Das Projekt Think City

Der chaotische Hauptfaden

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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » Do 5. Okt 2017, 22:19

Hm, danke für den Tipp, meinte im DB was von <5V gelesen zu haben, dann war ich da aber wohl in der falschen Spalte...
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Fritzler » Do 5. Okt 2017, 22:34

Das war dann wohl VGS threshold.
12V will sone Gate schon sehen.

Bei nur 11A kanns auchn 2,50€ FET sein.
Aber was frisst die Heizung wennse kalt ist?

Der 1k/10k Spannungsteiler am Gate tut auch weh :ugeek:

Bild
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » Do 5. Okt 2017, 22:38

Ok, dann friemel ich das morgen mal ein bisl ordentlicher mit eagle zusammen, dann lässt sich das leichter anpassen ;)
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » So 8. Okt 2017, 13:34

*grummel* eagle ist doof... da findet man nie die richtigen Bauteile und muss die dann selber zeichnen... ich bin dran, Schaltplan folgt.

Grundsätzlich komme ich aber zu der Frage, was man beim Schalten von solch großen Lasten mit MOSFETS beachten muss und warum der Hersteller seinerzeit IGBTs dafür genommen hat...
Ich nehme an, dass der Gate treiber den MOSFET einfach nur schneller durch die Kennlinie drückt, damit der nicht soviel Abwärme erzeugt, richtig?!?

Sollte es letztlich wirklich so sein, dass die Originalschaltung die Heizelemente analog gesteuert hat? Ist das möglich? :shock: :shock:
Sollte ich den PIC vielleicht doch mal auf ein Steckbrett klemmen, das drumherum emulieren und schauen, was der macht?!
Ja ok, ich kenne Eure Antwort, aber ich muss morgens verschlafen in einem kalten Auto zur Arbeit... also hat das redesign erstmal Prio ;)

Fritzler, Du sagtest ich kann auch einen kleineren MOSFET nehmen, ein bisl "Hosenträgerzuschlag" will ich aber behalten... nur für Eventualitäten ;)
So wie ich das sehe, könnte der hier gut passen:
https://www.reichelt.de/MOSFET-Transist ... RCH=SPW32N
Als Gatetreiber habe ich den hier gefunden:
https://www.reichelt.de/ICs-MCP-1-2-/MC ... 14%2Be%2B8
oder tuts auch der hier?
https://www.reichelt.de/ICs-MCP-1-2-/MC ... 14%2Be%2B8
Ich habe von MOSFET-gelumpe mal so garkeinen Schimmer, was sind bei den Teilen (abgesehen von single und dual) die Unterschiede? was kann der eine Besser und warum brauchen wir das hier? Einwände? Verbesserungsvorschläge?

Zwischenzeitlich habe ich einmal versucht die Kennlinie von dem Temperaturfühler auszumessen, ESD und ich haben da letzte Woche schonmal mit nem Föhn vorgesessen und uns gewundert... heute stellte ich dann fest, dass der Fühler offensichtlich nicht inder Spitze das Tauchrohrs sitzt :roll:

Erst nachdem ich das Ding quer in den Topf gewürgt habe, hatten die Widerstandswerte einen Bezug zu den Temperaturen,


Bild->zoom

die untere Hälfte fehlt auch noch, weil ich das Ding gerade erstmal kaltgestellt habe...
Bild->zoom

Muss nu erstmal wieder zu ner Feier... nichtmal am WE kann man in Ruhe entwicklern ;)
heute Abend gehts aber weiter, CU
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Anse » So 8. Okt 2017, 14:17

Arndt hat geschrieben:Grundsätzlich komme ich aber zu der Frage, was man beim Schalten von solch großen Lasten mit MOSFETS beachten muss und warum der Hersteller seinerzeit IGBTs dafür genommen hat...
Ich nehme an, dass der Gate treiber den MOSFET einfach nur schneller durch die Kennlinie drückt, damit der nicht soviel Abwärme erzeugt, richtig?!?
IGBT habe weil sie auf bipolar Transistoren beruhen eine hohe Spannungsfestigkeit. Mittlerweile können das Mosfets aber auch. Zusätzlich fällt dann noch der relativ hohe Spannungsabfall der BTs weg. Der Gate Treiber soll den Mosfet so schnell wie möglich von aus nach an und umgekehrt bringen. Aber bei deiner Anwendung wäre es wohl sinnvoll die Stromänderungs-Geschwindigkeit zu reduzieren wegen den Leitungsinduktivitäten. Wenn Der Mosfet für ein paar ms ein paar Watt verbrät interessiert ihn das wahrscheinlich nicht. Unkontrolliert sollte es halt nicht sein.

