Induktionskochfeld tunen

[Cysign]

Hallöchen zusammen,

ich stell mir grade die Frage, wie aufwändig es ist, ein Induktionskochfeld zu tunen.
Bei den billigen Modellen ist es ja so, dass sie immer kurz eingeschaltet werden, dabei dann bei voller Power den Topf erwärmen, worauf eine Ausschaltphase folgt.
Das Resultat ist, dass man beim Erreichen einer spezifischen Temperatur diese eben auch schnell mal überschreitet, bevor die Wärme sich in der Substanz verteilt.

Theoretisch müsste es doch irgendwie möglich sein, durch eine Triac-Schaltung oder Hochleistungs-MosFets diese Schaltung durch einen Arduino mit einem Temperatursensor zu ersetzen, der quasi via PWM die Solltemperatur präziser anfährt, nicht überschreitet und auch halten kann.

Der Hintergrund ist, dass ich gerne mit Galden in einem Kochtopf Platinen löten möchte.
Prinzipiell ist das auch mit der bisherigen Ansteuerung der Kochplatte machbar, jedoch wird das Galden bei der benötigten Temperatur kurzzeitig so heiß, dass es sich zersetzt und somit giftige Dämpfe entstehen.

Ein weiterer Vorteil dürfte sein, dass beim Erwärmen von Speisen diese nicht so schnell anbrennen, wenn gleichmäßiger erwärmt wird, statt mit der bisherigen Ein-/Aus-Methode ;)

[i_make_it]

Gehen tut das, Mit Phasenanschnittsteuerung wie bei einem Wechselstrom-Motor auch.
Da Du nachfragst, setze ich mal vorraus daß das notwendige Wissen fehlt.
In dem Fall hol Dir jemanden vor Ort ins Boot der das Wissen und Können hat oder lass es sein.
Wenn die Platte wegen irgend einem dummen Fehler nicht abschaltet und die Bude abfackelt, hast Du nämlich bei einem Personenschaden keine Freude mehr.

Bei solschen Schaltungen arbeitet man normalerweise nicht mehr mit µC für den Hobbyisten sondern mit "sicheren" µCs für Industrieanwendungen.
Zuverlässigkeit geht da üblicherweise vor Features.
In meinem letzten Backofen steckte z.B. ein 8051 Derivat.

[Klebwax]

Hallöchen zusammen,

ich stell mir grade die Frage, wie aufwändig es ist, ein Induktionskochfeld zu tunen.
Bei den billigen Modellen ist es ja so, dass sie immer kurz eingeschaltet werden, dabei dann bei voller Power den Topf erwärmen, worauf eine Ausschaltphase folgt.
Das Resultat ist, dass man beim Erreichen einer spezifischen Temperatur diese eben auch schnell mal überschreitet, bevor die Wärme sich in der Substanz verteilt.

Theoretisch müsste es doch irgendwie möglich sein, durch eine Triac-Schaltung oder Hochleistungs-MosFets diese Schaltung durch einen Arduino mit einem Temperatursensor zu ersetzen, der quasi via PWM die Solltemperatur präziser anfährt, nicht überschreitet und auch halten kann.

Die billigen, die ich kenne, können sowohl in den gängigen Stufen als auch nach Temperatur eingestellt werde. Das macht ein µC. Ein prinzipielles Problem ist natürlich die Temperaturmessung. Sie erfolgt im Gerät unter der Glasabdeckung. Dort wird aber keine Wärme erzeugt, die entsteht im Topfboden der durch Glas, einem schlechten Wärmeleiter, vom Sensor getrennt ist.Wenn man diesen Sensor in die "Suppe" bringen würde, wäre viel gewonnen. Er ist aber sicher nicht galvanisch vom Stromnetz getrennt, bei so einem 30€ Teil auch nicht zu erwarten.

An der Eingangsspannung zu drehen, könnte auch schief gehen. Der µC ist das Herz des Systems. Er erzeugt die Frequenz des Generators, macht die Topferkennung, die Regelung und überwacht alle möglichen Betriebszustände. Wenn seine Versorgung durch eine zerhackte Eingangsspannungt leidet, oder irgendein anderer Parameter dadurch daneben liegt, schaltet er ab. Solange man nicht in die Programmierung des µCs eingreifen kann, sehe ich wenig Chancen.

MfG Klebwax

[Cysign]

Die Leute mit dem notwendigen Know-How seh ich am Dienstag wieder ;)
Aber bevor ich da weitere Überlegungen anstelle, würde ich gerne mal grob recherchieren, was da an Aufwand und Kosten auf mich zukommt.

