Alimentare carico resistivo da 500W

[visco]

Buongiorno a tutti, scrivo perché ho un dubbio riguardo la sicurezza di un circuito che vorrei realizzare. Il mio obiettivo è quello di comandare un riscaldatore da tazza, alimentato tramite relè, attraverso l'uso di un transistor di modo tale da poter sfruttare un controllore PID. Il dubbio che mi affligge è: come posso connettere in modo sicuro (senza rischiare di rimanerci, presupposto il non compiere stupidaggini) tutte le componenti?
Per usare il riscaldatore in questione è sufficiente connettere la spina alla presa a muro, quindi la mia idea (rappresentata in modo maccheronico nello schema allegato) è quella di dare i 230V al carico tramite relè e connettere il tutto brutalmente alla massa della spina che userei per collegare il carico alla rete.

EDIT: Ho dimenticato di includere il diodo di flyback che andrà inserito!

Schema ideato

[boiler]

Buongiorno a tutti, scrivo perché ho un dubbio riguardo la sicurezza di un circuito che vorrei realizzare. Il mio obiettivo è quello di comandare un riscaldatore da tazza, alimentato tramite relè, attraverso l'uso di un transistor di modo tale da poter sfruttare un controllore PID.

A dipendenza di come sono impostati, i PID hanno commutazioni piuttosto frequenti, con conseguente vita breve del relé.

In questo caso è molto meglio usare un relé allo stato solido (SSR), tra l'altro ti risparmi anche il transistor.

dare i 230V al carico tramite relè e connettere il tutto brutalmente alla massa della spina che userei per collegare il carico alla rete.

A giudicare da quanto scrivi è meglio se realizzi il PID e poi vai da un elettricista (o altra persona competente) con il tuo SSR e gli chiedi di cablartelo correttamente.

Boiler

[visco]

Grazie della risposta, ma vorrei realizzare questo progetto proprio per imparare a fare qualcosa di "più consistente". Non dico che farò da solo le connessioni, ma quale è il modo corretto di effettuarle? C'è qualcosa che posso leggere per capire meglio (di pratico diciamo, anche con matematica/fisica ma che non siano il fulcro del discorso)?. Ho studiato ingegneria elettronica e non abbiamo mai trattato questa parte, è questo il motivo che mi spinge a realizzare da solo questo progetto (ho già scelto una buona parte dei componenti e non lo faccio per risparmiare).

[boiler]

Tra l'altro vedo solo ora come hai disegnato il collegamento tra alimentazione, collettore e relé...
Raccapricciante: quando il PID accende, fai un bel cortocircuito tra i due capi dell'alimentazione a 12 V.

Beh, se proprio vuoi far da te, prendi una prolunga e una scatola di derivazione metallica (in modo da poterla usare come dissipatore per il relé a stato solido) con pressacavi di dimensioni adatte.

Taglia a metà la prolunga (non per il lungo), introducine i capi nella scatola di derivazione e ripristina i collegamenti diretti tra neutro (blu) e terra (giallo/verde). Per questo giunto ci sono diverse possibilità, dipende da come sei attrezzato. Se dovessi farlo io prenderi probabilmente un morsetto da crimpare di sezione adatta alla prolunga usata.

Quando crimpi la terra, derivano un breve spezzone da collegare fermamente alla scatola di derivazione (visto che l'abbiamo scelta metallica). A tale scopo puoi usare un occhiello da crimpare. Visto che per fissare l'SSR ti servono due viti M4 o M3.5, prendiamo un occhiello di diametro adeguato.

La fase è interrotta e la colleghi ai due terminali sul lato carico del SSR. Se per esempio prendi questo, sono i due con il simbolo ~

Il collegamento va fatto in modo adeguato all'SSR in questione. Questo che ti ho indicato sul lato carico ha dei faston da 6.35 mm, il connettore per i quali è questo (anche qui, verificare che sia adatto alla sezione del cavo).

Per il lato di controllo, ti servono due fili con i quali fare il collegamento all'arduino (GND e segnale a 5 V). Questi vanno collegati con un faston da 4.8 mm.

