Zdroj pro ohřev stolu

[drk222]

Postavil jsem si nový vyhřívaný stůl, základem je hliníková deska s topnými tělísky o celkovém odporu 1,7ohmu (váží to asi půl kila). Ukázalo se, že klasický 12V PC zdroj to nedokáže zahřát (po půl hodině skončil na 80 stupních). Tak jsem pořídil průmyslový zdroj 24V 350W (14,6A). Ten mám připojení přes malé relé na 12V, abych nemusel předělávat elektroniku, která ohřev původně zapínala. Tohle funguje fajn, ale problém je následující.
Topná tělesa byla spočítána na odpor 1,51ohmu ale zpočátku vykazovala 1,7ohmu (U těch 12V) to vedlo k celkovému výkonu asi 80W a to nedokázalo ohřát stůl. Ovšem s 24V zdrojem se stůl ohříval nádherně (zhruba 1s / jeden st. celsia). Ale jen do okamžiku dosažení asi 100supňů. pak začal zdroj blikat a teplota postupně klesat. Proměřil jsem jestli se nějaké těleso nezkratovalo a zjistil jsem že odpor se po zahřátí změnil na 1,5ohmu (a takový už zůstal) což vedlo k výkonu 380W. Předpokládám že se zdroj přetížil. Další můj postup byl vyžazení jednoho topného tělíska z každé strany stolu a tím zvýšení odporu na 1,7ohmů. Po zapojení vše zase pěkně topilo ale po asi 15 minutách se zdroj opět přetížil (i když vydržel mnohonásobně déle). V tomto případě ale je celkový výkon asi 320W a to už by měl stíhat. Ještě můžu teoreticky odpojit další dva členy a celkový výkon tak snížit na 290W, ale než se do toho dám tak mě napadlo zeptat se zkušenějších. S průmyslovými zdroji moc zkušeností nemám. Na internetu jsem výkonnější než 350W za podobné peníze nenašel. Případně napadá někoho jiné řešení? (ty topná tělíska jsou obyčejné 3W odpory v hliníkovém pouzdru a jinde je používám bez problémů do 275 stupňů).

[oscar]

IMHO by jsi potreboval zdroj konstantniho proudu.

[rollfree]

Zajimave, ze ty topne odpory maji zaporny koeficient zmeny.
Podle me provozovat 350W zdroj dlouhodobe na uplnem maximu je trochu moc. Pokud by to byl nejaky opravdu prumyslovy zdroj, ktery by na to byl dimenzovany (resp. predimenzovany) jak pouzitymi prvky, tak hlavne chlazenim, tak pak mozna ano. Ale je-li to klasicky cinsky "prumyslovy zdroj", tak bych rekl, ze proste dlouhodobe maximalni zatez neustoji.
Urcite by tomu pomohl dobastleny ventilator.
Nicmene bych trochu prikon toho stolu sundal. Pokud je to mnoho odporu, tak se urcite za udelat nejaka jina serioparalelni kombinace, kde to vyjde lip.
Taky by se asi dalo na zdroji snizit vystupni napeti (vetsina zdroju umi regulovat vystup cca +-10%) a tim snizit spotrebu stolu.
Ale ja bych to asi udelal tak, ze bych pro prvotni ohrev stolu nechal jet zdroj naplno, po dosazeni pozadovane teploty bych pak snizil vykon topeni bud prepojenim jineho serio-paralelniho usporadani (relatkem), nebo odpojenim nekterych topnych odporu. Pro udrzovani konstatni teploty tomu predpokladam staci o dost nizsi topny vykon.

[prochaska]

Já bych se asi dost vybodnul na napájení zdrojem a ohříval bych to střídavým proudem z trafa, na kterém bych ručně nebo relátkem řízeným termostatem přepínal odbočky. A pokud relátkem, tak na primáru, aby byl menší proud. Alternativa je někde v bazaru koupit autotrafo. Jaká je požadovaná teplota?

[rollfree]

Já bych se asi dost vybodnul na napájení zdrojem a ohříval bych to střídavým proudem z trafa, na kterém bych ručně nebo relátkem řízeným termostatem přepínal odbočky. A pokud relátkem, tak na primáru, aby byl menší proud. Alternativa je někde v bazaru koupit autotrafo. Jaká je požadovaná teplota?