Arndt hat geschrieben:Sollte es letztlich wirklich so sein, dass die Originalschaltung die Heizelemente analog gesteuert hat? Ist das möglich?
Sollte ich den PIC vielleicht doch mal auf ein Steckbrett klemmen, das drumherum emulieren und schauen, was der macht?!
Ja ok, ich kenne Eure Antwort, aber ich muss morgens verschlafen in einem kalten Auto zur Arbeit... also hat das redesign erstmal Prio
eher nicht, weil so gut lassen sich die IGBT nicht kühlen. Was ich schon gesehen habe ist das Lüftermotoren in Autos mit Mosfet linear betrieben wurden. Wahrscheinlich um die EMV zu verbessern. Der Alu KK dafür wog auch nur 0,5kg...
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon ferdimh » So 8. Okt 2017, 14:20

Mittlerweile können das Mosfets aber auch.

Zum Preis gigantischer Kapazitäten und allgemeiner Zickigkeit, wenn man den Linearbereich auch nur schief anguckt.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Fritzler » So 8. Okt 2017, 20:31

Bei den Gatetreibern ist der Ausgangsstrom interessant und der Anstieg des Ausgangssignals.
Weiterhin dann noch ob lowside, highside oder halbbrücke.
Der Verlinkte mit 2A ist gut genug, bei 6A und den Anstiegszeiten brauchste dann schon enn gutes HF Layout.
Zu beachten ist, dass der GND des Gatetreiber OHNE Umwege an den Sourcepin des FET gehört.
Die dicke Gatekapazität des FET will ja umgeladen werden.
Der MCP 14E8 hat 2 Kanaäle einer invertiert und einer nicht, such dir den passenden aus :mrgreen:

Der FET sollte passen.

Fängste grade mit eagle an oder nutzte das schon länger?
Wenn ersteres guck dir kicad an, bei eagle sollte man nicht mehr einsteigen seitdem die übernommen wurden und die LIzenz aufs Abomodell umgestellt wurde.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Anse » So 8. Okt 2017, 21:49

Fritzler hat geschrieben:Fängste grade mit eagle an oder nutzte das schon länger?
Wenn ersteres guck dir kicad an, bei eagle sollte man nicht mehr einsteigen seitdem die übernommen wurden und die LIzenz aufs Abomodell umgestellt wurde.
Eagle hat schon seine Berechtigung auch wenn ich das Lizenzmodell auch nicht gut heiße. Die Freeware-Version reicht schon recht weit.
Die vorhandene Bauteilauswahl ist groß auch wenn immer genau das fehlt was man braucht :mrgreen:

Hab aber trotzdem gerade mal mir Kicad angesehen. 706MB Download, was ist da alles tolles drin?
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » So 8. Okt 2017, 22:22

Zum Messen bin ich heut Abend nicht mehr gekommen, geht dann wohl morgne weiter, wenn nix dazwischen kommt.

@Fritzler, check, Gatetreiber habe ich verstanden Danke für die Erklärung!
@Anse, danke für das auseinanderdröseln IGBT vs. MOSFET, das ist nu auch klar!

bzgl. eagle ist es, wie Anse sagt, es fehlt immer genau das, was man braucht...
Habe früher recht viel damit gemacht und hatte auch schon alle möglichen Bauteilie dazugefriemelt. dann war jetzt ein paar Jahre beruflich, haus, kinder usw. bedingt nix mehr los auf dem Gebiet und dann fängt man leider wieder bei 0 an :(
KiCad läd gerade noch runter... jaja, die Bandbreite *seufz*
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » Mo 9. Okt 2017, 21:29

Ich konnte das ja nicht glauben, aber dieser "Pissbogen" scheint soetwas wie die Kennlinie des Temperaturfühlers zu sein...
Bild->zoom
Naja, im interessanten Bereich scheint der ja linear zu laufen, was will man mehr; Wobei ich ein wenig Angst habe, wie die Kennlinie <8°C aussieht :? .
Wobei das sogar Sinn ergeben könnte, wenn die Pulsweite proportional zum NTC verläuft, sodass der Strom bei niedrigen Temperaturen begrenzt wird.
Sollte dem so sein, ist das dann ein verwegener Ingeieursstreich, oder eher verrucht bis Schweinkram?
Wie dem auch sei, nach der Erkenntnis, dass der NTC offensichtlich nicht in der Spitze des Tauchrohrs sitzt wundert es mich nicht, dass die Heizung ständig kaputt geht, sobald die ein wenig Luft zieht...

