Probleme mit Federbrenner

[walta]

Den vom Hofer hab ich mir auch angeschaut. Der hat zwar 6 und 12 Volt und mit 12A theoretisch genug Strom. Wenn ich es aber richtig im Kopf habe dann dann liefert er die 12A nur bei 6Volt und das könnte zu wenig sein.
Das mit dem Vorwiderstand will mir einfach nicht in den Kopf warum das gemacht werden soll. Wir befinden uns im Milli-Ohm Bereich, warum sollte ich dann einen Widerstand im Ohm-Bereich davorschalten? Wir kommen hier mit dem Ohmschen Gesetz ohnedies nicht wirklich weiter.
Am ehestens funktioniert noch der Vorschlag vom Bogenwert: Elektronik raus damit der Trafo auf volle Leistung laufen kann. Um das ausprobieren wirst du leider nicht herumkommen.

grüsse
watla
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und nicht elektrisieren ;-/

[Bogenede]

@walta

Die Halogenlampe ( ~ 5-20 Watt, 12 Volt ) ist ein Heissleiter und regelt auf einfache Art.

Guggst Du:
http://www.controllersandpcs.de/lehrarc ... 01_03x.pdf

Bogenede

[walta]

Das mit der Lampe und dem Heissleiter weiss ich - wird auch funktionieren solange die Lampe nicht zu leuchten anfängt. Ich versuche nur die ganze Zeit herauszufinden welchen Widerstand man da vorschalten soll das der Strom nicht zu viel und der Draht trozdem glüht (hmmm - Draht mit 0,0xxx Ohm wenn er kalt ist und 0,0xxx Ohm wenn er warm ist - hmm - 6Volt - hmm - bei 8Ampere - ergibt wieviel Watt wenn der Draht kalt ist und wenn er warm ist - hmmm - wer bitte will das ausrechnen)

Probieren geht über studieren.

grüsse
walta
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jugend forscht :-)

[Galighenna]

Für alle die jetzt immer noch rumbasteln hat Klaus eine Idee gehabt...

Das ist jetzt allerdings für Leute die GAR NIX von Elektronik verstehen nicht mal eben einfach so gebaut, aber es ist eine Lösung die definitiv funktioniert!
Man kann ja die Leistung die durch so einen Draht fließt mittels Pulsweitenmodulation regeln. Wers nicht kennt, einfach wikipedia lesen

Dann braucht man nur noch ein Netzteil, das einen entsprechend großen Gleichstrom liefert. Ein solches Netzteil findet man gerne mal in alten PCs, und zwar einfach das gute alte ATX Netzteil.
Ein handelsübliches 500W Netzteil liefert beispielsweise auf 12V (gelbe Leitung) um die 30A und auf der 5V Leitung (Rot) ebenfalls um die 30A (kann von Modell zu Modell um ein paar Ampere schwanken, steht aber normalerweise auf dem Typenschild drauf)
Mit den 12V und 30A bekommt ihr schonmal 360W an Leistung auf den Draht. Man braucht dazu noch direkt am 12V Ausgang des Netzteils einen ordentlich dicken Kondensator mit einer großen Kapazität, damit die Lastspitzen geglättet werden und das Netzteil nicht abschaltet... Und dann sollte das gehen.

Das Prinzip ist einfach und die abgegebene Leistung lässt sich mittels eines Potis ganz leicht genau auf die richtige Temperatur einstellen...

Danke an Klaus das er mich auf so eine Idee gebracht hat!

[klaus1962]

@Galighenna
Das freut mich aber.
Dank Deiner Schaltpläne werde ich nächstes Jahr "elektronisch geregelt" Federn brennen.
Der Weihnachtsurlaub zum E-Basteln ist ja eh schon in Greifweite.

Gruß
Klaus

[walta]

Welche Schaltpläne (auch haben will :-) und wie regelt ihr das Problem das die 12 und 5 Volt Ausgänge genau genommen beide belastet werden sollen - einfach einen ordentlichen Scheinwerfer als Verbraucher und Arbeitsplatzbeleuchtung angehängt?

grüsse
walta
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funkenschmied :-)

[Galighenna]

Nein... man hat nur die Möglichkeit entweder den 5V ODER den 12V Ausgang zu nutzen. Beides zusammen geht nicht.

