellt hast, ein Trafo in der gewünschten Leistungsklasse brummt.
Und warm wird der auch noch.
Ein modernes Schaltnetzteil hat einen wesentlich höheren Wirkungsgrad, ich kenne keinen Grund, ein solches nicht zu verwenden.

Hmm, nicht jeder ist studierter Elektrotechniker...

Ich hab halt einen Trafo im schrank, leider unbeschriftet... Wenn ich den mit einem Multimeter Messe komme ich unter Last auf 24Volt.
Bei einem Wiederstand von 4,4 Ohm sollte also ein Strom von 5,454545454545455 A fließen, was einer Leistung von 130,9090909090909 Watt entspricht.

Hab ich das nun richtig auf dem Radar?

---

Gruß
Markus

Eigenbau Drucker | Ramps 1.4 | Mk2a Heizbett@30V~SSR-BangBang | Spiegel + Kapton Tape + Uhu Stift Kleber | China Extruder 0,3er | 1,75mm Fillament

Wart mal ab, bis wir hier anfangen mit komplexen Zahlen zu rechnen....

Ich bin hier raus....ich hab Elektrotechnik gehasst und gaaanz schnell wieder verdrängt. UND das ist gut so. Auf Wunsch kann ich dir aber gerne Übungen zu komplexen Berechnungen an 3 Phasen AC Motoren raussuchen. Die kannst du dann rechnen und dich daran erfreuen.

Sven

Nee nee, laß mal....
Ich bin sehr zufrieden wie es läuft mit dem neuem Heizbett. Ich will gar nicht mehr nachrechnen.

---

Gruß
Markus

Eigenbau Drucker | Ramps 1.4 | Mk2a Heizbett@30V~SSR-BangBang | Spiegel + Kapton Tape + Uhu Stift Kleber | China Extruder 0,3er | 1,75mm Fillament

Hi Markus,

Deine Berechnung kann man eigentlich so stehen lassen.

Wenn man es trotzdem genauer haben möchte:
Die 24V sind Wechselspannung, genauer sinds wohl das, was das Multimeter als Effektivwert abschätzt. (Als Annahme aber meiner Meinung nach meist genau genug)
Deine Spitzenspannung beträgt 33,9V, somit kommst Du auf eine Spitzenleistung von 262W. Dank dem Wechselstrom liegt diese Leistung ja aber nie dauerhaft an, sondern ist eben wechselnd.
Der Effektivwert ist der quadratische Mittelwert der Spannung, während der Gleichrichtwert der arithmetische Mittelwert ist. Der Gleichrichtwert Deiner Wechselspannung ist 21,61V, was zu einer dauerhaften Leistung über Dein Heizbett von 106W führen würde.

Da das sogar noch unter Deinem Wert liegt, darfst Du das wohl als OK verstehen.

Gibts nen Grund dafür warum man das Heizbett mit SSR per Bang Bang Regelung laufen lässt?
Ich hab das jetzt schon ein paar mal gelesen, aber nie wirklich warum.

Um das Ramps nicht mit dem Strom zu beaufschlagen, was das Bett nunmal braucht.

Sven

Ich meine SSR schalten doch normalerweise schnell genug, warum dann nicht PID statt Bang Bang?

Ich denke die Frage ist eher "Wieso Bang Bang?"

Ich beantworte das mal so. PID Regelung bedeutet die Leistung von 0 -100% geregelt an das Heizbett bringen zu können, dafür gibt es diese 3 Werte "P" / "I" / "D".
Soweit ich das verstehe stellt einer die Grundlast dar und die beiden anderen das regelverhalten um nicht zu überschwingen.
Sobald nun ein SSR-Relaise dran hängt wird ja nur noch ein oder ausgeschalter Also zwischen ON/OFF entschieden. Bang Bang ist daher nur ein simples ein und ausschalten.

Wobei ich sagen muss das zumindestens beim Heizbett keinerlei nachteile entstehen, die Temperatur kann überraschen genau gehalten werden.

---

Gruß
Markus

Eigenbau Drucker | Ramps 1.4 | Mk2a Heizbett@30V~SSR-BangBang | Spiegel + Kapton Tape + Uhu Stift Kleber | China Extruder 0,3er | 1,75mm Fillament

Da hast du Recht.

PID ist eine Art eines Regelsystems bestehend aus Proportionalglied, Integralglied und Differenzialglied. Das hier genau zu erklären samt Sprungantworten dauert zu lange. Mahon hat es schon gesagt, ein PID Regler reagiert sehr schnell auf Änderungen und überschwingt kaum.

Bang Bang ist nix weiter wie ein normaler Zweipunktregler(EIN AUS), der hysteresebehaftet schaltet. Das reicht für ein Heizbett absolut aus, da eine Heizung immer ein träges System ist. Träge Systeme mit einem PID Regler zu steuern ist klar möglich, aber nicht wirklich üblich.

Bei der EIN/AUS Methode kann es sein, das das SSR mehrmals pro Minute schalten muss, um die Temp. bis auf wenige Grad genau zu halten.

Ich weiß was Bang Bang ist und ich weiß was PID ist
Mir gings nur um das warum.

Quote
loco
Ich weiß was Bang Bang ist und ich weiß was PID ist
Mir gings nur um das warum.

du hast es nicht verstanden, weil die beiden Vorredner es viel zu kompliziert erklärt haben. Das heißt, Sie haben Nix falsches gesagt, aber auch nicht wirklich auf deine Frage geantwortet.

