Projekt: Heizplatte

Veröffentlicht von Joe-C (jch) am Oct 23 2011
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Einleitung

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Ziel dieses Projektes, ist die Schaffung einer nutzbaren Heizplatte. Diese soll unter anderem bei einem SMD-Lötvorhaben zu Einsatz kommen und ansteuerbar sein.

Für diesen Zweck habe ich mir ein billiges Bügeleisen gekauft. Ohne Dampffunktion, Vertiefungen oder irgendwelches Wassergespritze. Das Teil kann eigentlich nur Heiß werden. Ein scheinbar idealer Rohling, welcher mit 1100W auch genügend Leistung mitbringt.

Flache Unterseite
Auflösung: 1200x900

Bild von Oben
Auflösung: 1200x900

 
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Umbaustufe 1

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Das Bügeleisen bringt zwar eine eigene Temperaturregelung mit, diese ist für mich aber nur weniger günstig nutzbar und wird deshalb ersetzt.
Grund dafür, die billige Temperaturregelung arbeitet (wie bei fast allen Bügeleisen) auf der Basis eines Bimetalls.

Ein Bimetall

ist ein dünner Metallstreifen, der auf der Ober- und Unterseite aus unterschiedlichen Metallen besteht. Diese unterschiedlichen Metalle dehnen sich bei Erwärmung unterschiedlich weit aus, wodurch sich der Metallstreifen in eine definierte Richtung verformt.

Diese Verformung bleibt so lange erhalten, wie der Metallstreifen seine erhöhte Temperatur hat. beim abkühlen, geht er wieder in die Ausgangsposition zurück.

Im Bügeleisen wird das Bimetall mit einer Sprungfeder kombiniert, so dass eine Art mechanischer Schmitt Trigger entsteht. Das Heizelement bekommt so lange Strom, bis die Erwärmung des Heizelements das Bimetall soweit biegt, dass es umschaltet.
Kühlt sich das Heizelement wieder entsprechend ab, wird irgendwann wieder zurückgeschaltet und der Strom kann wieder fließen.

Das Bimetall muss zum schalten eine gewisse Entfernung überbrücken. Je höher der Weg, desto höher die erforderliche Erwärmung. Durch eine Einstellscheibe, die wie eine Schraube den Abstand verändert, kann so die gewünschte Temperatur eingestellt werden.

Frisch zerlegt

Auflösung: 1200x900

Blick ins Innere

Das Gehäuse sowie sie alte Temperaturregelung wurden entfernt. Neben der Überlegung einer neuen Temperaturregelung, kommt noch ein gewisser mechanischer Aufbau hinzu.
Ich möchte die Wärme schließlich auf und über, aber nicht unter oder neben der Heizplatte haben. Ich werde die Heizplatte wahrscheinlich in Glaswolle zur Temperaturdämmung ein polstern und auf irgendeiner Grundplatte festschrauben.

Änderung der Temperaturregelung

Wie weitreichend bekannt sein sollte, steigt warme Luft nach oben...
oder um es Physikalisch auszudrücken:
Luft dehnt sich bei Erwärmung aus, hat dadurch eine geringere Dichte und ist somit leichter, als die kältere Luft um sich. Deshalb steigt sie so lange nach oben, bis sie durch die Umgebungsluft abgekühlt wurde.

Im normalen Bügelbetrieb wird so erwärmte Luft vom Heizelement aufsteigen und sich in der unteren Gehäusekammer des Bügeleisens sammeln. Dort wird die Luftwärme, über das Bimetall, die Temperatur des Bügeleisens regulieren.

Da ich aber vorhabe, das Bügeleisen "verkehrt herum" zu betreiben, würde diese Regelung nicht mehr so wie vorher Arbeiten.
Die Einteilung der Bügeleisentemperatur (sofern überhaupt Temperaturen angegeben sind) würde sich generell nach oben verschieben, da mehr Wärmeenergie nötig ist, um auf der Unterseite zur entsprechenden Einstellungstemperatur zu kommen. Hinzu kommt noch, dass man die Skala nicht so gut ablesen könnte... und einen spiegel auf der Unterseite, sowie eine seitenverkehrte Skala, ziehe ich auch nicht in Betracht.

Neue Temperaturregelung

Da hab ich mehrere in Betracht gezogen.
Die erste war eine klassische Digitale Ansteuerung über ein Relais. Von der Energiewirkung also wie die Steuerung davor... unterhalb der Temperatur einschalten, darüber wieder ausschalten. Für die Erfassung irgendein Thermoelement.

Zum Beispiel ein Kaltleiter mit einem Potentiometer gekoppelt, in Reihe zu einem Relais. Der Kaltleiter leitet besser, je kälter er ist. Wenn er also eine gewisse Temperatur erreicht, wird sein Wiederstand so hoch, dass der durch ihn fließende Strom nicht mehr ausreicht, um das Relais aktiv zu halten.
Auf diese Weise, würde die Schaltung eine gewisse Temperatur halten, die mit dem Poti eingestellt werden kann.

Oder das Relais einfach vom PC aus ansteuern und somit sogar die Möglichkeit automatischer Temperaturprofile zu haben.

Auch ein 1kW Dimmer wäre möglich. Den Bausatz habe ich schon aufgebaut und getestet. Der Dimmer wird einfach mit einem Taster gesteuert. Durch die phasenanschnitt Steuerung des Dimmers, wird nur eine gewisse Energie, die aber dafür kontinuierlich zugeführt. Das bedeutet aber auch, dass die eingestellte Temperatur nicht richtig gehalten wird, wenn man die Heizplatte benutzt, da sich sie Steuerung nur nach dem Energieverbrauch und nicht der Temperatur richtet.

Ich werde mich später entscheiden...

Zuletzt geändert am: Aug 08 2012 um 4:55 AM

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