Thermostat

[Thoralf Ebermann]

Hallo zusammen,

zur Beheizung eines Zimmergewächshauses verwende ich gegenwärtig einen
einfachen Thermostaten, der die Temperatur des Heizers regelt. Leider
schwankt die Temperatur des Bodens dabei sehr stark mit der
Außentemperatur, weil zwischen Heizer und Boden ein gewisser
thermischer Übergangswiderstand besteht.

Eine Lösung wäre ein Thermostat mit zwei Fühlern.
Der eine sorgt dafür, daß der Heizer nicht zu heiß wird (etwas über 30
GradC) und der zweite mißt die Temperatur im beheizten Boden (29
GradC).

Als Heizung verwende ich eine 12V/20W-Halogenlampe.
Ich wollte die übliche OPV-Schaltung zwei mal aufbauen und dann
irgendwie logisch verknüpfen.

Ich hätte folgende Ideen:

+12V ------.----.
| |
R |
R Relais
R |
| C
OPV2--RRR--.----B
| E
C |
OPV1--RRR--B |
E |
| |
- ------.----.

oder so:

+12V -----------.
|
Relais
OPV2--RRR--. |
| C
OPV1--RRR--.----B
| E
R |
R V
R -
| |
- ------.----.

(EBC=NPN-Transistoren, Freilaufdiode ist klar)

Was würdet Ihr empfehlen? Oder gibt es noch eine ganz andere Variante?

Vielen Dank
Thoralf

 

[Frank Müller]

"Thoralf Ebermann" <tebermann@gmx.net> schrieb

zur Beheizung eines Zimmergewächshauses verwende ich gegenwärtig einen
einfachen Thermostaten, der die Temperatur des Heizers regelt. Leider
schwankt die Temperatur des Bodens dabei sehr stark mit der
Außentemperatur, weil zwischen Heizer und Boden ein gewisser
thermischer Übergangswiderstand besteht.

Das verstehe ich nicht ganz, wie meinst du das? Du mußt den
Fühler da plazieren, wo du die Wärme haben willst, wieviel
Wärme da beim Aufheizen daneben geht ist doch egal.

Eine Lösung wäre ein Thermostat mit zwei Fühlern.
Der eine sorgt dafür, daß der Heizer nicht zu heiß wird (etwas über 30
GradC) und der zweite mißt die Temperatur im beheizten Boden (29
GradC).

Als Heizung verwende ich eine 12V/20W-Halogenlampe.
Ich wollte die übliche OPV-Schaltung zwei mal aufbauen und dann
irgendwie logisch verknüpfen.

Was würdet Ihr empfehlen? Oder gibt es noch eine ganz andere Variante?

Wir überwintern in der Garage einige Pflanzen und Blumenzwiebeln,
und da habe ich im Herbst etwas gebastelt, was einen 2000W
Heizlüfter an und ausschaltet, das hält die Temperatur da auf
2,5-3,5°C.
Als Steuerung habe ich einen IC genommen, der eine LED-Zeile
ansteuert, und da über zwei der 12 LED-Anschlüsse einen
RS-FlipFlop angesteuert, der dann über einen Transistor ein
Relais schaltet.
Funktioniert eigentlich sehr zuverlässig, und durch die LED-
Anzeige hat man nebenbei noch eine Kontrolle über die Temperatur.

Frank

 

[Thoralf Ebermann]

Frank Müller wrote:

"Thoralf Ebermann" <tebermann@gmx.net> schrieb

zur Beheizung eines Zimmergewächshauses verwende ich gegenwärtig einen
einfachen Thermostaten, der die Temperatur des Heizers regelt. Leider
schwankt die Temperatur des Bodens dabei sehr stark mit der
Außentemperatur, weil zwischen Heizer und Boden ein gewisser
thermischer Übergangswiderstand besteht.

Das verstehe ich nicht ganz, wie meinst du das? Du mußt den
Fühler da plazieren, wo du die Wärme haben willst, wieviel
Wärme da beim Aufheizen daneben geht ist doch egal.

Der Heizer ist ein flacher Kasten aus Alu, auf dem die Saatschale
steht.
Wenn ich die Temperatur des Heizers nicht zusätzlich begrenze, kriegt
die Kunststoffschale Beine.