Se vuoi fare un lavoro ben fatto isola tutti i faston con un po' di guaina termorestringente.

Fissa bene il SSR alla scatola mettendoci anche un velo di pasta termica.

Il SSR che ti ho indicato è da 10 A, se usi una prolunga con spina da 10 A, va bene così.
Se invece usi una prolunga con spina da 16 A o schuko, allora sarebbe cosa savia proteggerlo con un fusibile o salendo ad un modello da 20 A.

Boiler

[GioArca67]

Tu fornisci energia al carico solo tramite la spina che devi collegare come mostrato in figura.
Se il dispositivo da alimentare ed il cavo (sicuramente se 450/750V con guaina) sono a doppio isolamento il conduttore di protezione PE giallo verde non serve e la spina ha solo i due poli estremi (quello centrale non deve proprio esserci, non che c'è e non lo colleghi).
Il relè interrompe un conduttore (tanto non saprai mai se era la fase o il neutro visto che la spina è simmetrica e di solito non si sa nella presa dove sia la fase) quindi devi fare particolare attenzione perché potresti avere tensione pericolosa anche a relè aperto!!!
I tuoi esperimenti meglio che li fai con guanti in gomma, scarpe isolanti e tu e la sedia su una tavola di legno secco o un tappetino in gomma: con la corrente elettrica ci si fa male!
Prendi un multimetro e prima di toccare qualsiasi cosa misura se c'è tensione.
Comunque prima di toccare qualsiasi cosa stacchi la spina dalla presa.
La parte metallica dei puntali del multimetro non si tocca mai perché può esserci tensione!!! Ad es. se metti un puntale sulla fase, sull'altro te la ritrovi para para e se ti tocchi anche inavvertitamente ti prendi una bella scossa.
(Figura presa da Brico)

spina-elettrica.jpg (108.61 KiB) Visto 4974 volte

[visco]

Le connessioni al relé sono puramente indicative e quanto pare, come consigliato, rimuoverò il transistore e inserirò un relè a stato solido. Per quanto riguarda la massa connessa alla scatola di derivazione metallica serve per prevenire correnti di ritorno nel caso ci siano dei guasti?
Non ho specificato che questo progettino serve a realizzare un roner (strumento usato per cuocere a bassa temperatura carni e altro), andando avanti con la progettazione penso che aprirò altri thread o utilizzerò questo per chiedere altre dritte.
E' la prima volta che progetto qualcosa che va connesso alla tensione di rete, fortuna che esistono forum come questo che fanno aprire gli occhi su eventuali minchi*te commesse, perché giuro che nella mia testa suonava tutto molto bene (almeno dal punto di vista logico, altrimenti non avrei aperto il thread!).

Grazie per i chiarimenti e la disponibilità nell'aiutarmi!

[visco]

Ottimo, credo di aver capito perché esistono spine a due e tre poli. Riguardo i consigli sulla sicurezza sarò scrupoloso nel seguirli, grazie!

[boiler]

Le connessioni al relé sono puramente indicative e quanto pare

Lo sono se si vuole fare una raffazzonatura, non lo sono se si vuole fare un lavoro ben fatto.
Anche se la spina non è polarizzata, si interrompe il conduttore che porta il colore della fase (solitamente marrone).

Per quanto riguarda la massa connessa alla scatola di derivazione metallica serve per prevenire correnti di ritorno nel caso ci siano dei guasti?

Un po' di terminologia:
- la massa è la scatola metallica
- corrente di ritorno è una parolaccia che lasciamo usare ai bagnini in spiaggia, quello che tu intendi è una corrente di guasto
- quello che colleghiamo alla scatola (massa) è il conduttore di terra

Il motivo è semplice: se una delle tue crimpature è mal fatta e il conduttore si sfila e va a toccare la scatola, la scatola passa a 230 V. Quando tu la prendi in mano ti dà la scossa. Se la scatola è collegata alla terra, il salvavita interviene istantaneamente.