Ich grüble darüber nach, ob da nicht doch vielleicht ein Mikrokontrollör ganz nett in der Ansteuerung wäre...........
So mit PWM und so, ist das eine gute Idee? Wie hoch sollte/dürfte/müsste die Freuenz sein, damit das nicht augenblicklich in Flammen aufgeht, oder die irrationale PCU-Sicherung durchgeht?
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon ferdimh » Mo 9. Okt 2017, 22:16

Dieser Bogen sieht aus wie die Kennlinie eines NTC, der in einem begrenzten Bereich durch Parallelschalten eines Widerstandes linearisiert wurde. Ob das Sinn macht, sei mal dahingestellt.
Ich würde das maximalstumpfsinnig lösen. Wenn Widerstand < Sollwert, Heizung aus, sonst an. Sollwert gibt der Drehregler für "Heizung" im Innenraum vor.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » Mo 9. Okt 2017, 22:48

NTC kenne ich eigentlich eher mit asymptotischem Verlauf, ist aber auch egal.
Zur Regelung, also bei Plan A bleiben, check :D

Das mit dem Regelknebel wird nix werden, weil der offensichtlich nur mechanisch ein Mischventil am Innenraumwärmetauscher regelt...
Also wird es wohl am sinnigsten sein das Heizungswasser "konstant" auf irgendwas zwischen 60°-80° zu heizen.
Der Innenraum nimmt sich dann das, was das Regelventil vorgibt und in der nächsten Runde muss die Heizung dann nurnoch nachheizen.

Das führt mich wieder zur Definition von Effizienz und Effektivität...

Eine Fliege kann man mit einer Fliegenklatsche erschlagen, das ist dann effizient, weil nur die Fliege in Mitleidenschaft gezogen wird.
Oder man wirft eine Handgranate in den Raum mit der Fliege; Das wird sie vermutlich auch töten ->Effekt, aber wenigstens die Tapeten müssen dann wohl auch neu. :lol:
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon ferdimh » Mo 9. Okt 2017, 23:24

Sitzt das Mischventil denn direkt hinter dem Knopf?
Ansonsten würde ich das gnadenlos wegamputieren und auf Vollanschlag festspaxen (Heißkleber ist im Auto nicht empfehlenswerd, wird im Sommer weich).
Dann an die gleiche Stelle ein Poti...
Vermutlich wird der NTC-Verlauf asymptotisch wenn du weiter zu höheren Temperaturen gehst. NTC parallel Widerstand ergibt im Prinzip 1/(1+e^x), was einen S-förmigen Verlauf ergibt. Der obere Teil vom S fehlt bei deiner Messung halt...
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Gernstel » Di 10. Okt 2017, 09:05

Ich verstehe nicht so ganz, warum zur Lufterwärmung der Umweg über einen Wasserkocher genommen wird und dazu die thermische Kapazität des Wassers akzeptiert wird, also eine Trägheit des Systems sowie erweiterter Wartungsbedarf (Frostschutz, Ergänzung usw.). Aus Tradition? Oder um einen Wärmetauscher mit niedrigerer Oberflächentemperatur zu haben? Oder heizt der Kreislauf noch die Akkus mit?

Letztlich könnte man ansonsten gleich Transistoren als steuerbare Widerstände an einen Kühltunnel schrauben und durch den die Luft blasen.

Oder ersatzweise zwei Haartrockner in Serie schalten...
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon ferdimh » Di 10. Okt 2017, 10:28

Ich gehe davon aus, dass der Wasserkocher mit Drumrum ermöglicht, einen Batzen Teile aus der Verbrennermobilproduktion zu nutzen. Vermutlich ist die komplette Heiz/Lüfteinheit aus einem Fiat oder so.
Ein Widerstandsheizer stellt ganz andere Anforderungen an die thermische Belastbarkeit (und Regelung, wenn auf einmal keine Luft mehr kommt), ein Kühltunnel mit Transistoren kann nicht ansatzweise die benötigte Heizleistung umsetzen, wenn es darum geht, JETZT die Scheiben freizukriegen (da sind 5kW schon nicht so verkehrt). Davon abgesehen ist so ein Berg Aluminium auch erheblich schwer und teuer.
Davon abgesehen ist das Heizen mit Transen an Hochspannung auch so eine Sache. Der Bratwiderstand ist hier besser, dessen SOA ist nicht so eingeschränkt.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Tobi » Di 10. Okt 2017, 12:21