Eine Lösung wäre ein Thermostat mit zwei Fühlern.
Der eine sorgt dafür, daß der Heizer nicht zu heiß wird (etwas über 30
GradC) und der zweite mißt die Temperatur im beheizten Boden (29
GradC).

Als Heizung verwende ich eine 12V/20W-Halogenlampe.
Ich wollte die übliche OPV-Schaltung zwei mal aufbauen und dann
irgendwie logisch verknüpfen.

Was würdet Ihr empfehlen? Oder gibt es noch eine ganz andere Variante?

Wir überwintern in der Garage einige Pflanzen und Blumenzwiebeln,
und da habe ich im Herbst etwas gebastelt, was einen 2000W
Heizlüfter an und ausschaltet, das hält die Temperatur da auf
2,5-3,5°C.
Als Steuerung habe ich einen IC genommen, der eine LED-Zeile
ansteuert, und da über zwei der 12 LED-Anschlüsse einen
RS-FlipFlop angesteuert, der dann über einen Transistor ein
Relais schaltet.
Funktioniert eigentlich sehr zuverlässig, und durch die LED-
Anzeige hat man nebenbei noch eine Kontrolle über die Temperatur.

Frank

Ist eine Nummer zu groß, und mein Heizer funkioniert ja eigentlich
prima.
Ich brauche allerdings für schwerkeimende Samen ziemlich konstant
28-29 GradC und die Temperatur in der Schale schwankt im Moment
zwischen 23-29 GradC je nach Zimmertemperatur (Problem:
Nachtabsenkung).

Daw würde ich gerne verbessern, ohne am mechanischen Aufbau außer
einer neuen Leiterplatte grundlegend etwas zu verändern.

MfG Thoralf

 

[Arno Hellemann]

In article <a43d9393.0402110536.167776bb@posting.google.com>,
Thoralf Ebermann <tebermann@gmx.net> wrote:

Hallo zusammen,

zur Beheizung eines Zimmergewächshauses verwende ich gegenwärtig einen
einfachen Thermostaten, der die Temperatur des Heizers regelt. Leider
schwankt die Temperatur des Bodens dabei sehr stark mit der
Außentemperatur, weil zwischen Heizer und Boden ein gewisser
thermischer Übergangswiderstand besteht.

Eine Lösung wäre ein Thermostat mit zwei Fühlern.
Der eine sorgt dafür, daß der Heizer nicht zu heiß wird (etwas über 30
GradC) und der zweite mißt die Temperatur im beheizten Boden (29
GradC).

Als Heizung verwende ich eine 12V/20W-Halogenlampe.
Ich wollte die übliche OPV-Schaltung zwei mal aufbauen und dann
..

..
..

Was würdet Ihr empfehlen? Oder gibt es noch eine ganz andere Variante?

Vielen Dank
Thoralf

Hallo,
so ein ähnliches Problem mit einen Gartenhaus hatte ich auch.
Mein Heizkörper ist ein einfacher elektrischer Ölradiator.
Als Thermostat habe ich ein Funkthermostat von Conrad. Der steuert
eine Steckdosen-Adapeter per Funk. Der Thermostat hat noch mehr
Funktionen, ich brauche aber nur die Thermostat-Funktion.
Die Wunsch-Temperatur ist auf 1Grad genau einstellbar und kann in einem
relativ großen Bereich eingestellt werden. Ich habe 2gradC gewählt.
Bei 3grad schaltet der Thermostat ab, bei 1.9gradC ein. Für mich
genau wie gewünscht. Da der Thermostat per Funk arbeitet, kann er überall
im Raum plaziert werden und dort die Temperatur steuern. Bisher habe ich
nur gute Erfahrungen damit gemacht.

Arno

--
Arno Hellemann , Tel.+49/30/314-23397, Fax. +49/30/314-21133
Techn. Universitaet Berlin, Inst. fuer Energie- und Automatisierungstechnik
FG Elektrische Maschinen / Antriebstechnik, Einsteinufer 11, D-10587 Berlin
email: Arno.Hellemann@iee.TU-Berlin.DE

 

[Martin Lenz]

Thoralf Ebermann schrieb:

Ist eine Nummer zu groß, und mein Heizer funkioniert ja eigentlich
prima.
Ich brauche allerdings für schwerkeimende Samen ziemlich konstant
28-29 GradC und die Temperatur in der Schale schwankt im Moment
zwischen 23-29 GradC je nach Zimmertemperatur (Problem:
Nachtabsenkung).