Schaltpläne kann ich wohl posten, bzw 2 Webseiten wo ich entsprechendes gefunden habe. Man braucht da übrigens auch keinen Vorwiderstand oder sowas. Die Leistung wird direkt über einen Leistungstransistor geschaltet

[walta]

hmm - da wurde etwas falsch verstanden. Ich weiss nicht was ihr für einen Schaltplan meint. Meines Wissens nach sind Computernetzteile so geregelt das beide Spannungen gemeinsam geregelt sind. Man sollte beide Ausgänge gleichzeitig belasten um die Spannung stabil zu halten bzw. die Regelung nicht zu überlasten (wenn man sich so ein Computernetzteil anschaut findet man nur einen Poti um die Spannung zu regeln)

grüsse
walta
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der ein paar so dinger rumliegen hat :-)

[Galighenna]

Ach so meinst du das... Hmm das ist ein gar nicht so schlechter Einwand. Da muss ich mal drüber nachdenken.

Ich vermute, mit den 5V und 20-30A kommt man wohl aus. Dann kann man einfach die 12V mit ner Glühlampe belasten. So gleich muss die Sache nicht sein weil die Netzteile das alles vollautomatisch regeln. In Computern belasten die eingebauten Teile ja auch nicht alle Spannungsschienen gleich.
Ich hab noch so ein Netzteil übrig und auch wohl bestimmt noch irgendwo Draht rumfliegen um das bei Gelegenheit zu Testen.

[walta]

Ganz gleichmässig muss es natürlich nicht sein. Es funktioniert sogar nur einseitig belastet - aber dann ist die Regelung nicht besonders stabil und das Netzteil lebt nicht lange (Nach ein paar Wochen oder Monaten Dauerbetrieb ist das Ding futsch - zumindest bei mir :-)

Den Kondensator am Ausgang - wozu? Hält das Netzteil das einschalten auf Dauer nicht aus?

grüsse
walta
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und wider etwas klüger :-)

[Galighenna]

Die Schaltung erzeugt sehr schnell getaktete Ein- und Ausschaltzyklen. Jedesmal wenn die Schaltung den Strom einschaltet fließt dem Ohmschen Gesetz nach ein Strom. Da der Widerstand sehr klein ist und die Spannung mit 5 oder 12V für den kleinen Widerstand sehr hoch, entsteht ganz kurzzeitig ein sehr großer Strom.

PC Netzteile sind aber eigentlich so gebaut, das sie im Kurzschlussfall (der Strompuls wird dann vom Netzteil als solcher behandelt) so schnell wie möglich abschalten, wenn der maximale Strom überschritten wird. Ich kann mir daher vorstellen das ein PC Netzteil daher Probleme macht.

Wenn man einen großen Kondensator mit dem Netzteil parallel schaltet lädt sich dieser auf. Wenn die Schaltung nun einen Strompuls erzeugt kann ein Teil des benötigten Stromes vom Kondensator geliefert werden und das Netzteil wird für die kurze Zeit nicht überlastet. Der Kondensator kann sich dann während der Ausschaltphase wieder aufladen.
Dadurch werden die Stromspitzen vom Kondensator abgefangen und das Netzteil kann den benötigten Strom gleichmäßiger abgeben.

Hier im Bild hab ich das mal aufgezeichnet. Die Rechteckkurve stellt den Stromfluss am Ausgang des Netzteiles dar, nicht die Spannung.
Oben im Bild ist ohne Kondensator. Im Einschaltmoment springt der Strom quasi von 0 auf sehr hoch (das wäre der Moment wo das Netzteil abschaltet, sofern es schnell genug reagiert. Und die Dinger sind sehr schnell!)
Die Kurve darunter zeigt den Strom am Netzteilausgang wenn ein Kondensator parallel geschaltet wird. Zu den Zeiten wo die Schaltung den Strom nicht durch den Draht fließen lässt, lädt sich der Kondensator auf. Erkennbar an der kurvig Abfallenden Flanke zwischen den Stromspitzen. Wenn die Schaltung den Strom durch den Heizdraht jagt, entlädt sich der Kondensator. Dadurch steigt der Strom am Netzteilausgang aber auch nicht so stark an.
Die Fläche unter den Kurven repräsentiert die abgegebene Energie und ist in der Realität dann gleich groß.

pwm.jpg (6.04 KiB) 1483 mal betrachtet

Das gleiche Prinzip verwenden auch die lustigen Autotuner mit ihren 50 Trillionen Watt Musikanlagen. Die schalten auch immer riesige Elkos vor ihre Verstärker, damit wenn der Subwoofer im Vorbeifahren deine Küchenfenster mit jedem Bass vibrieren lässt, die Bordspannung des Autos nicht zusammenbricht

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Der keinen Verstärker im Auto braucht
weil er gute Boxen hat

[Heidjer]

Gali, den Kondensator im Ausgang eines Computernetzteiles kannst Du Dir sparen, da sind schon einige drin. Ausserdem kann es zur reinen Ohmschen Nutzung egal sein wenn Restwelligkeiten vorhanden sind. Selbst eine Wechselspannung wäre egal.

