Stationäre Dampfe V2

15.03.2017 18:20
#1 Stationäre Dampfe V2
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Hallo zusammen.. Es gibt mal wieder was Neues. In den letzten Threads hab ich ja kontinuierlich den Fortschritt gepostet. Das ist hier ein wenig anders. Da ich keine Ahnung hatte ob das funktioniert, hab ich erstmal stillgehalten bis ich Ergebnisse habe. Jetzt hab ich damit gedampft und es sieht vielversprechend aus.

Der Plan war: eine Regelelektronik, die nur aus einer Platine besteht und an viele Stromquellen angeschlossen werden kann. Trafo, Schaltnetzteil, KFZ Batterie und so weiter.

Ok, hier mal die Schritte: Erstmal der Schaltplan (KiCad wie immer)



Leiterbahnen entflechten und Layouten, Es reicht grad enoch für Einlagig



Und die 3D Simulation



Da wir jetzt keine riesigen Kühlkörper mehr verwenden können, fällt analoge Regelung aus. Dh der Strom wird jetzt pulsweitenmoduliert und mit einem MOSFET geschaltet. Um die Funktionsweise mal zu zeigen, hier mal 3 Oszillogramme:

Erstmal wenig Leistung. Die Zeiten des Stromflusses sind kurz. Der untere Elektronenstrahl ist wichtig :-)



Mittlere Leistung - Die An/Aus Zeiten sind etwa gleich



Hohe Leistung - Der Strom ist länger an als aus



Gesteuert wird das ganze von einem Atmel Atmega8. Dh es gibt dann auch noch ein Programm zu schreiben. Da bin ich grade noch dabei. Aber ich kann schon dampfen. Es gibt noch paar Probleme aber auch das wird sich finden. Hier die Programmentwicklung mit aufgestecktem Programmieradapter



Im Moment hab ich 2KB Maschinencode reingekloppt aber es hat noch Platz



Noch ein Problem.. Bei einer unsauberen Stromversorgung gibt es Überlagerungen von der Netz und der PWM Frequenz. Aber auch das werd ich noch in den Griff kriegen. Hier mal ein Bild, was ich meine. Eine Strom oder Widerstandsmessung kann man unter diesen Umständen natürlich vergessen. Bei Batterien gibts das Problem halt nicht.



Noch ein Gimmick zum Ende hin: Ich hab beim Testen lange gesucht warum ich kein Signal am Verdampferanschluß habe obwohl ich dampfen kann. Hier des Rätsels Lösung: Chinesische Prüfkabel. Natürlich war über dem Anschluß Isolierschlauch damit man das Fiasko nicht sieht.



Naja, die Schlußworte für den heutigen Tag: Es dampft, ich bin noch nicht ganz zufrieden aber es geht voran.
Bis demnächst.. Andreas


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15.03.2017 19:00
#2 RE: Stationäre Dampfe V2
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Ich verstehe nur Bahnhof! Aber zum Glück gibt es ja Profis wie dich!


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15.03.2017 19:42
avatar  LoQ
#3 RE: Stationäre Dampfe V2
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LoQ

Mit geht es da wie dir "00" ..... ich bin davon echt jedesmal fasziniert und dennoch bleiben einfach diese drei übrig: ???

__________________________________________________________________
"Ich will nicht in einer Welt leben, in der alles, was ich sage, alles was ich mache, der Name jedes Gesprächspartners, jeder Ausdruck von Kreativität, Liebe oder Freundschaft aufgezeichnet wird." E.Snowden
"Nationalism is an infantile disease. It is the measles of mankind." - Albert Einstein