Un livello di sicurezza simile si può ottenere anche con il doppio isolamento (quello degli apparecchi con spina a due poli, senza terra), farlo bene è però molto piú difficile.
Ti ho suggerito di usare una prolunga e di non modificare l'apparecchio stesso perché è molto piú semplice fare un bel lavoro. Inoltre se ti accorgi che lo scalda-tazza non basta puoi facilmente passare a qualcosa di piú grosso (per esempio un fornello) senza dover cambiare assolutamente nulla. In tal caso però, visto che non sai cosa attaccherai in futuro a questa prolunga, è imperativo collegare anche il conduttore di terra.

Riguardo i consigli sulla sicurezza sarò scrupoloso nel seguirli

Nella tua situazione ci sono solo due consigli da seguire:
a) fai solo quello che capisci e che sai fare
b) lavora senza tensione (quindi a presa staccata)

Lavorare con armamentario isolante (guanti di gomma, tappetini, eccetera) è una cosa che fanno i professionisti quando non c'è assolutamente modo di poter lavorare senza tensione (e non lo fanno a cuor leggero!).

Nel tuo caso è inutile e controproduttivo (cosa fai, continui a bardarti con guanti e stivali di gomma ogni volta che ti cuoci un filetto sottovuoto?).

Per finire una nota sull'utilizzo del forum: ho rimosso la citazione integrale dai tuoi messaggi precedenti. Se serve per dare un contesto, cita solo i passaggi rilevanti (come ho fatto io qui), altrimenti usa il tasto "Rispondi" (in basso a sinistra sulla pagina).

Boiler

[visco]

Nel tuo caso è inutile e controproduttivo (cosa fai, continui a bardarti con guanti e stivali di gomma ogni volta che ti cuoci un filetto sottovuoto?).
Boiler

Potrei sembrare più professionale del dovuto! hahaha

Chiedo venia per gli errori, sono nuov(issim)o nel forum.

[GioArca67]

Nel tuo caso è inutile e controproduttivo (cosa fai, continui a bardarti con guanti e stivali di gomma ogni volta che ti cuoci un filetto sottovuoto?).
Boiler

Potrei sembrare più professionale del dovuto! hahaha

È molto meglio sembrare tonti che prendersi una scossa.

Il ragionamento è semplice ed occorre evidentemente distinguere la fase di costruzione e verifica da quella di utilizzo ad oggetto terminato e chiuso (abbiamo parlato di doppio isolamento o di masse collegate a terra o sbaglio?).
Ci concentriamo solo sulla prima, essendo ovvio che raramente qualcuno usa abitualmente un phon o la lavatrice o un trapano coi guanti di gomma.

Presumibilmente si troverà a controllare/verificare cosa ha costruito, magari usando un multimetro, ed è abbastanza ovvio che non ha senso usarlo a spina staccata. Ed è pure ovvio che dovrà toccare coi puntali parti in tensione che sono esposte, e quindi che si troverà in situazioni meno di IPxxB.

I DPI (dispositivi di protezione individuali) gli devono entrare nel DNA, ora è studente, ma poi lavorerà e magari controllerà chi lavora quindi è bene che fin da subito lui stesso utilizzi ed impari il significato e lo scopo dei DPI per imporli ai sottoposti e non, [user]Mr. Boiler[/user] è grande e vaccinato e decide bene per sé senza bisogno di alcun consiglio, lo stesso non vale per l'OP.
Per questo ritengo che sia indicato consigliare l'uso almeno di guanti specifici quando c'è tensione nelle vicinanze.

Tempo addietro ho dovuto usare un vecchio trapano con la carcassa in metallo (anni 50? Mah forse) beh! mi guardavano come fossi appena venuto da Marte, ma i DPI li indossavo, e non uno (guanti casco occhiali e cintura di ritenuta, lavoravo a casa mia a 5m di altezza su una scala).

L'ingegnere responsabile nella ditta dove ho iniziato è deceduto usando l'aspirapolvere. Sebbene ci frantumasse i marroni sul lavoro con la sicurezza in cantiere, a casa sua non delimitò il cantiere con transenne e mentre puliva il solaio con l'aspirapolvere per togliere i residui prima dell'applicazione di un prodotto impermeabilizzante è inciampato sul cordolo ed è caduto giù. Purtroppo anche se era un solo piano di altezza la caduta non ha perdonato.