Bei der bangbang-Steuerung wird an und ausgeschaltet. 12V oder 0V

bei der PID Regelung wird eine variable Spannung(und damit ein variabler Strom) am Ausgang ausgegeben. Dabei ist so ziemlich alles zwischen 12 V und 0 V möglich.

hängst du jetzt ein Relais an Ausgänge die per PID Regelung gesteuert werden, so wird das Relais erst schalten, wenn die vom Relais benötigte Spannung anliegt. mal angenommen, dass Relais schaltet bei der Hälfte der Spannung, also 6 V: das bedeutet das von der PID Regelung von 0V bis 6 V das Relais einfach aus ist und bei einer Spannung höher als 6 V das Relais immer an. wie du siehst, erreicht so die PID Regelung lediglich zwei Zustände an der Heizung: an oder aus.

Das ist aber nicht der einzige Grund warum man das auf Bangbang umstellt, sondern es kommt noch hinzu, dass das Relais quasi ein Zweipunkt Regler darstellt. dieser kann die PID Regelung insoweit beeinflussen, dass sie möglicherweise nicht mehr vernünftig regelt und Quatsch rauskommt.
stell dir das wie beim Autofahren vor: dein Gaspedal dosierst du sehr genau um die Geschwindigkeit vernünftig zu regeln, dein Auto kennt jedoch nur Vollgas oder Vollbremsung und gibt ab der Hälfte deines Gaspedalwegs Vollgas, darunter wird sofort eine Vollbremsung eingeleitet.

Wenn ich nicht ganz falsch informiert bin, funktioniert die PID Regelung aber mit einem PWM Signal.
Die Effektivspannung liegt dann vielleicht bei 6V, aber das eigentliche Signal besteht nur aus 0V oder 12V.
Und da Transistoren (die sind doch im Leistungsteil in den SSRs?) schnell genug schalten können, sollte doch auch die PID Regelung funktionieren.

Quote
loco
Wenn ich nicht ganz falsch informiert bin, funktioniert die PID Regelung aber mit einem PWM Signal.
Die Effektivspannung liegt dann vielleicht bei 6V, aber das eigentliche Signal besteht nur aus 0V oder 12V.
Und da Transistoren (die sind doch im Leistungsteil in den SSRs?) schnell genug schalten können, sollte doch auch die PID Regelung funktionieren.

PWM beim Arduino funktioniert mit 490Hz. Ich weiß nicht, ob das SSR so schnell schalten kann.

Response Time zb vom Fotek SSR ist 1ms, sollte soweit funktionieren, DC Variante. Bei AC kommt die Nulldurchgangerkennung noch dazu. Es gibt aber ein regelbares SSR, Dimmer like.
philipp

Bei der Repetier Firmware kann man zwischen 3 oder 4 Frequenzen zwischen 15 und 122Hz wählen.
Werd das mal probieren wenn ich mein SSR einbaue.
Hab hier zwei Fotek 40DD liegen.

Quote
loco
Bei der Repetier Firmware kann man zwischen 3 oder 4 Frequenzen zwischen 15 und 122Hz wählen.
Werd das mal probieren wenn ich mein SSR einbaue.
Hab hier zwei Fotek 40DD liegen.

Hab das auch gerade gefunden und wollte es posten

Quote
Skimmy
Bei der bangbang-Steuerung wird an und ausgeschaltet. 12V oder 0V

Das passiert auch bei einer PWM-Regelung, nur deutlich schneller und mit konstanter Frequenz. PWM = PulsWeitenModulation. Über das Verhältnis der An-Zeit zur Aus-Zeit wird die durchschnittlich abgegebene Leistung eingestellt.

Auch: PID ungleich PWM. PID ist ein Regel-Algorithmus (also reine Software), PWM ist ein Verfahren, Leistung zu reduzieren (also Hardware oder hardwarenah). Man kann einen PID-Regler mit oder ohne PWM betreiben. Genauso kann man mit Bang-Bang statt zwischen 0% und 100% auch zwischen zwei verschiedenen PWM-Leistungswerten hin- und her schalten.

Für Wechselstrom-Relais ist PWM grundsätzlich ungeeignet. Wechselstrom-Relais schalten mit maximal 100 Hz (nur im Nulldurchgang) und sind damit zu nahe an der geringsten Frequenz des PWM (15 Hz oder 60 Hz, je nach ATmega). Daher bei solchen Relais das PWM immer abschalten. Was funktionieren würde, wäre ein Software-PWM mit 1 Hz oder sowas in der Art.

---

Generation 7 Electronics	Teacup Firmware	RepRap DIY

Quote
Skimmy
bei der PID Regelung wird eine variable Spannung(und damit ein variabler Strom) am Ausgang ausgegeben.
.....
...

Vielleicht solltest Du Deinen Beitrag mal überarbeiten, er könnte den ein oder anderen etwas verwirren.
Ein PID ist ein Regelkreis, ein Gaspadel ein Stellglied, analog einem Poti.
Ein PID kann analog regeln, wenn ich Relais/SSRs einsetzte, lass ich davon tunlichst meine Finger, tick, tack, kling, klang...

Quote
phili76
Response Time zb vom Fotek SSR ist 1ms, sollte soweit funktionieren, DC Variante

Der TE hatte nach Wechselstrom gefragt, neuhochdeutsch AC, die Foteks, die ich bislang in Espressomaschinen verbaut habe, brauchen deutlich länger, max. Schaltfrequenz zwischen 80 und 100 Hz, Kühlung ist dann aber ratsam.
Bei 0,5 Hz fühlen sie sich wohler.