Allein die drei Netzteile die ich hier liegen habe haben alle nur max. 10 A im 5 V Ausgang, ich werde mal zwei mit Dioden Paralellschalten und testen ob 2 x 10 A reicht.


Gruß Dirk

[walta]

Ich denke auch das hier irgendwas nicht stimmt. Kannst du bitte mal den erwähnten Schaltplan posten. Ein normales Netzteil verhält sich nicht so wie aufgezeichnet, jedoch wird etwas weiter oben von einer Pulsweitenmodulation geredet, dann würde es wider stimmen.

Ein kurzer HInweis - hier fallen einige Fachbegriffen mit denen sicher viele nicht´s anfangen können. Ziel ist es jedoch, von meiner Sicht aus gesehen, am Ende ein Gerät zusammenzubringen welches auch nicht-Fachleute mit etwas Erfahrung zusammenbauen können.

grüsse
walta
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dessen trafo primärseitig phasenanschittgesteuert ist :-)

[klaus1962]

Wenn ich als "Nichtelektroniker" hier auch mitreden darf.
Mein Grundgedanke war, ein altes PC-Netzteil zu nutzen. In der Tat gibt es viele verschiedene Leistungsklassen derselben.
Aber alle haben eines gemeinsam; sie sind "Abfall", sie liefer "sauberen" Gleichstrom von 12V bzw 5V mit 10 bis 30A (je nach Typ), ähnlich wie eine Batterie. (Meines jedenfalls 20A bei 5V)
Diese Leistung gilt es, in den Griff zu bekommen.
Wie Gali schon beschrieben hat, kann man einen Teil der Leistung mit Vorwiderständen verbraten oder eben nur in kleinen Stückchen (mittel PWM) freilassen. Das Ganze passiert jedenfalls am Netzteil-Ausgang.

Dirk hat glaub ich recht.
Ich glaube auch nicht, daß sich das NT in der 0-Phase (die ja erst nach dem PWM bzw an der Hauptlast entsteht) abschaltet, da auch die Schaltung des PWM ein wenig Strom zieht. Falls das zuwenig ist kann man ja parallel zum PWM eine kleine Grundlast schalten.
Den Kurzschlußfall dürfte es eigentlich auch nicht geben, denn das würde ja bedeuten, daß der Laststrom beim Glühdraht die Leistungsfähigkeit des NT übersteigt. Aus meinen Versuchen hat sich aber gezeigt, daß ich für's Federbrennen bei 6V locker mit 8-10A auskomme (Draht wird schön heiß)

Gruß
Klaus

[Galighenna]

Ok dann will ich mal ein wenig diesen Wust an Informationen sortieren und ein wenig Aufräumen...

Also weiter oben habe ich gesagt, dass wir ein PC-Netzteil als Energiequelle zur Versorgung unseres Federbrenners benutzen. Das Netzeil gibt natürlich seine Spannung kontinuierlich und dauerhaft ab. Wie ich bei der Beschreibung des Bildes weiter oben jedoch sagte stellen die Kurven NICHT DIE SPANNUNG dar, denn die ist ja fest, sondern den Strom. Die PWM Schaltunng schaltet nun aber eben die Last immer nur kurzzeitig an das Netzteil und dann wieder ab. Deshalb der rechteckige Stromverlauf!

Da das Netzteil selbst eine Feste Spannungsquelle ist, mit 12V und 5V Ausgängen, müssen wir uns etwas einfallen lassen, diese Ausgänge so zu belasten, das das Netzteil nicht überlastet wird.
Nehmen wir an wir haben einen Draht, dessen Widerstand 0,1Ohm beträgt. Legen wir 5V da an, würden gerne 50A durch diesen Draht fließen.
Ein PC Netzteil hat jetzt die Eigenschaft, nicht die Spannung so zu regeln, das nur der Maximal vom Netzteil lieferbare Strom fließt, sondern das PC Netzteil schaltet einfach ab. Dies dient der Sicherheit, um zu verhindern das bei einem Kurzschluss im PC andere Hardware beschädigt wird und das auch kein Brand entstehen kann. Dabei reagieren die Netzeile verdammt schnell. Etwa vergleichbar mit einem Sicherungsautomaten. (Ich vermute geschätzt etwa er Klasse "flink")
EDIT: Das dient nicht nur der Sicherheit, sondern die Elektronik im PC reagiert äusserst empfindlich auf Spannungsschwankungen. Deshalb DARF die Spannung am Ausgang des Netzteils überhaupt nicht verändert werden, sondern MUSS möglichst stabil bei 5 oder 12V liegen. Daher ist es zwingend nötig, bei Überlast, und damit verbundenem Spannungseinbruch, die Elektronik so schnell wie möglich Spannungsfrei zu schalten! Würde die Last plötzlich wieder sinken, würde es dadurch nämlich zu Spannungen höher als 5V oder 12V kommen die die Bauteile beschädigen!!!

