Temperofen

PeterKa

User
Hallo,

Modellbau bewegt sich ja immer in den Grenzen zwischen Elektronik und Balsholz ;-) Besonders wenn man in nicht ganz so verbreiteten Sparten unterwegs ist wie zum Beispiel Fesselflug ist die Unterstützung der Industrie mangels Nachfrage natürlich eher gering. Da ist dann etwas Kreativität angesagt. Bei mir hat die Suche nach preiswerten Komponenten für den elektrischen Fesselflug eine ganze Flut von elektronischen Projekten provoziert. Eines davon würde ich gerne hier vorstellen. Es ist ein Temperofen. Die Idee dafür habe ich aus diversen Elektronikformen bekommen. Da heissen sie SMD Ofen oder ähnlich. Mit deren Hilfe kann man SMD Platinen selbst verlöten, und zwar ziemlich professionell. Aber damit nicht genug. Wenn man es hinbekommt, eine solchen Ofen sehr temperaturgenau zu bauen, kann man damit sehr schön GFK Teile tempern, oder kleinere Hauben tiefziehen. Das habe ich bisher unter massivstem Protest der besten Ehefrau von Allen im heimischen Backofen getan, mit teilweise recht zweifelhaftem Ergebnis. Kurzum, ein solcher Ofen muß her... Und er darf nicht mehr als 100 Euro kosten.

Und so sieht das bisherige Ergebnis aus:

IMG_1730.jpg

Den Ofen habe ich bei Ebay für etwa 35 Euro erworben. Es ist ein besseres Fabrikat, das vom Werk wegen irgendwelcher optischer Mängel als B Ware in den Handel kommt. Ich habe ihn entkernt. Nur der "Garrraum" und die Heizschlangen (2x600 Watt) blieben übrig. Auf der rechten Seite ist massig Platz die Elektronik unterzubringen, allerdings kommt man ohne zusätzliche Wärmedämmung nicht aus. Für die Bedienelemente ist ein großer Ausschnitt vorhanden. Das wird später in etwa so aussehen:

Panel.jpg


Die elektronischen Komponenten:

IMG_1726.jpg

Im Einzelnen sind das: 1 Microcontroller (Hier Arduino ATMEL ca. 30€). Ein zweizeiliges Display (ca. 15€), ein zerlegtes USB Steckernetzteil (5 €), 2 Encoder (das sind Drehknöpfe, die pro Rastung einen Impuls an den Controller liefern je 5 Euro), und die Triacs und Optokoppler für die Leistungsteile (PWM Steuerung) getrennt für 2 Heizschlangen (ca. 6 €).

In der Mitte liegt das unscheinbarste und auch preiwerteste Bauteil eine Diode 1N4148 im Glaskörper (ca 5 Cent). Das ist der Temperatursensor. Die Messung der Durchlasspannung dieser Diode ist über einen weiten Temperaturbreich sehr linear und reproduzierbar.

Nicht zu sehen ist das im Prinzip teuerste Bauteil.. Das Programm des Microcontollers. Wenn ich meine Arbeitsstunde mit 0 Euro ansetze kostet aber es in der Tat gar nichts..

In den nächsten Wochen wird nun die ganze Chose zusammengebaut und das Programm erstellt. Das ist alles nicht weiter schwierig, frißt aber doch einiges an Zeit. Wenn Interesse besteht, werde ich weiter berichten.


PeterKa
 

O.J.O.

User
Hallo Peter,

interessante Sache die du da baust. Ich wäre dir Dankbar, wenn du weiter berichtest. Ist vielleicht für viele tatsächlich eine Alternative für den heimischen Backofen.

Gruß Ole
 

PeterKa

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Und weiter gehts

Und weiter gehts

Hier der aktuelle Entwicklungsstand am heiligen Abend 2012.

IMG_1732.jpg

Die meiste Arbeit findet am PC statt. Rechts ist das USB Kabel zu sehen, über welches die Kommunikation mit dem PC stattfindet. Das Display zeigt im Normalzustand folgende Informationen:

Aktuelle Temperatur, danach ein Pfeil, der die Abweichung zur Solltemperatur anzeigt. Un der zweiten Zeile ist die Zeit Anzeige (auf, abwärts je nach Betriebsart). Nicht zu sehen ist der Heizbalken (weil die Heizung gerade aus ist), der in 7 Stufen die aktuelle Heizleistung anzeigt. Bedient wird das Ganze über die beiden Knöpfe Run und Set. Die Led zeigt an, ob das Programm läuft. Mit Set und dem Drehrädchen kann Sollzeit und Solltemperatur, sowie das gewünschte Programm (z.B. SMD Löten) angezeigt werden. Für besonders kitzlige Geschichten kann der Ofen im laufenden Betrieb an den PC angeschlossen und ferngesteuert werden.

IMG_1733.jpg

Die Leistungsstufe besteht aus einem TriacOptokoppler und einem Leistungstriac. Sie kann mehr als 2Kw steuern. Das war für mich Neuland gewesen, entsprechend lange habe ich Googeln müssen.