To pouziti trafa zni velmi rozumne, zejmena pokud se ho povede vypreparovat z nejake starsi techniky. Jinak dneska bohuzel trafo muze stat vic, nez spinany DC zdroj podobneho vykonu.
Na tom trafu by se elegantne dala resit regulace teploty vypoustenim period pri spinani triakem. Mozna bych to pak spinal spis na sekundaru, i kdyz tam budou vyrazne vetsi proudy. Ono spinani odporove zateze je vyrazne snazsi, nez spinani indukcni zateze pri spinani primaru.

Pripadne to zjednodusit jeste vic a napajet to primo z 230V. Pokud jsou ted odpory zapojeny paralelne, tak by mozna slo dosahnout stavu, kdy by seriova nebo serio-paralelni kombinace mohla mit tak akorat pro prime napajeni ze site. A opet to spinat triakem a regulovat vypadavanim period.

[drk222]

Napájení přímo ze sítě ani omylem, nezapoměňte že bych to pak musel axtra odizolovat a to navíc něčím co místy snese 130°C. To trafo mě už taky napadlo, ale žádný nemám. Vtip je taky v tom že ty odpory v těch hliníkových tělesech už mám napevno přilepený k té desce takže každej uštípnutej pár mi tam vnáší asymetrii. Zajímavé je že normální PC zdroj se nepřehříval i když jel na hranici svý zátěže.
Přepínat na jinou kombinaci zapojení těch tělísek taky moc reálně nevidím, to bych musel totálně překopat všechny dráty a že jich je (těch topných tělísek tam je 18!)...
Co se týká regulace tak je tam termistor a teplotu hlídá precoser v arduinu a pravidelně zapíná vypína ohřev přes to relátko.

Zatím mě napadly dvě věci odpojit další dvě tělíska. (290W by snad moh dlouhodoběji zvládnout)
pořídit 15V zdroj tam by to pro 1,5ohmu bralo jen 150W ale to by zas mohlo být dost málo.
Škoda že se neprodává nějakej na 20-22V 350W. (235W resp u 1,5ohmu 265W)
Poštelování na nižší napětí by bylo fajn, je to ale celý zadeklovaný a netuším jestli to vůbec v sobě něco takovýho má.

Jinak nezapomínejte, že v tomto případě prakticky příkon stolu = výkon stolu je to topný těleso a nemá tudíž žádný tepelný ztráty z odporu (dyž nepočítám dráty).

[drk222]

60-130°C podle materiálu a nastavení. On se ten stůl hýbe, takže nic extra objemnýho ani těžkýho tam nedostanu. Navíc tohle mám už hotový jde jen o zdroj.

[ledvinap]

Zkus se podivat na elektronicka trafa pro halogenove lampy. Nejsou zas tak draha a maji spoustu ochran. Take je vetsinou jde regulovat stmivacem na primaru - jednoduchy optotriak by mel stacit. Vystup je primo stridavina, ale krome ruseni je to celkem jedno. A asi pouzit 2x200W (odpory rozdelit napul), treba http://eshop.svitidla.cz/katalog/svitid ... 00w-panlux" onclick="window.open(this.href);return false;

[rollfree]

Zkus se podivat na elektronicka trafa pro halogenove lampy.... Vystup je primo stridavina

Vzdy jsem si myslel, ze vystup je DC, i kdyz jen malo filrovany. Ze oznaceni "trafo" se pouziva jen proto, ze to nahrazuje puvodne pouzivana skutecna trafa.
Skutecne je vystupem AC?

Jinak si porad myslim, ze prime napajeni z 230V by bylo optimalni. Pokud to jsou nalepene odpory, tak mezi ne natahat draty a ne lanka, aby to samo drzelo tvar. Pripadne to zespodu zakrytovat treba deskou sololitu, tenke preklizky nebo laminatu.
Jako izolace (pokud by byla treba, a pokud by se nepouzily draty s vysokoteplotni izolaci) by mohly byt dobre sklenene koralky. Daji se koupit za malo penez na vahu, tepelna odolnost obrovska. Uvazoval jsem je pouzit jako izolaci na hot-end RepRapu, pokud se nekdy odhodlam ho stavet. Jako vyhrivani stolu jsem tam chtel pouzit jednostranny cuprextit formatu A4 s vyleptanym meandrem tak, aby se dal napajet ze 24V (chci pouzit kompletni 24V napajeni, vcetne motoru).

