[FedericoCompagnin]

Buonasera,
scrivo qui per cominciare ad impratichirmi col forum, ed anche per cercare consigli sul mio ultimo progettino.
Sto costruendo una camera a nebbia, di quelle utilizzate per tracciare gli sciami secondari nei raggi cosmici.
Voglio aggiungere alla mia camera un'illuminazione Led da 12V (2 strisce di circa 15 cm l'una) e delle resistenze per riscaldare la parte superiore della struttura.
Qui ho bisogno del vostro aiuto per almeno due punti, molto semplici mi sembra, ma siccome sono all'inizio della mia "carriera", ho bisogno di tutto l'aiuto possibile.

Innanzitutto, vorrei utilizzare un trasformatore (di quelli per l'alimentazione di strisce Led da 12V) sia per le strisce Led che per le resistenze. Come mi consigliate di muovermi? Connettendo in parallelo le strisce Led e le resistenze al trasformatore, posso fare in modo che tutto funzioni a 12V, giusto?
Per scaldare l'aria ho intenzione di usare una resistenza da 20ohm, ho calcolato che dovrebbe lavorare alzando la temperatura da -80 del ghiaccio secco a +40 che interessa a me.

L'idea quindi è attaccare generatore in parallelo col Led, in parallelo con la resistenza, e siccome il generatore lavora a 12V, mi aspetto che tutto lavori a 12V.
Se volessi inserire un interruttore, dove dovrei metterlo? Subito dopo il generatore, prima dei paralleli giusto?

Grazie!

[Maxim]

Ciao. Dunque per prima cosa valuta attentamente che l' alimentatore da te adoperato sia capace di erogare la potenza necessaria ad alimentare i led e l' elemento o elementi riscaldanti. L' interruttore assolve pienamente al compito prefissato. Essendo bistabile fornisce alimentazione al carico o la disinserisce. Sezionando quindi il resistore questo riscalderà sino a che ad esso verrà fornita energia. Questo implica un accurata monitorizzazione della temperatura da parte dell' utilizzatore, in modo da stabilizzarla sul valore desiderato mediante ripetuti azionamenti manuali del' interruttore, in modo tale da stabilizzare il tutto nell' intorno del valore prefissato. Volendo fare le cose piu in fino, si può inserire nel progetto un termostato che fà il tutto in piena autonomia assicurando la continuità delle operazioni di regolazione della temperatura sul valore desiderato con una ragionevole precisione e senza che sia richiesta azione alcuna da parte tua.
Maxim

[FedericoCompagnin]

Ciao! Innanzitutto grazie della risposta,

Mi chiedo due cose ora, come so' che la potenza erogata dal trasformatore è sufficiente per azionare sia i Led che i resistori? Che cosa devo calcolare in pratica?

Poi, che tipo di termostato mi consiglieresti?

[double]

[CUT] come so' che la potenza erogata dal trasformatore è sufficiente per azionare sia i Led che i resistori? [CUT]

Puoi calcolare la corrente assorbita e la potenza dissipata del resistore: I=V/R e P= V^2 /R .
Se usi 12 Volt e se in base ai tuoi conti hai deciso che ti serve una resistenza da 22 ohm ( valore standard) allora la corrente assorbita sarà di 12/22= 0.55 A e la potenza dissipata e' 12x12/22= 6.5 Watt, ti serve quindi una resistenza ceramica che sia in grado di dissipare almeno 10 watt .
I citati 6.5 Watt termici sono sufficienti alle tue necessità per mantenere a 40 gradi la parte calda della camera realizzando il necessario gradiente termico fra alto e basso? Se la superficie e' ampia forse e' bene piu' resistori per distribuire meglio il calore generato. Se usi piu' resistori ciascuno da 22 ohm (se in serie o in parallelo i conti cambiano!) allora devi rifare i conti sull'assorbimento.

Per inciso il gradiente termico deve essere stabile oppure la parte calda puo' variare di +/- 5-gradi senza modificare il punto di condensazione all'interno della camera? Nel primo caso serve un buon termostato elettronico, nel secondo caso basta l'equilibrio assicurato dalla potenza (opportunamente calcolata o trovata in modo empirico variando la resistenza) termica dissipata e dalla inerzia termica della parte metallica che si riscalda se le dimensioni sono adeguate.

Per quanto riguarda i led, a sentimento una striscia da 15 cm dovrebbe contenere almeno 10 led, quindi sono 20 led con 20 mA ciacuno e quindi 400 mA totali che si sommano agli altri 0,55 A del resistore. Un trasformatore o piu' precisamente un alimentatore in cc che eroghi almeno 1,5 A (quindi da circa 20 watt) dovrebbe bastare.

[double]

[CUT] come so' che la potenza erogata dal trasformatore è sufficiente per azionare sia i Led che i resistori? [CUT]

Puoi calcolare la corrente assorbita e la potenza dissipata del resistore: I=V/R e P= V^2 /R .
Se usi 12 Volt e se in base ai tuoi conti hai deciso che ti serve una resistenza da 22 ohm ( valore standard) allora la corrente assorbita sarà di 12/22= 0.55 A e la potenza dissipata e' 12x12/22= 6.5 Watt, ti serve quindi una resistenza ceramica che sia in grado di dissipare almeno 10 watt .
I citati 6.5 Watt termici sono sufficienti alle tue necessità per mantenere a 40 gradi la parte calda della camera realizzando il necessario gradiente termico fra alto e basso? Se la superficie e' ampia forse e' bene usare piu' resistori per distribuire meglio il calore generato. Se usi piu' resistori ciascuno da 22 ohm (se in serie o in parallelo i conti cambiano!) allora devi rifare i conti sull'assorbimento.