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15.03.2017 20:38
#4 RE: Stationäre Dampfe V2
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Hey Leuts,
Was gibts denn da nicht zu verstehen? Die Pulsweitenmodulation ist doch Anhand der ersten 3 Oszi Bilder recht gut erklärt oder?
Eigentlich kanns nur an der Geschichte mit der Überlagerung von Netzfrequenz und PWM liegen ja?
Aaaalso:
Im 4. Oszi Bis sieht man daß die PWM den Stromfluß freigibt wenn die Spannung mit ihren 50Hz so wie es das Kraftwerk zur Verfügung stellt grad durch die Null Linie geht. Das bedeutet Die Elektronik gibt die Spannung frei aber im Moment gibts keine Spannung weil ja die Wechselspannung grad meint die Polarität wechseln zu müssen. Es gibt 3 Möglichkeiten dem abzuhelfen. Jedenfalls fallen mir nur 3 ein:
1. Einen fetten Kondensator einbauen um die Spannung ein bischen weniger unruhig zu machen. Nachteil: Teuer und Groß
2. Die PWM Frequenz so stark erhöhen daß zu jedem Zeitpunkt genügend Freigaben erfolgen. Da gibts nen theoretischen Begriff dazu: "Nyquist-Shannon-Abtasttheorem" sehr langweilig. Nachteil: Die Schaltverluste und damit auch die Wärmeentwicklung im FET erhöhen sich.
3. Die PWM auf die Netzfrequenz synchronisieren. Dh. Nur dann die Spannung freigeben wenn auch Spannung da ist. Nachteil: zusätzlicher Schalungsaufwand und was machen wir, wenn es keine Synchronisation gibt? zB an einer Autobatterie..
Was ich letztlich mache- keine Ahnung ich muß da mal drüber schlafen.
Wenns noch Fragen gibt - nur keine Hemmungen
Schönen Abend,
Andreas


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15.03.2017 20:52
#5 RE: Stationäre Dampfe V2
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Endlich Einer der neue Wege beschreitet. Pulsweitenmodulation macht natürlich Sinn. Keine Energie verbraten sondern nur schalten.
Meine Elektronikkenntnisse sind zwar etwas eingerostet, aber dafür langt es gerade noch. So werde bei uns Heizungen mit bis zu 24kW geregelt. Dabei ist die Leistungselektronik erstaunlich klein.
Mich würde aus purer Neugierde mal interessieren wie die Zeitverläufe sind und ob du eine eher träge Wicklung im Verdampfer hast. Denn wenn die Wicklung sehr schnell reagiert und die Pausenzeiten lang sind könnte das sich als Pulsen beim Dampfen bemerkbar machen.
Auf jeden Fall ein super Ansatz. Mach weiter so. Das mit der Frequenzüberlagerung kriegst du auch noch in den Griff.

Das Universum ist einfach nur eine Platzverschwendung.

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15.03.2017 20:54 (zuletzt bearbeitet: 15.03.2017 20:55)
#6 RE: Stationäre Dampfe V2
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Mit dem Verstehen war es wohl etwas anders gemeint.

Wenn du noch so was: Netzfilter vor deine Schaltung setzt? U. U. bekommst du damit was weg und du schickst auch nix in Netz.
Die Dinger sind in jedem PC Netzteil in der Kaltgerätebuche verbaut oder waren es mal zum Testen solle das reichen.

Ich dampfe am Schreibtisch mit Netzteil, bei maximal 10 Ampère und 3,75 Volt, was ist ein Akku? (30 Ampère gingen auch, brauche ich aber nicht.)
Dekorationsartikel made in PRC, nicht zum Verzehr geeignet!
Die Benutzung des Telefons bei Gewittern geschieht auf eigene Gefahr!

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15.03.2017 21:31
#7 RE: Stationäre Dampfe V2
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@hellsteamer Ich hab die PWM jetzt auf ca 1kHz eingestellt. Der FET bleibt (noch) kalt. Ich werd versuchen noch höher zu gehen. Hatte es erstmal mit 30Hz versucht.. das ging gar nicht. Bei 1kHz ist es schon viel besser aber noch nicht gut. Ich hab jetzt wechselweise 2 Verdampfer dran. Einmal einen Kayfun Lite plus mit 1,2 Ohm. Der arbeitet jetzt absolut perfekt. Zum anderen nen Griffin25 mit 0,23Ohm und der macht Probleme. Wahrscheinlich ist der Strom so groß daß der Ladekondensator nicht schnell genug nachliefern kann. Ich teste das morgen mal in der Werkstatt am Oszi.
@Ttl VierXnand Ne du, Netzstörungen sind nicht das Problem sondern die pulsierende Gleichspannung nach der Gleichrichtung selbst. Ich hab zwar gehofft ich kann mir die Glättung sparen es scheint aber nicht so zu sein.