[drk222]

Ten kuprextit jsem měl a neosvědčil tolik se takže proto jsem stavěl hlinikovy stul. 230V tam nemužu dat už kvuli bezpečnosti a taky bych nerad aby mi to uvařilo řídící elektroniku.

[rollfree]

Muzu se zeptat, co bylo spatne na tom cuprextitu? Abych vedel, ceho se pripadne vyvarovat.
I kdyz po te diskusi tady bych asi pouzil nejaky topny drat nebo topne odpory na 230V, zatezovat zdroj odberem skoro 1/2 kW je asi skoda. Navic pak se da udelat topny vykon dost vysoky a tim padem s rychlym startem, regulovat dolu to pujde velmi snadno.

Jinak tech 230V se neni proc bat. Topne draty primo na 230V se bezne pouzivaji treba i ve vyhrivanych prikryvkach, vyhrivanych botach atd.
Pokud tam udelas spinani optotriakem+triakem (bezne katalogove zapojeni), tak je to z hlediska ridici elektroniky absolutne bezpecne - pripojujes se jen k LED v optotriaku, izolacni bezpecnost je 5 kV.

[Engineer]

Měl bych tu novej toroid 230/22V - 250VA (11,2A) a má i odbočku na 14V. Je počítanej na trvalou zátěž těch 11A takže si myslím, že by ti to topítko měl spolehlivě utáhnout. Stál mě sedm set, tak pokud máš zájem mohu Ti ho případně přenechat

[Cjuz]

Topných spirál na 230V je plno pokud je možné použít je to provozně nejjednodužší. Rozhodně bych tam nepasoval nějaký "drátek" a ten napájel 230V už kvůli případné výměně a bezpečnosti. Topné těleso koupím za pár korun a rovnou radši dvě. Pak mám jistotu že až se mi přepálí tak stačí vyměnit.

Velikostně budou malé rezistory rozhodně lepší a vždy je lepší 24V než 230V. Pro snížení zátěže zdroje stačí obyčejná dioda nebo dvě seriově. Na jedné je úbytek asi 0,7V a tedy topný výkon klesne asi o 3%.
Pokud máš zdroj a vše už funguje vložil bych do okruhu nějaké diody a tím "naladil" odběr tak aby to zdroj zvládal.

Co se týká zatížení a výdrže zdroje častým problémem jsou kondenzátory. Pokud jsou ve zdroji na 85°C je to nic moc a bude třeba chladit. Pokud jsou na 105°C je to lepší. Jestli jsou na 130°C je zdroj nejspíše připraven na trvalou zátěž a výrobce nešetřil. Pro regulaci by bylo vhodné nechat zapojený nějaký malý zdroj trvale (třeba 12V) a jakmile se deska ochladí moc zapnout těch 24V podle regulátoru. Nebudou tak velké výkyvy v teplotě a regulace bude plynulejší.

[rollfree]

Jeste jsem vcera premyslel nad tim vyhrivanym lozem a uz mam jasno, jak to udelam. Pokud teda ten RepRap nekdy budu stavet - mozna ho postavim svagrovi, fest po nem touzi.

U TME se daji koupit 10W keramicke odpory AX10W v pouzdre 10x9x49mm za 3 Kc. Vyhrivana plocha by mela byt cca 200x200mm, tak ty odpory dam v 6 radach po 3 kusech. Na hlinikovou desku je nalepim epoxidem s teplotni odolnosti do 180C, takze to bude velmi rychla a nenarocna vyroba. Z boku k tomu nalepim L-profily 10x10mm (pripadne nejaky U-profil 10x20x10mm) pro odvod tepla v bocnich sten tech odporu na nosnou desku.
Odpory pak zakryju cca 10mm tlustou vrstvou mineralni vaty a na to prisroubuju kryci desku z 8mm preklizky (vata se zmackne). Misto te mineralni vaty by se asi dala pouzit i PUR pena, ta ma snad tepelnou odolnost do 150C, a mohlo by se to cele pekne zalit. Ale prece jen se mi ta mineralni vata zamlouva vic, navic mam nejake zbytky ze zateplovani strechy.