Per inciso il gradiente termico deve essere stabile oppure la parte calda puo' variare di +/- 5-gradi senza modificare il punto di condensazione all'interno della camera? Nel primo caso serve un buon termostato elettronico, nel secondo caso basta l'equilibrio assicurato dalla potenza (opportunamente calcolata o trovata in modo empirico variando la resistenza) termica dissipata e dalla inerzia termica della parte metallica che si riscalda se le dimensioni sono adeguate.

Per quanto riguarda i led, a sentimento una striscia da 15 cm dovrebbe contenere almeno 10 led, quindi sono 20 led con 20 mA ciascuno e quindi 400 mA totali che si sommano agli altri 0,55 A del resistore. Un trasformatore o piu' precisamente un alimentatore in cc che eroghi almeno 1,5 A (quindi da circa 20 watt) dovrebbe bastare.

[FedericoCompagnin]

Ciao, grazie mille della risposta!
Un'ultima cosa, riferita a quanto accennavi: ovviamente è più furbo spalmare meglio il calore con più di una resistenza distribuita nello spazio. Se decidessi ad esempio di usarne 2 da 10Ω ciascuna, allora ognuna delle due dovrebbe dissipare almeno 5W ( per raggiungere i 10W coperti da una sola ), giusto?
2 resistenze da 10Ω che dissipano 10W sono equivalenti a 1 resistenza da 20Ω che dissipa 5W? Se sì, perché?

[bigendian]

mah, scusa, che usi 22ohm e dissipi 6w, o 2 da 10 che dissipano 3W ciascuna (in parallelo la corrente si divide), cosa ti cambia ? Il calore dissipato totale e' grossomodo lo stesso.

[FedericoCompagnin]

mah, scusa, che usi 22ohm e dissipi 6w, o 2 da 10 che dissipano 3W ciascuna (in parallelo la corrente si divide), cosa ti cambia ? Il calore dissipato totale e' grossomodo lo stesso.

Scusami, ma ora mi sto confondendo. Se due ho due resistenze in parallelo da 10ohm, in parallelo ad un 12V, allora P = V²/R mi dice che ognuna delle due dissipa 14.4W, no? Mentre se ne uso una sola da 20ohm dissipo 6.5W.
Dove sbaglio? Proprio non capisco

[bigendian]

Scusa, cancella/annulla mio messaggio sopra. A volte si dicono stupidaggini pensando male e rispondendo in fretta.

P dissipata dalal resistenza = R*(I^2)
Resitenze uguali in parallelo, in totale hai la meta' del valore (10 + 10 in parallelo = 5 ohm).

Dunque se al posto di 20ohm ne metti 2 da 10, per ognuna delle due, avrai doppia corrente, totale quadriplo.

[double]

Giusto per contribuire mi sono documentato sul tuo interessante progetto.

In questo sito amatoriale, ma parecchio serio ed affidabile, si descrive una camera a nebbia simile alla tua
http://physicsopenlab.org/2017/05/05/la-camera-a-nebbia/
In particolare i 4 riscaldatori NON sono normali resistenze di potenza ma sono elementi riscaldanti termostatati come questi (i PTC sono resistori la cui resistenza aumenta con la temperatura, quindi si stabilizzano ad un valore fissato dal costruttore, 60°,80°, 110°, ecc))
https://www.amazon.it/riscaldante-alluminio-alloggiamento-Riscaldatore-termostatico/dp/B07RSS21WQ/
A sentimento saranno da almeno 25 watt l'uno (circa 2A di assorbimento) quindi per alimentarne 4 servono almeno 120 watt di alimentazione (100W+20% di margine) . Sembra che funzionino anche in AC quindi non serve un alimentatore in cc, ma basta un robusto trasformatore 230/12 (al quale attacchi un raddrizzatore/regolatore per ricavare anche i 12 Vcc per i led)

Visto il progetto della camera, a mio avviso vanno bene anche i riscaldatori a 60° invece che a 40° perchè quel che conta e' creare un elevato gradiente termico all'interno, che sia di 120 gradi (-80/+40) o di 140 gradi (-80/+60) sposta poco. Inoltre occorre vedere quanto si perde nell'accoppiamento meccanico/termico riscaldatore/piastra superiore, se il PTC e' a 60° probabilmente la piastra arriverà a 50° e forse anche meno.

Usare delle normali resistenze di potenza è possibile ma più complicato per il dimensionamento termico (temperatura di equilibrio finale eventualmente da termostatare ) e soprattutto per un buon traferimento di calore

Buon divertimento.

ps: consiglio caldamente la lettura di un testo di elettrotecnica di base: concetti come corrente, potenza, resistenza, leggi di ohm e di joule sono pressoche' indispensabili. Visto che si deve stare in casa l'occasione è adattissima!