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Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro

Discussion dans 'Electronique spécifique CNC' créé par biduleur34, 29 Janvier 2011.

  1. biduleur34

    biduleur34 Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    Bonjour,

    Pour un petit projet personel j'au rai besoin de faire chauffer un morceau de fil au nikel chrome resistance de 1.51Ohm au metre, je vait utilisé 10cm soit 0.151 ohm.

    L'alim est de 30VDC
    Avec mes premier essaye j'arrive a modulé un courant de 5A mais c'est pas suffisant, il me faudrait environ 8A ou 10A.

    Comment connaitre la temperature en fonction de l'intensité traverssant le Fil ??


    Je dispose uniquement d' IRF540Z et NE555 monté en generateur pwm.
    j'ai fait un petit montage, mais j'en suis pas satisfait.
    que me conseillé vous ??

    notamment comment metre en parallele mes mosfets ? car le courant d'appel est assez enorme. Voir la pièce jointe filchaud shema.pdf
     
  2. jcma

    jcma Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    Bonsoir,


    Pour la mise en parallèle des mosfet, aucun problème. Comme tu les utilise en commutation, il n'y a pas d'équilibrage a prévoir. Il suffit de les connecter tous ensemble (Source avec source, drain avec drain et gate avec gate).

    C'est curieux qu'il te faille autant d'intensité. Je découpe a la main mon polystyrène avec un système bricolé avec une corde a piano de 0.6, longueur 80cm et j'alimente avec un courant constant de 4 a 5 A (Alim de laboratoire). A moins que tu cherche de la vitesse de coupe.

    Quand a calculer la temperature du fil en fonction de l'intensite, c'est un vrai casse tete. Il depend de l'environnement, de la longueur et du diametre du fil et est fonction de la resistance de ton fil (Qui en plus, change avec la temperature).

    @+
    Jean-Charles
     
  3. biduleur34

    biduleur34 Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    en fait il sagit d'un fil en nikel chrome 80/20 de resistance 1.51 Ohm / metre.

    Mon but n'est pas de decoupé du polystyrene, mais un materieux qui a un point de fusion plus haut, et vitesse de coupe 10cm/sec max.

    Sur mon montage n'y a til pas un soucis avec le gate et le NE555 je risque pas de grille mon Ne555 sans resistance sur ma gate ??

    sur mon shema j'ai une resistance de pull up de 10K mais en pratique j'ai mis 15K quel est l'influence ??

    merci
     
  4. biduleur34

    biduleur34 Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    Une petite question au pro de l'electronique..

    L'IRF540Z a une capacité totale de Gate Qg de 50nC et un T(on) de 15nS.

    A l'alumage le MOSFET demande donc une impulsion en courant de Qg/T(on) soit environ 3.33A je me trompe ??

    Dans mon montage le mosfet est alimenté par ma resistance de pull up de 15Kohm, ce qui limite mon courant max a Vcc/15K soit 0.8mA.

    Mon T(on) reel est donc de Qg/0.8mA -->50/0.0008 soit un T(on) de 62.5µS.

    c'est bien ça ??

    Mon PWM a une freqeunce de 720hz soit une periode de 1380µS

    le montage actuel est t'il bien conçu ??

    merci
     
  5. jcma

    jcma Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    Re,

    Je suis en train de regarder ton schema de plus pret, il me semble voir des bizarrerie. La resistance de pull-up qui maintient le nmos en conduction au repos, la sortie OUT et DIS du 555 qui sont mal cablées.

    Une resistance de 47ohm entre OUT et le gate devrais suffire pour piloter le nmos.

    @+
    Jean-Charles
     
  6. biduleur34

    biduleur34 Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    J'ai piqué le schema original ici.
    http://www.sonelec-musique.com/electronique_realisations_gene_pwm_003.html

    ce montage est un peu different d'autre semblable trouver sur la toile, comme celui ci.
    http://lh5.ggpht.com/_SvO97HE_fik/THtTWhKTz9I/AAAAAAAAAL0/t-Amlh6louA/555.gif

    dans ces montages j'aime pas trop l'idee que le mos soit passant en permanence grace a la pull up.


    est t'il "drivé" de maniere optimale ??


    j'envisage de refaire un montage PWM a base de 556, un astable pilotant un monostable

    merci
     
  7. jcma

    jcma Compagnon

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    Re,

    Voici le schema corrigé. OUT, DIS cablés correctement. Une simulation donne periode d'environ 7.5ms. Si tu veut une periode d'environ 1ms, il faut remplacer le potientiometre de 1 Mega par un 110K.

    J'ai joint l'intensité de sortie pour un rapport cyclique de 10% (170A en crete) et l'intensité sur le gate (Pics de 180mA).

    @+
    Jean-Charles Sorties.JPG
    ↑  Sortie et courant gate
    pwm.JPG
     
  8. jcma

    jcma Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    Le schema du lien est faux. Il a un melange entre la sortie DIS et la sortie OUT.
    J'ai laissé la diode de roue libre sur le schema, mais elle n'est pas vraiment necessaire pour un fil chaud, qui est purement resistant. J'ai omis le regulateur 12V et les condensateurs de filtrage, tu peut les reprendre du schema que tu a donné.

    @+
    Jean-Charles

    555.gif
     
  9. biduleur34

    biduleur34 Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    Cool,
    avec quel soft as tu fait ça ??

    je comprend pas trop le 170A a 10%, le fil ce comporte comme un courcircuit c'est ça ??
    merci
     
  10. jcma

    jcma Compagnon

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    Avec LTSpice (Gratuit) : http://www.linear.com/designtools/software/ltspice.jsp.