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15.03.2017 22:23
#8 RE: Stationäre Dampfe V2
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Danke für die Info. Ich werde mal drüber schlafen.

Das Universum ist einfach nur eine Platzverschwendung.

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17.03.2017 18:02
#9 RE: Stationäre Dampfe V2
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Es gibt neue Kleinigkeiten..

Gestern ist mir im 1€ Shop eine Taschenlampe für 2,95 in die Hände gefallen. Wenn man da das Griffstück absägt könnte man doch... Im Moment hab ich keine große Lust zum programmieren. Gestern hab ich noch ein paar Fehler im Programm gefunden und noch ein wenig optimiert. Jetzt ist mal wieder was manuelles angesagt. Erstmal wird die Lampe geköpft.



Einen Adapter für meine 510er Anschlüsse herstellen



und in das Rohr pressen



Das waren wohl paar Tonnen zuviel und es hat die Endkappe der Taschenlampe etwas verzogen



Ok, dann also für die Rückseite auch noch ne Endkappe machen. Da kommt dann ein Gewinde rein, damit ich eine Verschraubung für die Zugentlastung dran befestigen kann.



So, jetzt den Ausschnitt für den Taster



Leider werden die Kanten beim Fräsen immer ein wenig rund



Da muß ich wohl nochmal per Hand bei



Ok, der Ausschnitt ist fertig. Leider hat das Rohr keine 30mm so das ich vom 510er noch 2mm runter drehen muß. Wenn ich das im aufgeschraubten Zustand mache, gibts auch keine Kanten



Alles Verkabeln und dann kann ich schon mal probieren



So siehts jetzt aus. Die Steuerung hab ich mittlerweile auch in den Griff bekommen.



Fortsetzung folgt..


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18.03.2017 18:56
#10 RE: Stationäre Dampfe V2
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Was ein Sauwetter heute. Mir ist noch ein Holzstab in die Hände gefallen mit dem ich mal Zement umgerührt habe. Ich denke ich werde einen Halter für das Dampfhandteil zusammenschustern.
Das ist der Rohzustand



ein wenig putzen...



und vorn und hinten Zapfen dran



Noch ein paar Holzreste verwursten und alles schön verkleben



Fertig ist die Ablage. Hat sich das Regenwetter wenigstens gelohnt. Jetzt kann ich weiter an der Software verzweifeln
Hoffentlich bin ich fertig wenn das Wetter besser wird.



Fortsetzung folgt..


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19.03.2017 20:34
#11 RE: Stationäre Dampfe V2
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Heute gibt es kaum Neuigkeiten. Aber es wird Frühling und der Bärlauch ist schon rausgekommen. Das bedeutet ich war im Wald und nachher backe ich Bärlauchbrot.



Von daher mache ich heute nix. Aber ich hab heute Nacht das Controllerprogramm nochmal umgeschmissen und neu codiert. Ich sehe jetzt keine Fehler mehr und dampfe schon den ganzen Tag damit.
Freatures bisher:
8 wählbare Voreinstellungen für Leistung und Preheating, die sind natürlich anpassbar. Der Prozessor merkt sich alle Einstellungen und man hat beim nächsten Einschalten alles wieder parat. Die Einstellung mit der als letztes gefeuert wurde wird nach dem Einschalten wieder hergestellt.
Es gibt eine Zuglängenbegrenzung von etwa 10 Sekunden.
Es kann zu jeder der 8 Programmspeicher ein individuelles Preheating eingestellt werden.
Die Speicherplätze können benannt werden.
Alle Einstellungen werden auf einem LCD Display angezeigt.
Mit Sicherheit bau ich noch das ein oder andere Gimmik ein aber jetzt tut es erstmal



Das Teil ist 80 x 100mm und 50mm tief wenn der Gleichrichter gebraucht wird. Sollte es an eine Gleichstromquelle angeschlossen werden, kann man das Gleichrichtermodul hinten weglassen und dann ist es nur noch 28 tief. Die Anschlußbuchse für den Verdampfer ist auf der Platine verbaut und es muß nichts mehr verkabelt werden bis auf die beiden Drähte zum Trafo. Im Moment sind die 3 Taster auf der Platine (unter dem LCD). Werde noch ein neues Platinendesign machen wo man anstelle der Taster einen Steckverbinder einbauen kann so das andere Taster angeschlossen werden können. Einzelheiten zum Aufbau, der Software und der Menüführung folgen noch. Aber nicht heute

Fortsetzung folgt.


