Điều khiển nhiệt điện áp peltier với Arduino (cho dự án hộp lạnh DSLR)


12

Tôi khá quen thuộc với thiết bị điện tử, chủ yếu là chơi xung quanh với bộ dụng cụ điện tử khi còn bé. Đó là một thời gian dài trước đây, mặc dù, có thể nhiều như 20 năm trước. Tôi hiện đang làm việc trên hộp lạnh hoặc "lạnh" cho Canon 5D III của mình, vì vậy tôi có thể giữ nhiệt độ ở mức rất thấp và rất phù hợp để chụp ảnh thiên văn có độ ồn thấp.

Tôi có một thiết kế chung cho hộp, và tôi đang sử dụng một peltier 12 v 5,8amp (TEC) được gắn trực tiếp vào hộp đồng để làm mát. Chiếc hộp hiện được cách nhiệt bằng tấm xốp ép đùn, và tấm nóng của tấm lót sẽ được làm mát bằng bộ làm mát nước từ bộ máy tính cũ.

Tuy nhiên, tôi đang tham vọng hơn với dự án của mình. Tôi muốn điều chỉnh nhiệt, để duy trì nhiệt độ ổn định và cuối cùng tôi muốn được làm mát hai giai đoạn để đạt được Delta-T gần -55-60 ° C so với môi trường xung quanh (hộp làm lạnh sẽ làm mát máy ảnh, do đó, cảm biến sẽ ấm hơn, có thể lên tới 10 ° C, so với nhiệt độ của lớp mạ đồng trong hộp.) Tôi muốn có hai chế độ chính:

  1. Chế độ làm mát nhanh, vận hành peltier ở mức 12 v trở lên (điện áp tối đa là 15,4v) để nhanh chóng làm mát hộp xuống nhiệt độ mục tiêu.
  2. Chế độ bảo trì được điều chỉnh, vận hành peltier ở điện áp thấp hơn để duy trì nhiệt độ ổn định, trên mức làm mát tiềm năng tối đa mà peltier có thể cung cấp (đối với khoảng không khi điện áp được điều chỉnh theo sự dao động của nhiệt độ nhỏ).

Tôi muốn duy trì nhiệt độ trong vòng 2-3 ° C nếu có thể. Tôi đã xem xét Arduino (và tôi đã nhầm lẫn với những thứ tương tự trong quá khứ), và nó có vẻ hoàn toàn lý tưởng cho nhiệm vụ, với một ngoại lệ: Nó dường như không xử lý loại hiện tại tôi cần một sức mạnh hàng đầu peltier, và chắc chắn không phải hai.

Tôi đã thực hiện một số nghiên cứu về cách tôi có thể đạt được điều này, nhưng tôi không hiểu lắm về sự hiểu biết của tôi về các thiết bị điện tử liên quan. Tôi đã tìm thấy một "lá chắn" hai rơle cho Arduino Uno có thể cung cấp năng lượng cho hai thiết bị với tối đa 8 đèn mỗi cái và tối đa 30v mỗi thiết bị. Điều đó có thể được kiểm soát từ chính Arduino. Có vẻ như thiết kế của rơle sử dụng một cuộn dây từ tính để điều khiển một công tắc cho phép một nguồn năng lượng độc lập được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các bộ phận như động cơ, điện từ hoặc trong trường hợp của tôi là peltier. Tuy nhiên, tôi chưa tìm thấy cách nào thực sự điều chỉnh điện áp của rơle với Arduino.

Vì vậy, tôi tiếp tục điều tra, và tôi đã tìm thấy một số sơ đồ chỉ ra cách sử dụng bóng bán dẫn, các mosfet cụ thể để chính xác, nơi cơ sở được kết nối với đầu ra Arduino và bộ thu / phát được kết nối với vòng nguồn của bất cứ thứ gì cần thiết cung cấp điện ở mức điện áp cao hơn (không chắc chắn về dòng điện ở đây), và điều này vẫn cho phép kiểm soát điện áp.

Đã quá lâu kể từ khi tôi nhầm lẫn với bất kỳ thành phần nào trong số này, bộ nhớ của tôi cực kỳ khó khăn và tôi không hoàn toàn kết nối cách thức hoạt động của tất cả. Tôi rất vui khi có một số tài liệu tham khảo để hoàn thành các ví dụ về cấp nguồn và điều khiển điện áp của các thiết bị có công suất cao thông qua Arduino, nhưng nếu có ai ở đây có thể giải thích cách tất cả những thứ này hoạt động và tại sao, điều đó sẽ lý tưởng nhất. Tôi thà hiểu các khái niệm, vì vậy tôi có thể áp dụng lại chúng sau, hơn là chỉ có một mẫu để làm theo.


Tôi đang làm việc trên một dự án làm mát máy ảnh tương tự .
davidcary

Câu trả lời:


15

Câu hỏi hay, nhưng bạn đã chạm vào nhiều thứ cần giải thích. Câu trả lời không đơn giản như bạn có thể hy vọng nếu bạn muốn làm điều này đúng. Có một số vấn đề.

