Cinta calefactora para refractores + control PWM

[Albertoo]

Buscando en Internet información de cintas calentadoras encontré este link:http://www.iceinspace.com.au/index.php?id=63,292,0,0,1,0 que tiene una hoja de calculo para poder calcularte a media la cinta calefactora introduciendo el diámetro de la lente el diámetro exterior del tubo y el valor de la resistencia, junto con un modelo de cómo poder montarlo, dos ideas clave que me han animado a construírmela.

Os dejo unas fotos del proceso de montaje.
Soldadura de las resistencias



Creación de la cinta calefactora con la envoltura de cinta americana


Montaje de ejemplo en el tubo guía una vez terminada, como el costo total de la cinta es de unos 0.003€ por 29 resistencias + cinta = 0.15€ están las cintas del tubo principal y la del tubo guía.


Para el control de temperatura me he realizado en prototipo un pequeño circuito con un microcontrolador de Atmel, el ATmega88 de 4€ que necesita pocos componentes externos y un driver de potencia, el ULN2068 de 0.6A usando los 4 canales o 1.5A con 1 o 2 canales, 3€. En caso de necesitar más corriente se puede colocar un L298D, por ejemplo, de 4 canales 4A por canal.

El esquema electrónico lo tenéis a continuación.



El código del microcontrolador esta escrito en “C” y es bastante sencillo,

/*****************************************************
Project : Control de PWM
Version :
Date : 04/02/2008
Author : Alberto
Company : none
Comments:

Programa basico para la gestion de 4 salidas PWM para el control
de unas resistencias calefactoras.

Se inicializan los canales PWM a 8 bits iniciando el valor de contaje a 0
tambien se inicializan las entradas analogica, para leer solo 8 bits

Funcionamiento del programa
Se lee el valor de una entrada analogica y lo escribe en el registro del PWM asociado,
pasamos al siguiente canal y cuando se han leido los 4 volvemos a empezar.
El valor 0 equivale a un 0% y un 255 al 100% de la señal

Funcionamiento del PWM
Se inicia el valor del Timer en 0, cuando se alcanza el valor del registro del
PWM, ( OCR0A,OCR0B,OCR1AL,OCR1BL)activa la salida del microcontrolador borrandola
cuando se alcanza el valor maximo de 0xFF


Chip type : ATmega88
*****************************************************/

#include <mega88.h>

#include <delay.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x60

// Lectura analogica, se ha limitado a 8 bits
unsigned char read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
delay_us(10);
ADCSRA|=0x40;
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCH;
}


void main(void)
{

#pragma optsize-
CLKPR=0x80;
CLKPR=0x03;
#ifdef _OPTIMIZE_SIZE_
#pragma optsize+
#endif

// Inicializacion de entradas/Salidas
PORTB=0x00;
DDRB=0x06;

PORTD=0x00;
DDRD=0x60;

// Inicializacion del Timer 0
// Modo: Fast PWM top=FFh
// OC0A output: Non-Inverted PWM
// OC0B output: Inverted PWM
TCCR0A=0xB3;
TCCR0B=0x05;
TCNT0=0x00;
OCR0A=0x02;
OCR0B=0x04;
TIMSK0=0x00;

// Inicializacion del Timer 1
// Mode: Fast PWM top=00FFh
// OC1A output: Non-Inv.
// OC1B output: Inverted
TCCR1A=0xB1;
TCCR1B=0x0D;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x08;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x0A;
TIMSK1=0x00;


// Inicializacion del las entradas analogicas
DIDR0=0x0F;
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x81;

while (1)
{
// Leemos la entrada de la 1 entrada analogica
// y escribimos el valor del PWM salida 1
OCR0A = read_adc(0);
// Leemos la entrada de la 2 entrada analogica
// y escribimos el valor del PWM salida 2
OCR0B = read_adc(1);
// Leemos la entrada de la 2 entrada analogica
// y escribimos el valor del PWM salida 2
OCR1AL = read_adc(2);
// Leemos la entrada de la 3 entrada analogica
// y escribimos el valor del PWM salida 3
OCR1BL = read_adc(3);
};
}

Y aquí tenemos el montaje del prototipo probado y que funciona a las mil maravillas.
Solo he montado 2 canales porque de momento son lo que me hacen falta pero el micro esta pensado para los 4.



Que lo disfruteis un saludo

[rumbert]

¡Qué pasada!, mis sinceras felicitaciones.