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23.03.2017 16:08
#12 RE: Stationäre Dampfe V2
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kleines Update..
Ich hab die AD Wandler in Betrieb nehmen können. Dazu muß es für die nächsten Platinen eine kleine Änderung geben. Ist aber nichts großes.
Es wird eine rudimentäre Widerstandsmessung geben.. Gemessen wird der Spannungsabfall über dem FET. Ich hab mir jetzt mal ein paar Werte ausgeben lassen und es sieht nach einer linearen Funktion aus. War ja eigentlich auch zu erwarten, aber man weiß ja nie.
Der Trick bei der pulsierenden Gleichspannungs ist es, einfach kontinuierlich zu messen bis eine 100Hz Halbwelle garantiert durch ist und dann den Mittelwert zu bilden. Gemessen wird zeitgleich die Betriebsspannung und die Spannung am Verdampfer.
Wenn das so ist, brauche ich je Spannungsquelle nur zwei Referenzpunkte und schon haben wir es. Und nein, diesmal gibts kein Bild von der Hardware.



Also, es wird weitergehen :-)


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28.03.2017 19:06
#13 RE: Stationäre Dampfe V2
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Zwischenbericht!
Hab ja hier schon eine ganze Weile nix mehr gepostet. Naja musste mich halt noch mit der Firmware auseinandersetzen .
Wie auch immer.. Nach knapp 2500 Zeilen Assemblercode tut es jetzt. Die Widerstandsmessung ist erstaunlich genau. Nicht so gut wie mit einem Messgerät aber besser als ich gehofft habe. Der Rest geht jetzt auch. Etwas blöd war es die Lookuptabelle für die Widerstände zu erzeugen. Eine lineare Funktion sollte ja eigentlich kein Hexenwerk sein, hab aber dann mit Excel aufgegeben. Es gibt sicher jemand der das kann, ich nicht. Hab mir dann ein kleines Programm geschrieben wo man 2 Punkte der Funktion eingeben kann.



Das Programm berechnet die anderen Punkte und erzeugt dann die Tabelle so das ich sie gleich in den Programmtext reinkopieren kann. Die Tabelle wird sich wohl unterscheiden je nachdem welchen Trafo man nimmt, welche Kabel usw. Von daher macht das dann schon Sinn.
Also hier:



Damit man mal wieder was zum zeigen hat, hab ich mich mal mit dem Gehäuse beschäftigt. Leider hab ich keine passenden Trafos mehr. Was ich noch gefunden habe sind 2 amerikanische Trafos für 115V Ich denke die nehm ich. Man kann sie ja in Reihe schalten



Dann bleibt nur noch sägen



Ein paar Teile.. Noch nicht alle



Weil, der Kleber muss jetzt trocknen



Demnächst in diesem Theater


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28.03.2017 21:56
#14 RE: Stationäre Dampfe V2
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Mal nen Tipp von einem elektrischen Hilfsschreiner, niemals Schraubzwingen direkt auf das Holz setzen, immer Holzklötze (Zwischenlage aus Holz und alter Zeitung/Papier verwenden), das hinterlässt keine Macken im Holz und spart Schleifarbeit. 35 Jahre Erfahrung in beiden Gewerken hinterlassen ihre Spuren.

Sonst gilt aber Respekt zur Umsetzung, ich erkenne den Zeitaufwand und die Lust an der Entwicklung zu solch einem "Gerät".

Ich dampfe am Schreibtisch mit Netzteil, bei maximal 10 Ampère und 3,75 Volt, was ist ein Akku? (30 Ampère gingen auch, brauche ich aber nicht.)
Dekorationsartikel made in PRC, nicht zum Verzehr geeignet!
Die Benutzung des Telefons bei Gewittern geschieht auf eigene Gefahr!

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29.03.2017 19:53
#15 RE: Stationäre Dampfe V2
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Heut hab ich die restlichen Teile zugesägt. und den Steg für die Platinenhalterung eingeklebt. Diesmal mit Beilage zur Schraubzwinge. Dann mal angefangen die Frontplatte zu bearbeiten.



