Temperatur-Regelung
Zweck: Vermeiden von Korrosion
Da die Luft im Bergwerk eine relative Luftfeuchtigkeit von fast 100% aufweist, gibt es sehr schnell Probleme mit Kondensatrion und Korrosion.
Die folgenden Bilder eines Sensors für die Aussentemperatur (mit Heisskleber geschützt, aber leider nicht vollständig), illustrieren das Problem:
Rechts ist zu sehen, dass der Anschlusspin nach einer Betriebszeit von wenigen Wochen so stark korrodiert wurde, dass die Verbindung aufgetrennt war.
Die Mess-Station kann nicht hermetisch abgeschlossen werden, denn der Zugang der Luft zum Sensor muss gewährleistet sein.
Um das Problem zu lösen wird die Innentemperatur der Station auf einen festen Wert von 20-25°C geregelt. Als Heizung dient ein Widerstand, der von einem MOSFET geschaltet wird.
Firmware
Die Temperatur wird jede Sekunde einmal abgefragt und der MOSFET entsprechend ein- und ausgeschaltet (Zweipunktregler).
'Zweipunktregelung
If Temperature_inside_near < Wtemp Then
Portc.0 = 1
Else
Portc.0 = 0
End If
(in einer Schleife)
Abschätzung der notwendigen Heizleistung
(-> Praxis der Physik 7/50 Jg. 2001
Wärmestrom durch die Wände:
Abmessungen des Gehäuses: 240 x 120 x 100 ergibt A = 648cm2
Temperaturdifferenz: aussen 10°C, innen 20°C ergibt 10°C = 10K
Styrodurdicke: 40mm
Damit ergäbe sich eine notwendige Leistung von 0.65W.
Mit doppelter Stell-Leistung wären das dann 1.3W
Gerundet auf 2W
entspräche I = 0.1A und R= 200O bei U=20V
Messung mit vollständig isoliertem Gehäuse 40/50mm Styrodur, nur unten nicht isoliert, mit R = 50 Ohm:
rosa: Innentemperatur fern
dunkelblau: Innentemperatur nah
hellblau: Außentemperatur
hellblau: Heizung 1/0
Gleiche Messung mit R = 100 Ohm an 19V (I = 190mA, P = 3.6W):
Eine Stichprobe zeigt ein Tastverhältnis von ca. 0.4
Dies entspricht einer effektiven Leistung von 1.45W bei einer Temperaturdifferenz von ca. 20°C, was ungefähr mit den Berechnungen übereinstimmt...