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Temperaturregelung für Ersa-Lötkolben ohne Temperatursensor.
Auf den Flohmärkten kann man immer wieder preiswert Ersa Lötkolben und Heißluftlötkolben erstehen, doch leider ohne die zugehörige Versorgungseinheit. So habe ich einen Heißluftkolben sehr günstig erstanden. Leider war die dazugehörige Versorgungseinheit im Handel so teuer, das ich mich entschlossen habe selbst eine zu konstruieren.
Davon handelt dieser Artikel.
Die Firma Ersa bieten bei ihren Lötstationen zwei verschiedene Verfahren der Temperaturerfassung an. In der teureren Schiene ( MS8000 ) nennt man es „Sensortronik“.
Diese Serie hat in den Lötkolben an der Spitze einen Temperatursensor, welches über getrennte Leitungen die tatsächliche Temperatur des Lötkolben an die Versorgungseinheit zurück meldet.
Die preiswertere Serie ( MS6000 ) gelangt das „Resitronik“ Verfahren zum Einsatz. Es hat keinen eigenen Temperatursensor, sondern es nutzt die Tatsache aus das das Heizelement mit zunehmender Temperatur hochohmiger wird. ( PTC-Verhalten ).
In der Tat besitzen alle Ersa Lötkolben, die für eine Station bestimmt sind, keine Drahtwicklung mehr, sondern ein keramisches Heizelement.
Der Heißluftkolben HSP80 arbeitet ebenfalls nach dem „Resitronik“ Verfahren, da die zu erhitzende Luft durch das Innere des Heizröhrchen geleitet wird und ein Temperaturfühler somit im Weg wäre.
Vermutlich ist es bei anderen Lötkolbenherstellern mittlerweile auch üblich Keramikheizelemente zu verwenden so das dieser Artikel auch auf andere Lötkolben anwendbar wäre.
Bevor ich mit dem Entwurf einer Schaltung beginnen konnte , musste ich erst mal den Widerstandsverlauf über die Temperatur des Lötkolbens erfassen.
Dazu habe ich den Temperaturfühler ( Chrom-Nickel-Chrom )eines digitalen Temperaturmessgerätes in die Luftaustrittsöffnung des Lötkolbens bis etwa in die Mitte des Heizröhrchen geschoben. Mit einen digitalen Ohmmeter habe ich erst den Kaltwiderstand bei 21°Celsius gemessen . Der Wert liegt bei etwa 2,4 Ohm. Dan habe ich den Lötkolben einfach an ein regelbares Netzteil angeschlossen und bei 100° , 200°, 300° und 400° den Lötkolben abgeklemmt und sofort ans Ohmmeter angeschlossen. Heraus kam ein Temperaturkoeffizient von ziemlich genau 1 Ohm / 100° Celsius. Das heißt alle 100° Celsius Temperaturerhöhung erhöht sich der Widerstand um 1 Ohm. Lötkolben anderer Hersteller verhalten sich vermutlich ähnlich. Einfach ausprobieren.
Es war mir sofort klar, das die Temperaturerfassung nur in einer Brückenschaltung geschehen kann.
Zwei Probleme sind zu lösen.
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Wie messe ich in einer Brücke den Widerstand, des Heizelementes, wenn ich doch gleichzeitig heizen will?
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Wie steuere ich die Heizleistung ohne riesige Verlustleistungen zu erzeugen.
Die Lötstationen steuern die Heizleistung in der Regel mit einer Impulspaketsteuerung mit Hilfe eines Triac. Weil das Heizelement aber in diesem Falle auch als Sensor in einer
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Brückenschaltung herhalten muss, welches mit einer stabilisierten Gleichspannung arbeitet, verbot sich der Einsatz eines Triac. Anstelle einer Impulspaketsteuerung kann man ebenso einen Pulsbreitenmodulator verwenden. Auch in diesem Falle tritt keine nennenswerte Verlustleistung auf.
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