DIY teplotně řízená komora s modulem Peltier TEC: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Sestavil jsem teplotně řízený komorový box pro testování malých elektronických desek. V tomto tutoriálu jsem sdílel svůj projekt včetně zdrojových souborů a odkazu na soubory Gerbers k výrobě DPS.

Použil jsem pouze levné běžně dostupné materiály, které byly nalezeny v mých zásobách. Všechny elektronické součásti jsou DIP průchozí pro snadné pájení.

Klíčem tohoto projektu je ovládání softwaru, na kterém stále pracuji. Regulátor PIC používá PWM k řízení proudu TEC v režimu chlazení. Můžete vidět graf aktuálního TEC vs PWM dutycycle. Vaše nastavení může být jiné.

Aby byl umožněn režim vytápění, obvod používá 2 vysoce kvalitní relé pro obrácení polarity TEC. Režim vytápění firmwaru v současné době funguje pouze jako režim zapnutí/vypnutí, který není ideální pro životnost TEC, ale protože vytápění vyžaduje méně proudu a zde v mé lokalitě topení opravdu nepotřebuji, méně jsem se soustředil na programování režimu vytápění.

Krok 1: Sestava chladiče

Objednejte a připravte díly a materiály podle kusovníku.

1. Namontujte ventilátor MF40101VX-1000U-A99 na chladič ATS-CPX060060025-132-C2-R0 pomocí samořezných šroubů.

2. Modul Peltier 12704 je umístěn s tepelným mazivem mezi chladič Accelero S1 a chladič ATS-CPX060060025-132-C2-R0. Chladič je upevněn 4 kusy šroubů 50M020040N016, distančními podložkami M3x6 mm a maticemi M2. Některé revize Accelero nepotřebují matice M2, protože šrouby M2 lze zasunout přímo do otvorů pro pažbu. Zkontrolujte, zda je Peltier správně a rovnoměrně upevněn. Horká strana je směrem k Accelero S1.

3. Nainstalujte ventilátory EE80251S2-1000U-999 na horký chladič. Pro horkou stranu můžete použít stahovací pásky.

4. Otestujte, zda sestava funguje a generuje teplo a chlad.

5. Vytvořte nebo najděte 2litrový polystyrenový vnitřní box.

6. Do krabice vytvořte otvor 6x6 cm pro instalaci sestavy chladiče. Chladič studené strany musí být správně vložen do vnitřního prostoru. K izolaci kolem chladiče použijte tmel Super 7 Hybrifix.

7. Vložte Adafruit Waterproof DS18B20 do krabice.

8. Pro lepší izolaci přidejte do krabice další vrstvu polystyrenu.

Krok 2: Výroba elektroniky

1. Vypálte firmware TController.hex do PIC16F628A

2. Pájecí ovladač a desky ovladačů. Na modulu XL4005 musíte malý pin zapojit pin FB na podložku označenou FB na desce plošných spojů. Podívejte se na fotografie.

3. V napájecím zdroji 12V 10A upravte výstup na 13V, má malý potenciometr blízko svorek. Připojte 13V k elektronickým deskám ovladače. Připojte 5V ke vstupu konektoru svorkovnice VCNTL a nastavte potenciometr XL4005 tak, aby na výstupu TEC bylo přibližně 2,00V.

4. Drátová řídicí deska s LCD. Nezapomeňte zapojit vodiče z desky ovladače na vodiče desky RL1, RL2, VCTRL. Připojte TEC, elektroniku a ventilátory k napájecímu zdroji 10 A 13 V.

Soubory PCB Gerber si můžete stáhnout zde:

Zdrojový soubor firmwaru si můžete stáhnout zde:

Krok 3: Testovací pole a úprava zdrojového souboru

Otestujte výchozí firmware termoboxu. S 2litrovým objemovým boxem byste měli být schopni nastavit od 0C do 60C. V režimu topení možná budete muset nechat dveře otevřené, samozřejmě v závislosti na teplotě. V chladicím režimu zkontrolujte, zda jsou dveře dobře zavřené.

Regulátor termoboxu bude méně stabilní při teplotách blízkých vaší pokojové teplotě, protože algoritmus fimwaru zdaleka není ideální. Kód je open source, takže jej můžete upravit nebo mi zaslat své návrhy.

Firmware můžete upravit a překompilovat pomocí bezplatné demo verze Mikroe MikroBasic IDE, protože kód je menší než 4K. Když změníte teplotu, box potřebuje čas na nastavení, aby dosáhl hodnoty teploty, může se přehřívat nebo přehřívat, dokud nedosáhne správné úrovně, je to normální!

Věci ke splnění:

- vyrobte dveře s kabelovými svorkami pro snadné připojení testované desky k externím měřičům

- zlepšit algoritmus řadiče PIC

- přidat termistorovou sondu pro další ovládání / monitor

Krok 4: Přidání dveří s kabelem pro připojení desky v testu

Později jsem udělal dveře s přídavným 10K termistorovým senzorem a USB kabelem pro připojení testované desky. Interní terminál dveří by měl do krabice pevně vniknout. Na polystyrenovou část jsem namazal hybrifix super-7, aby byl silnější a méně se drolil.