Vsechny odpory dam do serie. Nebudou mezi nema zadne dodatecne draty, budu pajet primo ty tvrde vyvody odporu, ktere samy velmi dobre drzi tvar. Kdybych byl paranoidni, tak je misto pajeni spojim svorkama ze svorkovnic. Ale budu paranoidni o trochu min a zapajim to, mozna ten spoj jeste zafixuju omotanim tenkym medenym dratem, ktery bude zality cinem. To proto, aby kdybych nahodou vyhral ty privody na 200C, tak aby spoj i tak dal drzel.

Osadim tam asi odpory 6R8, ty pri plnem vykonu daji cca 430W. To uz by mohlo slusne rychle dosahnout provozni teplotu. Regulace vykonu pak triakem+optotriakem vypoustenim period, takze vykon bude regulovatelny naprosto plynule 0-430W. Protoze triak bude spinat male proudy do 2A a navic to odporove zateze, tak to zvladne upne trivialni zapojeni za par kacek. Spinani samozrejme v nule, takze zadne ruseni.

Vykonovy privod udelam 3-dratovy, takze tam bude priveden i ochranny kolik, ten bude pripojen na ty hlinikovou desku. Takze i v teoretickem a velmi nepravdepodobnem pripade nejake totalni destrukce nektereho z odporu proste vypadne proudovy chranic (ficko). Bezpecnost si troufam odhadnout na nekolikanasobne vyssi nez treba u fenu na vlasy, ktere clovek navic pouziva jeste casto mokrej. A asi 1000x bezpecnejsi nez pracovat s nejakym strojem pri triskovem obrabeni.

Mereni teploty udelam asi ve 3 bodech - 2 z nich budou regulovat teplotu PID algoritmem, nezavisle na SW RepRapu. Tady jako snimace pouziju sve oblibene kremikove diody - da se s nima merit az do 500C a stoji korunu. Treti bude bezny termistor, ktery bude standardne obsluhovat SW RepRapu.

P.S. To, ze je elektrika zla a bezduvodne kope je sprosta pomluva. Je to hodna holka s dobre odhadnutelnym chovanim. Aby byla zla, to uz ji musi clovek fakt hodne drazdit.

[Cjuz]

Podle mě zbytečné starosti s takto složitou konstrukcí.
Tepelná vodivost je u hliníku velice vysoká a proto bych to rozložení nechal na něm. Ideálně jedna deska cca 8mm pro instalaci spirály a pak druhá deska cca 10mm jako topná. Desky by měly být v doteku pouze po obvodu, stačí vložit pásek 10mm široký nebo odfrézovat z jedné desky střed do hloubky asi 1-2mm. Taková deska se může regulovat jedním senzorem uprostřed horní deky, mít jednoduchou spirálu, nebo třeba použít starou žehličku.
Pokud je nutný rychlý náběh a rychlé chládnutí stačí zmenšovat Al desky akorát se bude zhoršovat rozložení tepla.

Pro více bodovou regulaci se používají velice specifické regulátory které mezi sebou komunikují aby bylo kolísání teploty na ploše co nejmenší, zde je to nereálné.
Pro udržení konstatntní teploty na povrchu desky je stejně nutný PID regulátor, jednoduché On/Off podle teploty není dobré protože se hodně projevuje tepelná setrvačnost. Když už není PID, nejlépe se mi osvědčil obvod který porovnává požadovanou s nastavenou teplotou a rozhoduje o spínání topného prvku bez hystereze. Jako výnonový člen se musí použít SSR relé pro spínání v nule neboť klasické relé to nezvládne - spínání probíhá mnohokrát ve vteřině.
Taková regulace se vlastně dostane do rovnovážného stavu kdy vysoká frekvence spínání topení a jeho tepelný výkon vyrovná ztráty na topeném tělese. Nevýhoda je vysoký překmit při startu a celkem pomalá rekce na změnu odběru tepla.

Ideální by bylo kdyby nějaké takové destičky i s výkonem topení někdo hodil třeba do solidů a navrhl zkusmo nejlepší propojení pro ideální rozdělení tepla.
I bez toho se dá s pomocí teploměru (termokamery) a změnou dotekových bodů doladit perfektní tepelnou rovnoměrnost na ploše.