Daw würde ich gerne verbessern, ohne am mechanischen Aufbau außer
einer neuen Leiterplatte grundlegend etwas zu verändern.

Der mech. Aufbau scheint aber ungeeignet zu sein. Wenn du bei
nennenswertem Wärmeverlust (kaltes Zimmer in der Nacht) die nötige
Leistung in die Saatschale einbringen willst, dann brauchst du
offensichtlich eine höhere Temperatur der Heizplatte. 30°C reichen
offenbar bei den vorhandenen Wärmeübergangswiderständen nicht aus, in
der Schale diese 28-29° unter allen Betriebsbedingungen zu erzeugen.
Wenn du nicht über 30° gehen willst (was ist das für ein Kunststoff, der
nicht mind. 60° aushält?), dann musst du den Wärmeübergang verbessern
und/oder den Abfluß verringern.

Die Strahlungskopplung der Lampe ist wahrscheinlich auch nicht der beste
Wärmeübergang. Diese Leistungswiderstände im gelben Alu Gehäuse, die man
auf eine (Metall)fläche schrauben kann könnten geeignet sein. Vielleicht
könntest du ja die ganze Saatschale an der Seite mit Styropor o.ä.
isolieren.

Ev. ginge es ja auch, isolierte Heizdrähte am Boden der Schale innen zu
verlegen. Bei einer geeigneten Quelle (Computernetzteil, mit 5V/>20A)
könnte das auch dünner Cu Draht sein, oder Fe. Zw. Boden und Heizdrähten
kommt dann noch eine Lage alte Epoxi-Leiterplatten, die sind
"unschmelzbar", naja bei >200°C werden sie schnell gelb oder braun.

Wahrscheinlich gibt es eine Möglichkeit, mittels ľC basierender
Regelalgorithmen die Trägheit der Heizung zu kompensieren, wenn das
Problem aber am Verhältnis Wärmeübergang/Wärmeverlust liegt, dann hilft
das nicht.

Wenn der Sensor in der Schale sitzt, dann wird auch dort die Temperatur
geregelt. Denkbar wäre es, einen NTC in der Schale mit einem außerhalb
in Serie zu schalten, die Gewichtung könnte mittels Werteverhältnis und
Parallelwiderständen eingestellt werden, das Zeitverhalten mittels
zusätzlicher Kondensatoren. Zum Dimensionieren von sowas sind aber
sicher umfangreiche Simulationen und Experimente nötig, beim ľC kann man
da leichter was verändern.

Martin

 

[Frank Müller]

"Thoralf Ebermann" <tebermann@gmx.net> schrieb

Das verstehe ich nicht ganz, wie meinst du das? Du mußt den
Fühler da plazieren, wo du die Wärme haben willst, wieviel
Wärme da beim Aufheizen daneben geht ist doch egal.

Der Heizer ist ein flacher Kasten aus Alu, auf dem die Saatschale
steht.
Wenn ich die Temperatur des Heizers nicht zusätzlich begrenze, kriegt
die Kunststoffschale Beine.

Aha ein Konstruktionsfehler...

Wir überwintern in der Garage einige Pflanzen und Blumenzwiebeln,
und da habe ich im Herbst etwas gebastelt, was einen 2000W
Heizlüfter an und ausschaltet, das hält die Temperatur da auf
2,5-3,5°C.
Als Steuerung habe ich einen IC genommen, der eine LED-Zeile
ansteuert, und da über zwei der 12 LED-Anschlüsse einen
RS-FlipFlop angesteuert, der dann über einen Transistor ein
Relais schaltet.
Funktioniert eigentlich sehr zuverlässig, und durch die LED-
Anzeige hat man nebenbei noch eine Kontrolle über die Temperatur.

Ist eine Nummer zu groß, und mein Heizer funkioniert ja eigentlich
prima.
Ich brauche allerdings für schwerkeimende Samen ziemlich konstant
28-29 GradC und die Temperatur in der Schale schwankt im Moment
zwischen 23-29 GradC je nach Zimmertemperatur (Problem:
Nachtabsenkung).

