ニクロム線 アクリル板曲げヒータ

ニクロム線

アクリル板曲げヒータを自作したい。
先人のブログ。
https://jibundeyarou.com/mage1/

12Vの仕様として作りたい。
100V交流からというものあるが、さすがに安全性を考えて12Vにしたい。
また12VだとMOSFETで後々に電力投入量が調整しやすい。

まずは、ホームセンタで入手しやすいニクロム線。

φ＝0.26ｍｍで5ｍのもの。これをテスターの当てる長さを変えて測定

Length (cm) R(Ω)
0 0
10 2.4
20 4.9
30 7
40 9.7
50 11.9

半田ゴテが、30W～40Wでもよく市販されているから、12Vの電源で30～50Wを達成するには、結構電流を流す必要がありるが、このニクロム線だと抵抗が大きい＝ニクロム線が細い。丸めずに40㎝で利用したとして10Ω。１本で使うには抵抗が大きい。
そこで、先人もこれから3本の並列化で抵抗値を下げる事を実施しているように、ここでは５本の並列にする。
抵抗を小さく4A流せば48W。このときR＝３Ω。3Aでは36W、4Ω。少なくとも4Ωかそれを切るぐらいにする必要あり。
ということでおおむねの抵抗値の目標値は3.5Ωをめざす。

で、ここで気がついてしまったが、３Ωとかの抵抗でよければ、なんでもよいのでは？
ニクロム線が5ｍで250円ぐらい。
ステンレス線で100円均一で売っているφ0.28ｍｍが20ｍで100円。
これを仮に読んで、アクリル板曲げヒータを安く作ろうとしている人。ステンレス線でもおそらくできます・・・。

5ｍをまず、１ｍ５本に切り出し。
５本の先をペンチでぐるぐるとして、束ねる。M4のねじに固定できるように、わっかを作ってねじって止める。１ｍ１本で24Ω。これが５本並列なので毛計算では4.8Ω。測定するとちょうど4.8Ωになっていた。さしているだけでは抵抗が大きく、5.4Ωとかになっていたが、ナットで両側はさんでやると、4.8Ωになり接触抵抗を減らす事ができる。

５本の先をペンチでぐるぐるとして、束ねる。M4のねじに固定できるように、まず、片方だけ、わっかを作ってねじって止める。１ｍ１本で24Ω。これが５本並列なので毛計算では4.8Ω。3.5Ωにしたいので、計算上は73ｃｍで3.5Ωになるので、少し長めの75ｃｍで切断。

片方から、φ２ｍｍの適当な棒に、5本を一度に巻き付けていく。残り３ｃｍぐらいを残して、反対側のネジ用に再度、輪にして固定する。
シリコンガラスチューブ 6φ１ｍを購入しておき、その中に通してからφ13ｍｍの巻きステンレスパイプに通す。（このあたり写真とってない）
36㎝でパイプは切断。両側にネジ（φ4、L=45mm)

を入れるスリット２ｍ（幅4.5mm)を形成。
べニア板（10x45ｃｍ）に止めるが、板のままだと味気ないので、サンダーで表面を磨いて、木工パテで平らにしてから黒つや消し塗装（耐熱600度の塗料を使ったが、台の木がそう熱くならないので安いものでも十分）




サーミスタ
利用するサーミスタ
高耐熱（２５０℃）アキシャルサーミスタ　２００ｋΩ
204CT-4
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-08588/
天ぷら油の温度が測定できる程
Wiki
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%9F%E3%82%B9%E3%82%BF
の数式を参照し、サーミスタは抵抗変化で温度を計測するが、最終的には電圧で読む事になるので、計算。R2をサーミスタとして、R1と直列。５Vを印加した際に、R2両端にかかる電圧を計算。R2がどれぐらいが良いかを調べる目的。
今回の目的の温度150度付近で傾きが大きくとれるのは10ｋΩぐらいがよさそう。

テストでブレッドボードで組み、サーミスタをヒータに接触されて計測

0.5秒ごとに、シリアルモニターに出力

//arduino thermistor test
//+5Vpin-10k resistance -Thermistor(200k@25degree)-GND
//A3 mesures Voltage between thermistor and GND

const int PIN_ANALOG_INPUT = 3;
const float V5V = 4.68;//measured voltage +5V pin.
const float R10k = 9980;//measured voltage R10k.
const float B = 3500;//measured voltage R10k.
const float R0 = 200000;//themistor @ 25 dgree
void setup() {
  Serial.begin( 9600 );
}

void loop() {
  int i = analogRead( PIN_ANALOG_INPUT );
  float Vm = i * V5V/ 1023.0;
  float Rth=R10k*Vm/(V5V-Vm);
  float invT=1/B*log(Rth/R0)+1/(273.15+25);
  float Ta=1/invT;
  Serial.println( Ta-273.15 );

  delay( 500 );
}

測定誤差はあるものの、115度弱まで上昇する。