Wo bekommt das Mischventil denn das Kaltwasser her? Oder zirkuliert dann ein Teil des Wassers innerhalb des Wärmetauschers?
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Fritzler » Di 10. Okt 2017, 16:32

Arndt hat geschrieben:Ich grüble darüber nach, ob da nicht doch vielleicht ein Mikrokontrollör ganz nett in der Ansteuerung wäre...........
So mit PWM und so, ist das eine gute Idee? Wie hoch sollte/dürfte/müsste die Freuenz sein, damit das nicht augenblicklich in Flammen aufgeht, oder die irrationale PCU-Sicherung durchgeht?


Zur PCU Sicherung kann ich nix sagen.

Zur PWM, Rechnaufgabe für dich :mrgreen:
Guck ins DB des Gate Treibers welche Anstiegszeit er bei der Gatekapazität hat (siehe FET DB).
Im FET DB steht auchnoch eine Anstiegszeit, draufaddieren.
Während dieser Zeit verbrät der FET ((400V*20W)/2)*Zeit
Das ist jetzt die Heizleistung pro Einschaltvorgang, dazu addiert sich der Abschaltvorgang, Fallzeiten sie DBs.

Diesen Wert mit der PWM Frequenz addieren bis es dir zu heiß wird.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon xanakind » Di 10. Okt 2017, 21:33

Tobi hat geschrieben:Wo bekommt das Mischventil denn das Kaltwasser her? Oder zirkuliert dann ein Teil des Wassers innerhalb des Wärmetauschers?

Ich vermute das wird hier wie bei Normalen Autos gelöst: Eine Klappe die zwischen 2 Luftkanälen hin und Her klappt.
Der Wärmetauscher wird wohl immer auf voller Temperatur sein.Effektiv ist das natürlich nicht, ich würde die Klappe auch auf "Volle Pulle" stellen und die Heizleistung / Temperatur über die Wassertemperatur regeln.
Die PWM kann ja extrem langsam sein. 10 Hz vielleicht?
Ausserdem braucht man ja keine 2048 Temperaturabstufungen.
Ich würde das ähnlich wie bei den Sitzheizungen lösen: 5 Leistungsstufen, fertig! :)
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » Di 10. Okt 2017, 21:47

Huihuiui, da ist man mal einen Tag Arbeiten und schon erwartet einen zu Hause ein Blumenstrauß an Hausaufgaben :D

Zum Mischer, ich habe das Ding noch nicht auseinander gehabt, dazu müsste das Armaturenbrett raus *grrr*
Es wird sich aber wie von Xana beschrieben verhalten... wobei das schon effektiv, aber eben nicht effizient ist. Es tut ja irgendwas, aber das nicht besonders toll :D
Grundsätzlich ist das mit der Heizung bzw. den Komponenten in der Karre wie ferdimh schon sagt, da hamse alles mögliche verfügbare zusammengespaxt :D
Abgesehen davon brauchen Motor und PCU ohnehin eine Kühlung, also Frostschutz usw. muss sowieso beachtet werden.
Die Heizung hängt sogar am selben Ausgleichsgefäß, was auch keine besonders gute Idee ist, weil hier Luft ins Heizungssystem gespühlt wird.

Das ist dann auch des Pudels Kern, warum ich -ausser an der Heizung- so wenig wie möglich verändern möchte, denn wie ich eingangs irgendwo schonmal schrieb sind wohl so 80% aller am Markt verfügbaren Heizungen kaputt.
Es soll also eine einfache bzw. generische Steuerung werden, welche dann auch Leidensgenossen hilft :D

@Fritzler: besten Dank für den Schubs in die richtige Richtung, ich werde mich da die Tage mal dransetzen und das spaßeshalber ausrechnen, so schlimm kanns mit der Frequenz nicht werden <-("steife Behauptung ist besser, als schwacher Beweis") ;)
Wenns dem Kerlchen zu warm wird, muss der Kühlkörper in den Innenraum, dann haben wir eine Hybridheizung :lol:

Meine Sorge bei dem PWM-Geraffel galt eigentlich eher irgendwelcher Dreckeffekte, aber da scheint ja ausser brennendem MOSFET nichts zu befürchten zu sein :D
BTW, was machen wir eigentlich wenn das Ding durchlegiert? Dann läuft die Heizung auch wenn die Umwälzung aus ist :?
Das einzige was mir da einfällt wäre ein DC-Trenner, aber der kostet vermutlich soviel wie eine halbe Ersatzheizung, also wie groß ist das Risiko einer Kernschmelze? Vertretbar?
Früher sind die tollkühnen Männer in ihren fliegenden Kisten ja schließlich auch erhebliche Risiken eingegangen, oder?
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon nero » Di 10. Okt 2017, 22:01

Ich finde das Wasser eigentlich ganz praktisch - als zusätzlichen Akku.

Im Winter das Wasser von 0°C auf 50°C erwärmen. Bei 10l im System wären das ~0.5kWh die man dem Akku erspart.
Müsste dann eben in der Garage an der Steckdose vorgeheizt werden.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Arndt » Di 10. Okt 2017, 22:17

Naja, den Akku lade ich ja auch an der Steckdose....
Der weg, wie das Wasser warm wird ist also derselbe ;)
Es schafft halt ein bisl Reichweite. Aber ich muss bei 20% Füllstand leider sowieso immer wieder nachtanken, weil ich sonst am Folgetag nicht mehr vom Büro nach Hause komme, da schadet es in diesem Fall nicht zusätzliche Verbraucher am Netz zu haben.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Chefbastler » Di 10. Okt 2017, 22:24

Arndt hat geschrieben:Meine Sorge bei dem PWM-Geraffel galt eigentlich eher irgendwelcher Dreckeffekte, aber da scheint ja ausser brennendem MOSFET nichts zu befürchten zu sein :D
BTW, was machen wir eigentlich wenn das Ding durchlegiert? Dann läuft die Heizung auch wenn die Umwälzung aus ist :?
Das einzige was mir da einfällt wäre ein DC-Trenner, aber der kostet vermutlich soviel wie eine halbe Ersatzheizung, also wie groß ist das Risiko einer Kernschmelze? Vertretbar?
Früher sind die tollkühnen Männer in ihren fliegenden Kisten ja schließlich auch erhebliche Risiken eingegangen, oder?


Meist sterben die MOSFETs und IGBTs als unspektakulär Ganzleiter wenn diese sich nicht mit einem Knall(passiert bei viel zu viel Strom) oder Feuerwerk(meist im linearbetrieb) verabschieden.

Abhilfe schafft mann mit einen weiterern Freigabe-MOSFET in reihe(braucht eigene Versorgung) und MOSFET-Überwachung deren welche bei einem durchlegierten Alarm schlägt. Geht mit Optokoppler mit großen Vorwiderstand und 4000er CMOS Logik oder µC.

Bei einer ohmschen Last häte ich nur schiss vor Linearbetrieb(sollte der MOSFET-Treiber unterbinden)
Und Spikes(Bremsen?) vom Netz.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Fritzler » Di 10. Okt 2017, 22:33

Das Auto hatte doch bei nem Isofehler die Heizung abgeschalten? :mrgreen:
FET Ganzleiter -> Widerstand von 400V auf Isofehler?
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon ferdimh » Mi 11. Okt 2017, 11:12

Man braucht den FET-Ganzleiter ja garnicht bewusst zu erkennen.
Übertemperatur zu erkennen reicht ja aus. Den Isofehler kann man dann mit dem billigsten Objekt herstellen, das man hat (Relais, Optotriac, FET, was gerade daliegt - mir erscheint das Relais am zweckmäßigsten) Ich hätte da aber wenig Bedenken. mit nem R-C-Dämpfungsdings über dem FET und langsamem Geschalte (bzgl Schaltfrequenz, nicht bzgl Flankensteilheit, wobei man die Flankensteilheit auch nicht auf Vollanschlag treiben muss) sollte da nach Überwindung es Anfangs der Badewannenkurve nicht mehr viel passieren.
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Re: Das Projekt Think City

Beitragvon Bastelbruder » Mi 11. Okt 2017, 12:13

Ich hoffe nicht daß der Isofehler-Abschalter aus den IGBTs in der Heizbüchse besteht. :twisted:
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