Piatto riscaldato, dubbi sulla teoria

[gusto]

Si, vorremmo usare il piatto come resistenza, è un laminato di 1mm di spessore di dimensioni 25 x 30 cm, di alluminio. La resistenza la abbiamo misurata con il multimetro. Come potremmo renderlo una superficie scaldante senza mandare in protezione l'alimentatore?

[gammaci]

Purtroppo, non so se sia un vincolo irremovibile, hai scelto per lo scopo il quarto peggior metallo.
In ordine di resistività crescente sono Argento Rame Oro e poi Alluminio. Sempre che non ci siano vincoli sul materiale del piatto, meglio l' acciaio inox (resistività circa 0.7 contro lo 0,03 di Al).
Ad ogni modo, affinchè non intervenga la protezione, serve un alimentatore, anche solo trasformatore, dalla tensione molto bassa e con corrente elevata.
Habemus

[richiurci]

io ho molti dubbi sul fatto che il piatto di Al abbia una resistenza così elevata, dubbi confermati dall'entrata in protezione dell'alimentatore.
Forse avete misurato la resistenza di contatto tra puntali del tester e piatto...

Visto il risultato, e considerato che avete usato 96W (vicino al minimo teorico per avere il riscaldamento nel tempo voluto) è evidente che il problema non è nella potenza scaldante ma soprattutto nelle dispersioni.

Proporrei se possibile di ridurre le dimensioni trasversali del piatto e/o isolare termicamente dove si vuole ridurre lo scambio di calore con l'aria.
Andrebbero isolate anche le R e la faccia inferiore del piatto, ma si rischia di mandare a fuoco tutto...bisogna scegliere un isolante sottile e adatto a temperature medio alte

[claudiocedrone]

Mah, a mio parere la misura di resistenza effettuata è inutile e fuorviante, inficiata da resistenze di contatto etc.; un corpo di alluminio simile è praticamente un corto circuito ovunque tu disponga i puntali del tester/collegamenti di alimentazione, e ciò, sempre a mio parere, è confermato dall'intervento della protezione dell'alimentatore... ergo non si può usarlo direttamente come "corpo riscaldante"; il risultato dell'esperimento coi resistori corazzati inoltre dovrebbe farvi capire anche che sono quanto mai corrette le osservazioni postate da richiurci in [8].
P.s. Scusate, posto ugualmente anche se sono stato scavalcato dagli interventi successivi

[gusto]

Ok, grazie per aver messo in luce le cause della problematica. Quindi le possibili soluzioni per avere un piatto riscaldante potrebbero essere abbassare la tensione a favore una corrente più elevata servendosi di un trasformatore ed utilizzare un piatto in acciaio o ferro. Ad ogni modo è molto probabile che il nostro multimetro sia rotto, misurando il valore resistivo di una resistenza da 12 Ohm con fondoscala a 200 Ohm da un valore di 40,8, assolutamente scorretto. Vi aggiornerò nel caso ci fossero degli sviluppi.

[DoeM]

Quindi le possibili soluzioni per avere un piatto riscaldante potrebbero essere abbassare la tensione a favore una corrente più elevata servendosi di un trasformatore

Se stai utilizzando un alimentatore in corrente continua, come mi è parso di capire, un trasformatore non è adatto per ovvi motivi. Cambia alimentatore (o usa una tensione minore, se disponibile).

ed utilizzare un piatto in acciaio o ferro

Le due soluzioni possono essere alternative (non devi per forza adottarle entrambe).

Ad ogni modo è molto probabile che il nostro multimetro sia rotto, misurando il valore resistivo di una resistenza da 12 Ohm con fondoscala a 200 Ohm da un valore di 40,8, assolutamente scorretto. Vi aggiornerò nel caso ci fossero degli sviluppi.