    Si tu veut t'amuser, je joint le schema (pwm.asc) et le modele du IRF540Z. Le fichier IRF504Z.cmp est a mettre dans le repertoire C:\Program Files\LTC\SwCADIII\lib\sub et le fichier IRF504Z.asy dans le repertoire C:\Program Files\LTC\SwCADIII\lib\sym.

    Pour changer une valeur, clic droit sur le composant. Pour lancer une simulation, menu Simulate puis Run. Tu peut ensuite cliquer sur un composant pour tracer le courant qui le traverse ou sur un fil pour tracer une tension.
    Si tu a des problemes pour l'utiliser, n'hesite pas.


    Pour les 170A, c'est : tension au borne de la resistance / la resistance. Le nmos se comporte comme un interupteur mais avec une resistance residuelle (Il reste environ 4V au bornes pour ton cas de figure).
    Les 10% c'est le rapport cyclique, sur 10% de la periode le nmos est conducteur, sur les 90% restant il est coupé. Le montage permet de faire varier de 0 a 100% (Toujours ferme).
    On peut faire couper au transistor des courants superieurs au courant maxi sous reserve que celui-ci ai le temps de refroidir. Il faudrait calculer une periode qui ne soit pas dangeureuse pour lui, car actuellement une rapport cyclique de 100%=destruction du nmos assurée.
    Il y a longtemps que je n'ai pas fait cela, il faudrait que je m'y replonge.

    @+
    Jean-Charles Voir la pièce jointe pwm.zip
     
  11. biduleur34

    biduleur34 Compagnon

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  12. jcma

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    Bonjour,

    Tu a raison pour ton schéma, il marche aussi. Je viens de vérifier et la sortie DIS est a la masse au démarrage, donc oubli mes remarques sur la résistance de pull up.
    Par contre il a un petit inconvénient. Comme on utilise la tension au borne d'un condensateur pour piloter le nmos, le basculement n'est pas franc. Le transistor travaille en linéaire pendant un court instant (Sa resistance interne sera plus grande), donc il va dissiper plus que s'il fonctionnait en tout ou rien.

    Pour le c3 R3 D1, cela sert a generer des impulsion a chaque front descendant du signal OUT du 1er 555. Sur le front montant c1 se decharge dans d1. Sur le front descendant, le signal TR est ramené a la masse pendant un court instant, le temps que c1 se recharge suffisament a travers r3.

    J'ai fait quelques mesures sur mon bricolage. Le fil a une longueur de 80cm et une resistance de 5.1ohms a 25°C (6.375ohms/m). Il commence a couper du polystyrene a environ 4A. Temperature du fil 260°.
    Il faut donc une puissance de 5.1*4*4 = 81.6W pour decouper.

    Dans le cas de ton fil, voici la demarche de calcul:
    - Il faudrait racine(81.6/0.151)=23A pour avoir le meme resultat.
    - La tension au borne de ton fil serait de 23*0.151=3.4V.
    - La resistance du nmos (Rdson) est d'environ 0.026ohm (Dans le pire des cas) pour cette intensite, donc chute de tension de 0.026*23=0.6V.

    Il faut donc remplacer ton alimentation 30V par une alimentation de 0.6+3.4=4V pouvant fournir les 23A.
    Nota: Ces calculs ne tiennet pas compte de la resistance du fil a chaud, differente de la valeur a froid.

    Le nmos est un peu limite, meme avec un radiateur (25A maxi a 100° de temperature ambiante).
    Pour baisser l'intensite en gardant la meme puissance de chauffe, tu n'a pas beaucoup de choix: Allonger ton fil ou prendre un fil plus resistant.

    @+
    Jean-Charles
     
  13. biduleur34

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    Projet decoupe fil chauffant "besoin de conseil de pro
    merci,
    pour le fil je n'est pas trop le choix, j'ai une bobine de 100m de plus de part ça forme plate environ 4mm x 0.5mm il convient parfaitement pour l'usage que je compte en faire , une petite boucle en U de 10cm de long..

    bref la comutation n'est pas franche c'est bien ce que je pensait.
    Je suis en train de dessiner un petit montage avec un 556 qui pilote 2 x irf540.

    Avec une petite dectection de coupure du fil + detection de court circuit par schunt..

    dsl mais je comprend pas comment c3 peu ce decharger a travers la diode ??

    merci de ces infos.

    @+
     
  14. jcma

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    Bonsoir,

    Admettons que l'alimentation vaut 12V.
    Quand OUT est a l'état bas, c1 va se charger lentement a travers r3. La jonction c1, r3 va se rapprocher du +12V.
    Quand OUT passe a l'état haut, c'est équivalent a connecter la patte du condensateur au +12V, donc mettre c1 en parallèle sur d1. Comme la jonction c1, r3 est au +12V, le condensateur se décharge brutalement dans la diode. Pour mieux comprendre, imagine que le condensateur est une pile, avec le - branché sur le +12V et le + sur la jonction d1 et r3. On voit que la diode est polarisée dans le bon sens.
    Sans cette diode, le condensateur se dechargerais lentement dans r3 et tu verrait passer des pic de 24V par rapport a la masse.

    @+
    Jean-Charles
     
  15. biduleur34

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    Ok, je pige mieux, mais la courte impulsion a 0v pour declencher le trigger du second 555, ce fait a quel moment ??


    merci
     
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