IMG_1734.jpg

Die Birne simuliert den Heizstab. Die Diode ist der Temperatursensor.

Die Software ist kurz vor der Vollendung. Bald kann alles ordentlich verkabelt und eingebaut werden.

Ganz trivial ist die ganze Sache nicht, besonders wenn man wie ich immer auf der Suche nach "Perfektion" ist.. Natürlich ohne jemals in deren Nähe zu kommen ;-)

Schönes Weihnachten

PeterKa
 

PeterKa

User
Temperatursensoren

Temperatursensoren

Nachdem die Elektronik klaglos funktioniert geht es an den mechanischen Aufbau. Ein Detail an dem ich lange gebrütet habe bis ich eine für mich akzeptable Lösung gefunden habe war die Anbringung der Meßdioden.

Unbenannt-1.jpg

Ich fand Keramikkörper die Verwendung finden als Fassung für 12 Volt Birnen. Diese habe ich ausgeschlachtet. Auf die Drähte der Dioden kamen Glasperlen (Nähbedarf) damit die Drähte nicht berührt werden können Das wäre zwar völlig gefahrlos, aber doch könnte es zu Verfälschungen der Messung führen. Übrigens habe ich 2 Fühler und 2 getrennte Regelkreise für die 2 Heizschlangen aufgebaut. Ich hoffe so den unvermeidlichen Temperaturgradienten von unten nach oben in den Griff zu bekommen. Außerdem können die Triacs bei 600 Watt möglicherweise ohne Kühlkörper auskommen, das will ich jetzt als nächstes prüfen.

Die Keramikkörper werden von außen an das Gehäuse geschraubt. Für die Dioden muß nur ein kleiner Schlitz ins Aluminium gefeilt werden. Durch die Glasperlen ist ja keine Kurzschlussgefahr. Ich werde es später nochmal zeigen.

Allen einen guten Rutsch.

PeterKa
 

PeterKa

User
Überlegt hatte ich das, aber ich hoffe, daß ich mit den 2 Regelkreisen ähnlich gute Ergebnisse erziele. Ich werde berichten. Eventuell benötige ich sowieso noch einen Lüfter auf der kalten Seite, weil die Wärmabstrahlung durch den Ofen erheblich ist. Da kommt noch einges an Fummelei auf mich zu.

Gruß PeterKa
 

DonM

User
Temperofen

Hallo Peter,

das ist ein Klasse Projekt. Sehe ich das richtig dieser Ofen hat 2 Heizstäbe ?
Somit hast Du natürlich mehr Innenraum zur verfügung als wenn 4 drin wären.

Bitte weiterberichten:).

Gruß DonM.
 

PeterKa

User
Nein der Ofen hat wie alle 4 300 Watt Stäbe. Davon sind jeweils 2 in Reihe geschaltet, so daß ich 2 Heizkreise a 600 Watt regeln kann (muss). Am Wochenden will ich die ersten thermischen Versuche fahren. Ihr hört davon.

PeterKa
 

PeterKa

User
Pfft Serie... ;-)

ach Quark... Die haben 300 Watt bei 120 Volt oder so.. zusammen jedenfalls 600 und mach mich nicht wuschig ;-)

PeterKa
 

PeterKa

User
Es geht nur langsam weiter, weil da doch noch sehr viel anderes anliegt... zum Beispiel mehrere Modelle...

Immerhin sind jetzt die Dioden eingebaut, darüber habe ich eine Weile grübeln müssen.

IMG_1793.jpg
So sieht es im Ofen aus,

IMG_1796.jpg

und so von aussen. Dasselbe noch einmal für den zweiten Heizkreis.

Der Ofen ist bis auf die beiden Seitenbleche doppelwandig aufgebaut. Rechts und Links muss also unbedingt Wärmedämmung aufgebracht werden, schon damit die Elektronik nicht anfängt zu garen. Ich kann jetzt erstmals die Heizung einigermaßen vermessen. Mal schauen wie es klappt.

PeterKa
 

PeterKa

User
Erster Probebetrieb

Erster Probebetrieb

So sieht das dann aus, wenn der Testbetrieb aufgenommen wird.

IMG_1799.jpg

Es ist nur eine Heizschlange beheizt. Die eingestellten Temperaturwerte werden ziemlich genau gehalten. Wichtig war mir herauszufinden, ob der Kühlkörper für den Triac ausreicht (viel zu groß). Er wird am wärmsten bei ca. 50 % Leistung. Bei 100% bleibt er völlig kalt. Elektroniker wissen warum das so ist.

Im zweiten Test habe ich dann die Solltemperatur auf 250 Grad gestellt. Mit der einen Heizschlange ist das nicht zu erreichen. Immerhin kommt der Ofen mit 1 Schlange bis 185 Grad. An dem Anzeigebalken des Displays sehe ich daß die Solltemperatur noch nicht erreicht ist, und daß der Heizstab mit 100% Leistung befeuert wird. Und daß der Ofen seit 35 Minuten läuft.

Das alles läuft sehr befriedigend. Ich werde jetzt alles ordentlich aufbauen. Erst im Endzustand kann der Ofen kalibriert werden.

PeterKa
 
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