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Heizbetten kalkulieren

geschrieben von stoutwind_de 
Heizbetten kalkulieren
03. June 2016 19:51
Hallo,

ich habe mal eine grunsätzliche Frage zur Berechnung von Heizbetten. Nachdem ich schon einige Stunden rumrechne und etliche Google Seiten durchgekramt habe komme ich auf keinen grünen Zweig. Und zwar geht es um die ganzen Heizbetten, die es so gibt. z.B. MK1, MK2, MK2a, MK2b, MK3, etc.

Diese laufen entweder mit 12V oder 24V Nennspannung und haben jeweils einen Nennwiderstand von 1..1,5 Ohm oder 3,5 bis 5 Ohm.

Diese Widerstände, so dachte ich mir, muss man doch auch theoretisch ausrechnen können. Genau dies versuche ich schon eine ganze Weile. Ich habe u.a. auch die Kalkulation hier verwendet: [reprap.org]

Folgendes Problem: Ich komme stets auf Widerstandswerte zw. 8 und 16 Ohm statt 1 bis 1,5 Ohm. Mein Gedankengang war den Innenwiderstand der gesamten Kupferleiterbahn zu berechnen, welcher sich ergibt aus spezifischem elektrischen Widerstand des Kupfers, der Bahndicke (35 µm) sowie der Gesamtlänge der Bahn, welche ich aus den Gerber-Files bzw. aus dxf und svg Files ermittelt habe. Die Gesamtlänge beträgt immer irgendwas zwischen 30 und 80 Meter, je nach Board. Entsprechend meiner Ergebnisse erhalte ich durch den hohen Widerstand eine entsprechend falsche Nennleistung. Ich habe auch schon rumgerechnet, wenn es statt einem 35µm Layer zwei Layer sind. Das Resultat ist trotzdem zu groß.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass meine Berechnung als solche zwar korrekt ist (die Formeln sind ja auch nicht sonderlich schwer) und vermute einfach, dass da noch etwas fehlt. Z.b. der Spannungsabfall oder so. Hat jemand eine Idee für mich oder kann mir erklären, ob das Vorgehen Humbug ist?



schöne Grüße, Mario

PS: ich oute mich hier eindeutig als Nicht-Elektriker.
Re: Heizbetten kalkulieren
04. June 2016 00:45
Hallo,

und wo stammen die Daten wie Leiterbahnbreite und Abstand her? Das scheint nicht zu stimmen.

mfg,
Rickenharp
Re: Heizbetten kalkulieren
04. June 2016 04:50
Hallo,

das dachte ich auch erst. Ich habe die Bahnen aber sogar nachgemessen und als dritte Variante auch vom Foto interpoliert. Die Bahnanzahl von ca. 156 stimmt jeweils sehr gut überein.


Habe das auch bei verschiedenen Betten gecheckt.

Die Bahndicke ist laut Eagle 1.1mm (konnte ich auch per Messung bestätigung), der Abstand ergibt sich zu 0,2mm und das Gesamtinkrement aus Bahn und Bahnabstand zu 1,3mm. Das Bahninkrement multipliziert mit der Bahnanzahl ergibt ein flächig ausmäandriertes Heizbett.

Meine Berechnungen passen übrigens 100%, wenn ich z.B. das Makertum MK1 Heizbett damit nachrechne. Siehe hier: [github.com].
Das hat folgende Specs:

Power consumption: 500 W (230 V~) or 460 (110 V~) (beta PCBs may differ)
Operation Voltages: 230 V~ (110 V~ over a center tap)
Resistance: ~106 Ω (beta PCBs may differ)
Trace length: about 402 x 200 mm = ~80,800 mm
Copper thickness (on PCcool smiley: 1oz aka 1.37 mil aka 35 µm
Trace width: 0.37 mm

Eingebaut in mein Kalkül:


schöne Grüße, Mario

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 04.06.16 04:53.
Re: Heizbetten kalkulieren
06. June 2016 04:00
Hallo,

Ist es möglich, dass auf einigen Heizbetten mehrere Drahtabschnitte parallel verschaltet werden? Dann würdest du vielleicht auf den niedrigeren Gesamtwiderstand kommen.

Edit: Sieht für mich nach Parallelschaltung aus, z.B. beim MK2: LINK

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 06.06.16 04:29.
Re: Heizbetten kalkulieren
08. June 2016 16:03
Hallo,

danke für deinen Tipp. Der hat geholfen. Tatsächlich sind die Betten gesplittet. Beim MK2 sind es 4 Abschnitte. Ich poste demnächst mal eine komplette Berechnung.
Re: Heizbetten kalkulieren
16. June 2016 10:12
Hallo zusammen,

ich habe mich vor einiger Zeit mal mit dem Thema beschäftigt, insbesondere um auch ein größeres Heizbett zu bauen.
Ich habe alle Daten in einer Excel-Tabelle zusammengefaßt. Ich hänge euch die Datei mal hier an:
HyperonProKenndatenberechnung.xlsx
Wenn jemand Interesse hat, kann er die Datei ja runtenladen. Die blauen Parameter kann man einstellen und erhält dann unten den Gesamtwiderstand des Boards. Geht auch mit mehreren Teilkreisen.

Viele Grüße
Repman
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