Was sind denn die Vorteile eines 8051ers gegenüber einem AtMega?
So ne Schaltung will richtig ausgelegt und abge(thermo-)sichert sein. Ohne Rücksprache mit fachkundigeren Leuten würde ich mich da eh nicht ran trauen, danke dennoch für den Hinweis!


Wie funktioniert eigentlich die Topferkennung?

[Peter(TOO)]

Hallo,

Es gibt Vorschriften für getaktete Heizungen. Ist ja auch PWM, nur langsam.
Die minimale erlaubte Periodendauer liegt um die 10s. Andernfalls kann die Leistungsregelung der E-Werke durcheinander kommen

Bei Phasen-An/abschnitt wird, mit zunehmender Leistung, vor allem die Entstörung recht aufwendig. Zusätzlich bekommt das E-Werk Probleme, weil der Power Form Faktor alles andere als sinusförmig wird.
https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsfaktorkorrekturfilter
Dazu gibt es natürlich wiederum Vorschriften.

MfG Peter(TOO)

[Cysign]

Interessanter Aspekt. Davon hab ich noch nicht gehört. Macht aber Sinn ;)
Werd mir den Wiki-Artikel mal durchlesen.

[Peter(TOO)]

Hallo,
[QUOTE=i_make_it;615538]Bei solschen Schaltungen arbeitet man normalerweise nicht mehr mit µC für den Hobbyisten sondern mit "sicheren" µCs für Industrieanwendungen.
Zuverlässigkeit geht da üblicherweise vor Features.QUOTE]

Das Sicherheitsmerkmal beim µC liegt im Watch Dog, aber der ist mittlerweile Standard.

Bei der Hardware gibt es dann noch ein paar Tricks, damit das Teil failsave ist. Bei einem Dauerreset werden die Pins zu Inputs und je nachdem werden Pullups aktiviert. In diesem Zustand darf dann nichts "loslegen". Da muss man meistens mit externen Pulups arbeiten und meist auch mit negativer Logik.

Und der Rest liegt an der Software.
Hier liegt dann das Problem bei der verwendeten BS-Software und den verwendeten fertigen Modulen.
Da weiss man nie so genau was die machen und wie sie auf Störungen reagieren.

Deshalb schreibt man bei so etwas meist die ganze Software selbst. Wobei man als Entwickler meist eine Sammlung von eigenen, bereits bewährten, Modulen hat auf welchen man zumindest aufbauen kann.
Mit den Jahren hat man aber viele Probleme schon so oft gelöst, dass man einen Interruptgesteuerten UART-Treiber mit Ringpuffer für jeden µC locker aus dem Ärmel schütteln kann. Die Kapitel Interrupt-Controller und UART muss man dazu schon im Datenblatt nachlesen und noch das Kapitel über die Pins, diese sind normalerweise mehrfach belegt und müssen dem UART zugeordnet werden.

MfG Peter(TOO)

[i_make_it]

Das Sicherheitsmerkmal beim µC liegt im Watch Dog, aber der ist mittlerweile Standard.


Ich habe geschrieben Zuverlässigkeit und nicht Sicherheit.
Und das aus gutem Grund.
Strukturbreite des Die, die ganzen 8051er Derivate werden immer noch in Strukturbreiten gefertigt, die auch nach 15-25 Jahren, trotz Diffusion sicher funktionieren. Moderne Hobby µCs nutzen meist auch die aktuellen Strukturbreiten, was oft nach 10-15 Jahren zu ersten Fehlern in der Hardware führt.
Lieferbarkeit: der 8051 Kern ist seit 35 Jahren unverändert. Hat man sich beim Coden an die minimum Spezifikationen gehalten, kann man heute ein Programm von 1981 unverändert auf ein neues 8051 Derivat spielen und sofort laufen lassen.
Das man Watchdogs nutzt, so programmiert und Schaltungen so entwirft, das alles was auf keinen Fall passieren darf per Software und schaltungstechnischer Masnahmen verhindert wird, sollte eigentlich selbstverständlich sein. (Was es leider nicht ist, selbst bei Kaufgeräten mit TÜV)

Bei einem Kochfeld von bis zu 1500W und bei einem 4 Platten Herd von durchschnittlich 4500W und der durchschnittlichen Nutzungsdauer einer Küche von 10 bis 20 Jahren sehe ich halt Zuverlässigkeit vor billig und features.

[PICture]

Hallo!

Ich muss dem völlig zustimmen, weil ich einige Zeit im Bereich Medizinelektronik als Entwickler tätig war und weiss warum z.B. in implantierten Herzschrittmacher "on demand" bis heute keine µC zu finden sind. ;)