Semplicemente è probabile che tu stia facendo una misura scorretta; può essere che il multimetro sia starato, o che tu stia misurando la resistenza parassita di puntali di bassa qualità. Le soluzioni sono:

• tarare il multimetro
• utilizzare la funzione di misura (delta), se disponibile nel multimetro, eliminando la resistenza parassita dei puntali (ed eventualmente anche quelle di contatto)
• fare una misura di resistenza a quattro contatti (che è probabilmente la soluzione migliore, in questo caso)

[gammaci]

Quoto DoeM sulla misura a 4 fili, in effetti semplice da farsi, basta far passare una corrente nota (e possibilmente elevata) sul piatto e poi misurare la CDT risultante (in portata voltmetrica quindi).
La resistenza si ottiene dalla legge di Ohm

Il fatto di usare un piatto in acciaio (non Ferro!) è per semplificare l'alimentatore occorrente, la corrente necessaria diminuisce di un ordine di grandezza e più, passando dalle centinaia alle decine di A.
Non vi sono vantaggi, in senso generale, rispetto alla soluzione con resistenze corazzate, l'isolamento termico è importante (più di tutto) affiancandomi anche alle osservazioni di richiurci.

[richiurci]

Alla fine però il materiale conta poco, a meno di andare su materiale resistivi...

Ho pensato a una possibile soluzione low cost e anche "sperimentale", applicabile non tanto col piatto ma con la PCB o qualcosa di simile.

Comunque il discorso è valido con qualunque materiale ed è un metodo che se ricordo bene viene usato per tarare le resistenze a film spesso.

La resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del conduttore e inversamente alla sezione. Nel nostro caso spessore costante -> la R è inversamente proporzionale alla dimensione trasversale.

Considero per semplicità piatto o PCB quadrato e corrente uniforme anche se non è vero.

Se il piatto di partenza

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

ha resistenza "x", posso aumentarla con opportuni tagli. Per esempio con due tagli la moltiplico circa per 9:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

e con sei tagli addirittura per 70:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

ovviamente bisogna restituire la resistenza meccanica al supporto tagliato, es con staffettine isolanti o gocce di colla resistenze alla temperatura, ma in questo modo si può pensare di ottenere varie resistenze.

Ma una foto del sistema sarebbe utile per capire cosa è stato fatto finora...

[gusto]

Eccomi di ritorno con gli aggiornamenti. Alla fine, dopo vari esperimenti, abbiamo concluso che la cosa più conveniente fosse quella di comprare la lastra PCB appositamente lavorata per la stampa 3d. Per richiurci: avevamo già sperimentato con una basetta ramata intagliata a forma di serpentina una potenziale superficie scaldante ma risultava fortemente disuniforme nella propagazione del calore con picchi termicamente elevati in prossimità di catodo ed anodo ed invece temperature basse nella parte centrale, per questo abbiamo abbandonato la soluzione. In ogni caso i problemi non sono finiti: dato che per riscaldare il piatto abbiamo bisogno di una corrente di 18 Ampere con tensione 12 volt e necessitiamo di un sistema di controllo della potenza elettrica che ci permetta di regolare la temperatura del piatto avevamo pensato di alimentare dalla scheda un relè a 12 volt con max 30 Ampere di carico con cui regolare il flusso elettrico necessario a mantenere la temperatura supeficiale desiderata. In poche parole se imposto la temperatura del piatto a 90 °C dal computer, il relè fa passare elettricità finché il piatto non va in temperatura, dopo di chè si apre e si chiude in modo da conservare la temperatura. Con questo sistema non sfondiamo la scheda e non surriscaldiamo il mosfet. Purtroppo non siamo sicuri di poter utilizzare un sistema di regolazione digitale e per sicurezza abbiamo pensato ad uno analogico. Problema: che cosa possiamo utilizzare per regolare manualmente la potenza del flusso elettrico? Un potenziomentro non credo, un regolatore tipo quello del ferro da stiro? Dove lo trovo , come lo scelgo? Grazie in anticipo.

[richiurci]

eh ma questa non è più teoria ma pratica!

Ci sono mille modi per fare un circuito del genere, faccio alcune osservazioni "concettuali"

- la regolazione ON/OFF è semplice ma quasi sempre richiede una "gestione elettronica", specie se si vuole una certa precisione.
L'inerzia del sistema immagino non sia proprio costante ma dipenza da cosa si va a mettere sul piatto, in generale le piastre calde hanno quindi un controllo ON/OFF che interpreta però la variazione di temperatura rispetto al target voluto.
Per intenderci: T<<To (To=temp. obiettivo) risc ON
T<Ton ma in salita: cominci aun ciclo ON/OFF con duty cycle (tempo ON) variabile
t<To ma in discesa: sempre ON

ecc ecc

- non è necessario usare un rele, che come tutti i meccanismi meccanici è costoso e delicato. Per queste correnti è banale sostituirlo con un FET di potenza...