[nandorroloco]

Ostras! lo de las resistencias lo encuentro muy ingenioso... pero creo que el circuito de control se puede hacer más sencillo...

Hace unos meses hice algo similar, este sería un esquema alternativo.

http://img114.imageshack.us/img114/9479 ... fetbg7.jpg

aquí se explica como se desarrolló.

http://www.astrofotografia.es/foro/viewtopic.php?t=3585

[rumbert]

Pues se me ocurre que para calefactar los guantes también debería ir bien, no??

[edu-lopez]

y no se pueden conectar las resistencias directamente a una salida de 12v de una batería como la de lidl

[Albertoo]

Efectivamente edu, las resistencias se pueden conectar directamente a los 12V.
La idea del regulador es intentar variar el aporte de calor de la cinta y no calentar demasiado el tubo, creando turbulencias internas.

[edu-lopez]

he hecho un montaje de prueba con varias resistencias de 330 ohm creo recordar y da un calor aceptable cuando la conecto a los 12 V, lo que no se si contra menos ohm calienta más o menos, que pena no saber de electrónica

[Albertoo]

Efectivamente edu, cuanta más bajo sea el valor de la resistencia, más corriente circulara por ella y más se calentara.

Las resistencias que has colocado de 330 ohm, si las colocas en paralelo como el montaje anterior a los 12V disiparian cada una 436mW.
La potencia normal de las resistencia que hay en las tiendas son de 250mW, como las que he empleado yo, 500mW o más.

Dicho esto si tus resistencias son de 250mW se te calentaran mucho, pudiendo llegar a quemarse.

En la hoja de excel de la pagina australiana tienes una celda marcada como: "Individual resistor power" que te indica la potencia que va a disipar cada resistencia, con 680 ohm son 210mW.

Un saludo

[NEROTA]

Esto mismo se podria hacer con una resistencia de silicona de las que se usan para calentar las puertas de las camaras frigorificas?. Tengo una de 150w y unos 2 metros que tenia pensado cortar y regular variando la tension, lo que no se es si al variar la tension la resistencia querra consumir mas para llegar a su potencia o consumirá la misma intensidad y rendirá menos potencia que es lo que a mi me interesa.

[XAP]

Esto mismo se podria hacer con una resistencia de silicona de las que se usan para calentar las puertas de las camaras frigorificas?. Tengo una de 150w y unos 2 metros que tenia pensado cortar y regular variando la tension, lo que no se es si al variar la tension la resistencia querra consumir mas para llegar a su potencia o consumirá la misma intensidad y rendirá menos potencia que es lo que a mi me interesa.

Hola.

Si varias la tension la resistencia disipara menos potencia ya que circulara menos intensidad; Ley de Hom

I=V/R

La resistencia de un material es un valor fijo del mismo, no varia ni con el voltaje ni con la intensidad que circula por el ( execp. ciertos materiales y componentes que si estan diseñadaos para que varie la R) por lo que si te fijas en la formula veras que la I es directamente proporcional al voltaje; baja el voltaje , disminuye la intensidad y viceversa.

Luego de la formula de la potencia:

P=I^2 * R

Vemos tambien que la potencia disipada es directamente proporcional a la intensidad que circula por la resistencia ( que es un valor fijo) ya que al disminuir el voltaje disminuye la Intensidad por lo que tambien disminuye la Potencia y viceversa.

Un ejemplo mas claro, Una bombilla de casa de 60W 220VAC conectada a 125Voltios dara menos luz ya que esta disipa 60W. a 220v y no a otro voltaje, la bombilla no " chupara" mas intensidad para seguir dando los 60W.

Pero ojo al cortar la "resistencia" ( la del frigo), en ese caso si que disminuye la resistencia, pues estas quitando material por el cual debe circular la intensidad. Al reducir esa cantidad de material le reduces tambien oposicion a la circulacion de Intensidad por lo que esta aumenta, al mismo voltaje de alimentacion.
Si reduces el voltaje y al mismo tiempo reducer Resistencia puedes mantener la misma disipacion de potencia pero a costa de consumir mas intensidad.

Con un tester puedes medir la resistencia en homios y dividirlo por la longitud de esa "resistencia frigo." y sabras +- los homios que tendran las partes que necesites para los calentadores, y asi poder hacer los calculos ( suponiendo que sea lineal la proporcion homios/longitud de ese material), casi lo mejor es cortar y medir

Saludos