Daw würde ich gerne verbessern, ohne am mechanischen Aufbau außer
einer neuen Leiterplatte grundlegend etwas zu verändern.

Du sollst ja auch nicht alles nachbauen, sondern ich meinte damit
nur das Prinzip, den Temperaturfühler in der Schale plazieren und
den an so eine LED-Band-Aussteuerungsanzeige anklemmen und dann
da die Auflösung so justieren, das der gewünschte Bereich abgedeckt
wird. Über die LEDs, bzw. über deren Ansteuerung, dann eine
Schaltlogik ansteuern, die dann den Heizer schaltet.

Es gibt für sowas übrigens auch Heizfolien, mit denen man z.B.
im KFZ-Bereich die Außenspiegel heizt, ich weiß nicht wie warm
die werden, aber die dürften als Heizung besser geeignet sein
als Halogen-Lampen.

Frank

 

[Thoralf Ebermann]

Martin Lenz wrote:

Der mech. Aufbau scheint aber ungeeignet zu sein. Wenn du bei
nennenswertem Wärmeverlust (kaltes Zimmer in der Nacht) die nötige
Leistung in die Saatschale einbringen willst, dann brauchst du
offensichtlich eine höhere Temperatur der Heizplatte. 30°C reichen
offenbar bei den vorhandenen Wärmeübergangswiderständen nicht aus, in
der Schale diese 28-29° unter allen Betriebsbedingungen zu erzeugen.
Wenn du nicht über 30° gehen willst (was ist das für ein Kunststoff, der
nicht mind. 60° aushält?), dann musst du den Wärmeübergang verbessern
und/oder den Abfluß verringern.

Vielleicht habe ich mich noch nicht verständlich genug ausgedrückt.
Der Heizer ist momentan so eingestellt, daß in der Schale bei
maximaler Zimmertemperatur die 29 GradC sind (der Fühler ist am
Heizer). Bei fallender Zimmertemperatur hat der Heizer immer noch die
gleiche Temperatur. Durch die höhere Wärmeabgabe der Schale an die
Umgebung erreicht diese aber die gewünschten 29 GradC nicht mehr (oder
höchstens noch ganz unten am Boden = Kontaktstelle zum Heizer).

Ich habe das ganze unten und an den Seiten schon mit Styropor
isoliert. Von oben geht's aber schlecht, denn da soll ja noch Luft und
Licht rankommen.

Die Strahlungskopplung der Lampe ist wahrscheinlich auch nicht der beste
Wärmeübergang. [...]

Das Alugehäuse ist innen schwarz lackiert (Einbrennlack) und die
Einschaltdauer der Lampe bei Solltemperatur ist etwa 50%. Das scheint
also zu funktionieren, und die Leistung reicht auch. Wenn ich den
Heizer bei tiefer Raumtemperatur etwas höher drehe, stimmt die
Temperatur in der Schale wieder (bis zum nächsten Morgen, dann wird's
zu warm ...).

Natürlich kann der Heizer auch wärmer als 30 GradC werden, aber ohne
Begrenzung ist mir das zu riskant. Die Lampe hat ja eine ziemlich hohe
Temperatur, und die Regelung ist sehr träge.

Deshalb glaube ich, daß ich das Problem mit zwei Meßstellen erschlagen
kann.
Der Heizer wird dabei mit einer Maximaltemperatur von >30 GradC
betrieben (muß ich noch ausprobieren, nicht mehr als nötig) und dann
erfolgt die eigentliche Regelung über den Fühler in der Schale.

Vielen Dank für die Antworten
Thoralf

 

[Thoralf Ebermann]

Frank Müller wrote:

Du sollst ja auch nicht alles nachbauen, sondern ich meinte damit
nur das Prinzip, den Temperaturfühler in der Schale plazieren und
den an so eine LED-Band-Aussteuerungsanzeige anklemmen und dann
da die Auflösung so justieren, das der gewünschte Bereich abgedeckt
wird. Über die LEDs, bzw. über deren Ansteuerung, dann eine
Schaltlogik ansteuern, die dann den Heizer schaltet.

Keine schlechte Idee. Im Moment werkelt bei mir ein A302
(DDR-Schwellwertschalter). Der Heizer ist schon ein paar Jahre alt.

