Heater beheizen - 3D Drucker

[DjEKI]

Moin,

Ich habe Teacup Firmware auf mein Arduino Uno geflasht (GRBL Shield wird genutzt) und für den Heater wird eine Art pwm frequenzy genutzt. Ich denke mal, das sind impulse die fürs Heizen bestimmt sind. Ich nutze Pronterface und habe den Sensor und den Heater noch nicht angeschlossen und nur die Pinausgänge gemessen. Es schwangt von 0-5V und bleibt oft zwischen 2V und 3V stehen. Jedenfals sehr ungünstig für ein Relais. Was könnte ich als Bauteil nutzen, damit der Heater beheizt werden kann?
Mein Extruder

mfg

[Geistesblitz]

Womit hast du denn gemessen? Digitalmultimeter? Das glättet die Spannung durch seine Funktionsweise, die einzelnen Impulse lassen sich da nicht erkennen.

Relais sind generell nicht für PWM geeignet, zumindest die bei Mikrocontrolleranwendungen, da die Frequenzen einfach viel zu hoch sind. Da kommt der Schalter schon mechanisch gar nicht hinterher und zittert nur ein bisschen herum. Da wäre zum Schalten sicherlich ein geeigneter Mosfet besser geeignet, am besten Logic-Level damit du keinen Mosfettreiber brauchst. Dazu wissen andere hier aber sicher mehr.

[DjEKI]

Ja, mit ein normalen multimeter. Pwm könnte ich ausschalten, aber ich würde gerne ein paar vorschläge hören.

[redround]

Soweit ich das sehe, läuft die Heizung mit 12 V DC und hat eine Leistungsaufnahme von 35 Watt. Macht also rund 3 Ampere Strom. Da reicht ein Wald- und Wiesen-Mosfet wie der IRLZ34 (gibt's ab 0,35 €) zum Schalten locker aus. Da kannst Du dann auch theoretisch die PWM anlassen ... wobei ich bezweifle, dass das bei einer Heizung Sinn macht.

[DjEKI]

Mosfet ist das einzige, was ich noch nicht kenne. Habe mir mal die Funktionsweise angeschaut und schaut nach einem Thyristor aus. Danke für den Tipp Was sind da eigentlich die Unterschiede?

Werden Mosfets auch in Car Hifi Verstärker genutzt? Da habe ich bei mir noch ein 800 Watt Digital Verstärker zu liegen von hifonics Atlas.

[Geistesblitz]

Nein, Thyristoren sind anders. Die bleiben nämlich nach dem Einschalten leitend und schalten erst ab, wenn die Versorgungsspannung unter einen bestimmten Wert sinkt. Die werden eher bei Wechselstrom für Phasenanschnittssteuerung benutzt, wobei da allerdings Triacs üblicher sind. Mosfets arbeiten hingegen wie Schalter, liegt die Gatespannung an werden sie leitend und wird die Gatespannung zu Null sperrt er auch wieder (wobei es da auch unterschiedliche Typen gibt). Einen Logic-Level Mosfet kann man direkt mit 5V am Gate voll durchschalten, da bräuchte man wohl höchstens einen Pulldown-Widerstand. Der Mosfet sollte ein N-Channel-Typ sein, damit das mit der Spannung auch hinhaut. Solche Mosfets können halt sehr Leistungsfähig und können teils ziemlich hohe Ströme und Spannungen mit recht wenig Verlustleistung schalten, je nach Typ. Ob sowas in deinem Verstärker drin ist, weiß ich nicht, wieso denn nicht gleich ein passendes Bauteil ordern?

[redround]

MOSFET steht für "Metal-Oxid FeldEffekt Transistor". Er gehört als zur Familie der Transistoren. Unterschieden werden MOSFETs nach ihrem Aufbau in N-Kanal und P-Kanal Typen sowie nach der Höhe der erforderlichen Spannung am Steuer-Eingang - dem Gate. Vereinfacht kann man sich einen MOSFET als variablen Widerstand vorstellen (übrigens kommt daher ursprünglich auch der Name des Transistors). Bei einem sog. N-Kanal Logik-Level MOSFET wie dem IRLZ34 reicht eine Spannung von 5 Volt am Gate um den MOSFET "durchzusteuern" ... er also praktisch voll leitend wird. Im Datenblatt nennt man den minimalen Restwiderstand, den der MOSFET in diesem Zustand hat Rdson. In diesem Zustand kann der max. Strom durch den MOSFET fließen (beim IRLZ34 lt. Spezifikation bis zu 27 Ampere). Bei einer Signalspannung am Gate von 0 Volt hat er hingegen einen praktisch unendlichen Widerstand und es fließt kein Strom durch ihn. Bei einer Gate-Spannung "dazwischen" wird er "etwas leitend", setzt dabei aber eine hohe Verlustleistung in Wärme um. Deshalb sollte man, wenn man nicht ganz genau weiß was man tut, MOSFET's immer nur voll oder gar nicht durchsteuern (beim IRLZ34 5 Volt oder 0 Volt am Gate).

Wichtig bei MOSFETs ist auch noch zu wissen, dass sie speziell für Gleichspannungs-Lasten gemacht sind. Bei einem N-Kanal MOSFET wie dem IRLZ34 wird die Last (in Deinem Fall die Heizung) auf einer Seite mit dem positiven Pol der Spannungsquelle (in Deinem Fall +12 V) verbunden und die andere Seite des der Last mit dem sog. Drain-Anschluss des MOSFETs. Der sog. Source-Anschluss den MOSFETs wird dann mit dem negativen Pol / Bezugpotential der Schaltug verbunden. Er leitet also den fließenden Strom nach GND ab. Das nennt man üblicherweise "Low-Side-Switch".

Wenn Du Dir unsicher bist, wie man sowas am besten aufbaut, kannst Du auch fertige Module wie dieses hier nehmen: http://shop.cboden.de/Schaltgeraete/...pro-Kanal.html Damit kannst Du dann 4 Kanäle mit bis zu 10 A pro Kanal schalten. Zusätzlich hat das Ding auch eine galvanische Trennung über Optokoppler, so dass Deine Steuerung geschützt ist, falls mal irgendwas auf der Lastseite "schief läuft".

[DjEKI]

Jo, danke euch beiden

Naja, Wenn man schon ein paar Bauteile hat, warum die nicht nutzen ^^ Ich schau mal später, was für Bauteile es sind.

mfg

[DjEKI]

Hier so einen könnte ich ausbauen http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf640n.pdf

[redround]

das ist zwar ein N-Kanal MOSFET, allerdings kein Logic-Level. Der braucht dann am Gate eine Spannung von mindestens 10 Volt um voll durch zu schalten. Das geht natürlich auch, allerdings kannst Du den dann nicht so einfach an den Mikro-Controller-Pin hängen, da der ja nur 5 Volt liefert. Du brauchst also einen Pegelwandler. Das kann ein zusätzlicher Transistor sein oder etwa ein Opto-Koppler (letzterer hätte auch den Charme der galvanischen Trennung von Last- und Steuerteil).