Irgendwie sind die Multiplexplatten viel zu stabil. Naja, die waren aus der Restekiste im Baumarkt. Jetzt wird es auch verwurstet. Über das Design für die Taster bin ich mir noch nicht klar. Daher fehlen die Löcher dafür noch. Ich warte jetzt erst mal auf die Erleuchtung


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03.04.2017 17:35
#16 RE: Stationäre Dampfe V2
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Heute hab ich versucht die Trafos mit der Steuerung zu verhäkeln.. Mittlerweile mus ich sagen daß die Trafos zu schwach sind, obwohl sie gar nicht so aussehen. Naja um den Lemo zum kokeln zu bringen reichts. Hab jetzt nicht nachgemessen aber ich schätze mal vom Gefühl raus so auf maximal 40W. Beim Gasgeben wird die LCD Beleuchtung auch um einiges dunkler. Das Gehäuse ist jetzt leider schon fertig und dann bau ich das auch ein. So gut wie meine Erste ist es allemal.



Ein paar Änderungen im Platinenlayout muss ich noch machen. Erstens hatte ich die Anschlüsse für die LCD Beleuchtung vergessen, die müssen noch drauf. Und Zweitens ist das mit den Mikrotastern auf der Platine Mist weil hinterher mechanisch viel zu aufwändig. Da kommt ein Steckverbinder hin so das dann beliebige Taster angeschlossen werden können. Naja, es dampft erst mal, aber ich muß da nochmal bei. Vom Grundprinzip sieht es vielversprechend aus. Ein Künstler im Gehäusebau bin ich auch nicht. Da sollte ich mir auch noch was einfallen lassen.



Ja, und der Stecker vom Handteil ist bisher auch nur improvisiert.
Aber das wird schon noch...


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05.04.2017 13:24
#17 RE: Stationäre Dampfe V2
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Ein letztes Update..
Es hat mir jetzt doch keine Ruhe gelassen. Liegt die eher mässige Leistung nun an meiner Schaltung oder am zu schwachen Trafo? Da hab ich mir mal einen etwas fetteren Trafo besorgt, das Gehäuse noch mal aufgemacht und den mal provisorisch angeschlossen.



Aaaaalso, wie man auf dem nächsten Bild hoffentlich sehen kann, liegt es nicht an der Schaltung. Da bin ich erstmal zufrieden. Hab den Pharao mit 0,23 Ohm Coil draufgemacht und was soll ich sagen.. Viel besser wenn nicht sogar gut .



Es wird natürlich noch besser, wenn die Wicklung hochohmiger wird, da dann die Widerstände der Stecker und des Kabels nicht mehr so ins Gewicht fallen. Spannung haben wir ja genug. Der Trafo hat 14V. Das würde bei 1 Ohm rechnerisch fast 200 Watt hergeben. Aber das versuchen wir das nächste mal. Mir ist es jetzt eh schon zu heftig.


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05.05.2017 18:41 (zuletzt bearbeitet: 05.05.2017 18:43)
#18 RE: Stationäre Dampfe V2
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Nun bin ich von meiner Ostseereise zurück und hab mir den Arsch abgefroren. Ein Griff ins Klo und das zu Ostern. Hätte ich nie mit gerechnet. Hab mir Mütze und Schal dort im Second Hand Shop gekauft.



Dafür hab ich aber noch eine Idee gehabt. Und zwar hab ich einen Wickelsockel gebaut, der anstelle des Handteils eingesteckt werden kann. Nun kann ich damit auch die Wicklung ausglühen. Dazu noch einen Menüpunkt in die Software eingebaut der folgendermaßen wirkt:
Die Leistung wird langsam hochgefahren so dass ich genug Zeit habe um an der Wicklung zu kratzen ohne das gepulst werden muss. Einfach nur auf dem Taster bleiben. Hier gibts jetzt auch die Widerstandsmessung. Die Abgabeleistung wird aber in jedem Fall auf den eingestellten Wert begrenzt. Wird der Taster losgelassen, stoppt dieser Zyklus.





Das Gehäuse muß das nächste Mal noch schöner werden.. Aber als Studie und jetzt Werkstattdampfe reicht es mir.


Ach so ja.. Morgen "Hall of Vape" nicht vergessen


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