Das löst aber mein ursprüngliches Problem der Verknüpfung von zwei
Sensoren noch nicht.

Es gibt für sowas übrigens auch Heizfolien, mit denen man z.B.
im KFZ-Bereich die Außenspiegel heizt, ich weiß nicht wie warm
die werden, aber die dürften als Heizung besser geeignet sein
als Halogen-Lampen.

Frank

Solche Heizfolien habe ich kürzlich bei Pollin gesehen. Wäre für einen
Neubau interessant, aber mein Problem vermutlich das gleiche. Ich
wollte meinen Heizer aber eigentlich weiter verwenden, nur mit
besserer Regelung.

MfG Thoralf

 

[Frank Müller]

"Thoralf Ebermann" <tebermann@gmx.net> schrieb

Du sollst ja auch nicht alles nachbauen, sondern ich meinte damit
nur das Prinzip, den Temperaturfühler in der Schale plazieren und
den an so eine LED-Band-Aussteuerungsanzeige anklemmen und dann
da die Auflösung so justieren, das der gewünschte Bereich abgedeckt
wird. Über die LEDs, bzw. über deren Ansteuerung, dann eine
Schaltlogik ansteuern, die dann den Heizer schaltet.

Keine schlechte Idee. Im Moment werkelt bei mir ein A302
(DDR-Schwellwertschalter). Der Heizer ist schon ein paar Jahre alt.

Ich wollte das vorher mit Transistoren machen,
hatte da aber keine so feinfühlige Steuerung
hinbekommen, drum bin ich da auf die Lösung mit
den LED-Ansteuerschaltkreis (A277) gekommen.

Das löst aber mein ursprüngliches Problem der Verknüpfung von zwei
Sensoren noch nicht.

Was du da in deinen ersten Beitrag geschrieben hast ist
etwas unverständlich, ich weiß jetzt nicht was der A302
so rausbringt, also kommt da wo du OPV1 und OPV2
geschrieben hast eine Spannung raus, wenn das Relais
anziehen soll, oder geht das auf Null, wenn es anziehen
soll? Aus den beiden Schaltungen geht das irgendwie
nicht ganz eindeutig hervor.

Frank

 

[Martin Lenz]

Thoralf Ebermann schrieb:

Natürlich kann der Heizer auch wärmer als 30 GradC werden, aber ohne
Begrenzung ist mir das zu riskant. Die Lampe hat ja eine ziemlich hohe
Temperatur, und die Regelung ist sehr träge.

Also ist dein Heizer noch nicht am Limit.

Dann schraub an die Schwarze Aluplatte einen Thermoschalter (Bimetall,
mechanisch, in Serie mit der Lampe, irgendwas mit 45..60°C, zB Für (aus
) einen Akku, der ist dann dein Sicherheitstemperaturbegrenzer. Der
Fühler für die Regelung kommt dann in die Schale an geeignete Stelle.

Deshalb glaube ich, daß ich das Problem mit zwei Meßstellen erschlagen
kann.

Im Prinzip ja, einfache Lösung siehe oben.

Der Heizer wird dabei mit einer Maximaltemperatur von >30 GradC
betrieben (muß ich noch ausprobieren, nicht mehr als nötig) und dann
erfolgt die eigentliche Regelung über den Fühler in der Schale.

Genau.

Martin

 

[Martin Lenz]

Frank Müller schrieb:

"Thoralf Ebermann" <tebermann@gmx.net> schrieb

Du sollst ja auch nicht alles nachbauen, sondern ich meinte damit
nur das Prinzip, den Temperaturfühler in der Schale plazieren und
den an so eine LED-Band-Aussteuerungsanzeige anklemmen und dann
da die Auflösung so justieren, das der gewünschte Bereich abgedeckt
wird. Über die LEDs, bzw. über deren Ansteuerung, dann eine
Schaltlogik ansteuern, die dann den Heizer schaltet.

Keine schlechte Idee. Im Moment werkelt bei mir ein A302
(DDR-Schwellwertschalter). Der Heizer ist schon ein paar Jahre alt.

Ich wollte das vorher mit Transistoren machen,
hatte da aber keine so feinfühlige Steuerung
hinbekommen, drum bin ich da auf die Lösung mit
den LED-Ansteuerschaltkreis (A277) gekommen.