Mit der oben genannten Pulsweitenmodulation ist es möglich, denn fließenden Strom zu pulsen. Also in Pakete zu verpacken und zwischen den Paketen haben wir eine Pause. Das bedeutet, wir schalten die Last sehr schnell dauernd auf das Netzteil und dann wieder ab. Das Verhältnis zwischen der Länge eines Paketes und der Länge einer Pause nennt sich Tastverhältnis und bestimmt, um wie viel Prozent die Abgegebene Leistung reduziert wird und das ALLES OHNE DAS WIR AN EINEM WIDERSTAND LEISTUNG UNGENUTZT VERBRATEN MÜSSEN... Unsere Last hat wie oben gesagt z.B. einen Widerstand von 0,1Ohm. Beim Aufschalten der Last fließt also sofort ein Strom von 50A. Beim Abschalten nach bspw. 1ms (wenn wir z.B eine Schaltfrequenz von 100Hz haben und ein Tastverhältnis von 10%) sinkt der Strom wieder auf 0A.

Damit können wir die 5V an den Draht mit 0,1 Ohm anschließen und trotzdem genau die Leistung regeln die der Draht bekommen soll, in dem wir das Verhältnis zwischen Strom ein und Strom aus verstellen. In diesem Falle wären das dann
5Vx50A=250W. ( nur für den Eingeschaltet Zyklus von 1ms dauer) durch das Tastverhältnis von 10% erhalten wir dann 250Wx0,1=25W im Mittel. Diese 25W würden das Netzteil sicher nicht überlasten.

ABER:Liefert das Netzteil nominal auf 5V nur 20A, also 100W, ist es während dieser 1ms für jeweils 50 Male pro sekunde um 250% überlastet, um dann 50x pro sekunde 9ms lang gar nicht belastet zu sein.
Jetzt ist es ja so, das ein PC Netzteil meistens wie oben beschrieben abgesichert ist und bei Kurzschluss sehr schnell abschaltet. Deshalb kann es passieren, das bei einem "Eingeschaltet"-Zyklus, wenn der Draht kurz mit Energie versorgt wird, die Sicherungsschaltung des Netzteils bereits auf den Kurzschluss reagiert und abschaltet.
Ich weiß, dass in den Netzteilen große Kondensatoren drin sind. Ich kann mir aber gut vorstellen, das diese alle vom inneren des Netzteils gesehen vor der Sicherungsschaltung liegen. Ausserdem ist es für die Elektronik des Schaltnetzteils verträglicher wenn die Leistung gleichmäßig abgegeben wird, statt das Netzteil kurzzeitig um z.B. um 250% zu überlasten und dann eine Weile ausruhen zu lassen. Das macht kaum eine Regelung mit...
Wenn wir also am Ausgang besagten großen Kondensator parallel schalten, sorgen wir dafür, dass wie auf dem bild weiter oben, diese Stromspitzen abgefangen werden und die Last gleichmäßiger verteilt am Netzteil anliegt.
Ihr könnt es natürlich gerne auch ohne besagten Kondensator versuchen, aber ich kann mir gut vorstellen, dass das Netzteil entweder sofort abschaltet (abhängig von der PWM Frequenz, wenn sie hoch genug ist, reagiert die Sicherung nicht schnell genug) oder das Netzteil wird nach einer Weile den Geist aufgeben, weil Gleichrichter und Spannungsregler die kurzzeitig extrem viel höheren Ströme nicht ewig verkraften.

Ich hoffe ich konnte jetzt einigen den Sachverhalt etwas verständlicher machen
Ich weiß das sowas ganz ohne Elektronik-Kentnisse nicht wirklich leicht zu verstehen ist. Wenn man aber das Prinzip, das dahinter steckt, verstehen will, kommt man um diese Fachbegriffe und Zusammenhänge nicht drumherum. Wer es nicht versteht ist natürlich herzlich dazu eingeladen, sich mit der Thematik auseinander zu setzen und entsprechende elektronische Grundlagen zu lernen.

Für den reinen Einsatz und den Nachbau der Schaltung ist das aber nicht erforderlich. Da reicht es wenn man sich die Bauteile besorgt, den Schaltplan lesen kann und die Teile dann entsprechen zusammen lötet.