Der LED-Balkentreiber erscheint mir Overkill -> man Hysteresekomparator

- da genügt ein x-beliebiger OPV. Thoralf könnte seinen Thermostat
unverändert lassen, wenn er den Fühler in die Schale tut und einen
Thermoschalter vor die Lampe schaltet, als Sicherheit. Der sollte normal
gar nicht in die Regelung eingreifen, sondern nur wenns unzulässig heiß
wird.

Martin

 

[Thoralf Ebermann]

Frank Müller wrote:

"Thoralf Ebermann" <tebermann@gmx.net> schrieb
Keine schlechte Idee. Im Moment werkelt bei mir ein A302
(DDR-Schwellwertschalter). Der Heizer ist schon ein paar Jahre alt.

Ich wollte das vorher mit Transistoren machen,
hatte da aber keine so feinfühlige Steuerung
hinbekommen, drum bin ich da auf die Lösung mit
den LED-Ansteuerschaltkreis (A277) gekommen.

War bei meinen ersten Versuchen genauso, bis ich dann den A302 in
meinen Beständen entdeckt habe.

Das löst aber mein ursprüngliches Problem der Verknüpfung von zwei
Sensoren noch nicht.

Was du da in deinen ersten Beitrag geschrieben hast ist
etwas unverständlich, ich weiß jetzt nicht was der A302
so rausbringt, also kommt da wo du OPV1 und OPV2
geschrieben hast eine Spannung raus, wenn das Relais
anziehen soll, oder geht das auf Null, wenn es anziehen
soll? Aus den beiden Schaltungen geht das irgendwie
nicht ganz eindeutig hervor.

Frank

Der A302 vergleicht eine Eingangsspannung mit einer internen Referenz
und schaltet dann ein Ausgangspin, das ein Relais direkt treiben kann.
Sehr einfach und zuverlässig.

Leider habe ich keinen zweiten, und da ich m. E. eine zweite
Thermostatschaltung brauche, wollte ich das ganze mit OPV neu
entwerfen. OPV1 und OPV2 sind also die Ausgänge von zwei identischen
Thermostatschaltungen.
Ob die bei Übertemperatur auf 12V oder GND schalten, hängt davon ab,
in welchen Brückenzweig ich den Thermistor setze. Kann ich also so
machen, wie es die Verknüpfungsschaltung verlangt.

MfG Thoralf

 

[Frank Müller]

"Thoralf Ebermann" <tebermann@gmx.net> schrieb

Der A302 vergleicht eine Eingangsspannung mit einer internen Referenz
und schaltet dann ein Ausgangspin, das ein Relais direkt treiben kann.
Sehr einfach und zuverlässig.

Leider habe ich keinen zweiten, und da ich m. E. eine zweite
Thermostatschaltung brauche, wollte ich das ganze mit OPV neu
entwerfen. OPV1 und OPV2 sind also die Ausgänge von zwei identischen
Thermostatschaltungen.
Ob die bei Übertemperatur auf 12V oder GND schalten, hängt davon ab,
in welchen Brückenzweig ich den Thermistor setze. Kann ich also so
machen, wie es die Verknüpfungsschaltung verlangt.

Dann mache es so, das der eine auf GND und der andere auf +12V
schaltet, dann dürfte das so gehen:

+12V -----------.
|
|
Relais
|
C
OPV2--RRR--.----B
| E
C |
OPV1--RRR--B |
E |
| |
- ------.----.

Der OPV1 muss dann auf 12V gehen, wenn der Heizer zu heiß wird
und der OPV2 muss auf 12V gehen wenn es bei deinen Pflanzen zu
kalt wird.

Frank

 

[Axel Schwenke]

tebermann@gmx.net (Thoralf Ebermann) wrote:

Der A302 vergleicht eine Eingangsspannung mit einer internen Referenz
und schaltet dann ein Ausgangspin, das ein Relais direkt treiben kann.
Sehr einfach und zuverlässig.

Leider habe ich keinen zweiten

Wieviele brauchst du? Ich habe da noch eine handvoll rumliegen...


XL
--
Das ist halt der Unterschied: Unix ist ein Betriebssystem mit Tradition,
die anderen sind einfach von sich aus unlogisch. -- Anselm Lingnau