Ngày nay, năng lượng được điều chế bởi PWM. PWM là viết tắt của điều chế độ rộng xung và có nghĩa là bạn thay thế nhanh chóng giữa việc đóng một cái gì đó đầy đủ và tắt. Nếu bạn làm điều này đủ nhanh, thiết bị nhận năng lượng chỉ nhìn thấy mức trung bình. Điều này phổ biến đến mức hầu hết các bộ điều khiển vi mô đều có bộ tạo PWM được tích hợp. Bạn thiết lập phần cứng với một khoảng thời gian cụ thể, sau đó tất cả những gì bạn phải làm là ghi một giá trị mới vào một số thanh ghi và phần cứng sẽ tự động thay đổi chu kỳ nhiệm vụ, đó là phần nhỏ của thời gian đầu ra được bật. Bạn có thể chạy một động cơ chải DC ở tốc độ 10 Hz Hz và nó không thể cho biết sự khác biệt giữa DC và DC trung bình. Để giữ cho nó không phát ra tiếng rên rỉ có thể nghe được, bạn có thể chạy nó ở mức 24 kHz. Việc chuyển đổi nguồn cung cấp năng lượng hoạt động chủ yếu theo nguyên tắc này và chạy từ 10 kHz cao đến 100 kHz dưới sự điều khiển của bộ xử lý hoặc qua MHz từ một chip chuyên dụng.

Một lợi thế lớn của việc lái mọi thứ với xung bật / tắt là không mất điện trong công tắc. Công tắc không thể tiêu tan bất kỳ nguồn điện nào khi tắt vì hiện tại là 0 hoặc khi bật vì điện áp đi qua 0. Các bóng bán dẫn tạo ra các công tắc khá tốt cho việc này và sẽ chỉ tiêu tán năng lượng khi chúng đang chuyển đổi giữa bật và tắt tắt tiểu bang. Một trong những giới hạn trên về tần số PWM là đảm bảo công tắc dành phần lớn thời gian của nó ở chế độ đầy đủ hoặc tắt và không có nhiều thời gian ở giữa.

Bạn có thể nghĩ rằng điều này nghe có vẻ dễ dàng. Chỉ cần kết nối đúng loại bóng bán dẫn như một công tắc để truyền năng lượng tới Peltier và điều khiển nó từ đầu ra PWM không thể tránh khỏi mà vi điều khiển của bạn có. Thật không may, nó không dễ dàng do cách Peltiers hoạt động.

Công suất làm mát của Peltier tỷ lệ thuận với dòng điện. Tuy nhiên, Peltier cũng có một số điện trở bên trong nóng lên do dòng điện. Nhiệt lượng tỏa ra bởi một điện trở tỷ lệ với bình phương của dòng điện. Cả hai hiệu ứng này cạnh tranh trong một bộ làm mát Peltier. Vì hệ thống sưởi bên trong đi cùng với bình phương của dòng điện, nhưng công suất làm mát chỉ tỷ lệ thuận với dòng điện, cuối cùng có một điểm mà dòng điện bổ sung gây ra nhiều nhiệt hơn so với việc làm mát bổ sung có thể thoát khỏi. Đó là dòng làm mát tối đa, đó là điều mà nhà sản xuất nên nói với bạn trước.

Bây giờ có lẽ bạn đang nghĩ, OK, tôi sẽ chuyển đổi giữa 0 và dòng điện làm mát tối đa (hoặc điện áp) đó. Nhưng, nó vẫn không đơn giản vì hai lý do. Đầu tiên, điểm làm mát tối đa cũng là điểm kém hiệu quả nhất (giả sử bạn đủ thông minh để không chạy nó cao hơn điểm làm mát tối đa). Xung tại thời điểm đó sẽ dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng nhiều nhất cho lượng làm mát, điều đó cũng có nghĩa là nhiệt độ cao nhất để thoát khỏi lượng làm mát. Thứ hai, chu kỳ nhiệt lớn có hại cho Peltiers. Tất cả sự co lại và mở rộng khác biệt cuối cùng phá vỡ một cái gì đó.

Vì vậy, bạn muốn chạy Peltier ở một số điện áp hoặc dòng điện mịn đẹp, chỉ thay đổi chậm để đáp ứng nhu cầu nhiệt độ. Điều đó hoạt động tốt cho Peltier, nhưng bây giờ bạn có một vấn đề trong việc lái xe điện tử. Ý tưởng hay về công tắc bật tắt hoặc tắt hoàn toàn không làm tiêu tan bất kỳ nguồn điện nào không còn được áp dụng.

Nhưng chờ đã, nó vẫn có thể. Bạn chỉ cần chèn một cái gì đó làm mịn các xung bật / tắt trước khi Peltier nhìn thấy chúng. Trong thực tế, đây là cơ bản những gì cung cấp năng lượng chuyển đổi làm. Tất cả những điều trên là một cách giới thiệu giải pháp, mà tôi cảm thấy sẽ không có ý nghĩa gì nếu không có nền tảng. Đây là một mạch có thể:

Điều này có vẻ phức tạp hơn so với vì có hai công tắc điều khiển PWM ở đó. Tôi sẽ giải thích lý do tại sao ngay bây giờ, nhưng bây giờ chỉ giả vờ D2, L2 và Q2 không tồn tại.

Loại FET kênh N đặc biệt này có thể được điều khiển trực tiếp từ pin vi điều khiển, giúp cho việc điều khiển thiết bị điện tử trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Bất cứ khi nào cổng cao, FET được bật, sẽ rút ngắn phần cuối của L1 xuống đất. Điều này xây dựng một số thông qua L1 hiện tại. Khi FET bị tắt lần nữa, dòng điện này tiếp tục chảy (mặc dù nó sẽ giảm theo thời gian) qua D1. Vì D1 được gắn với nguồn cung cấp, đầu dưới của L1 sẽ cao hơn một chút so với điện áp cung cấp tại thời điểm đó. Hiệu ứng tổng thể là đầu dưới của L1 được chuyển đổi giữa 0V và điện áp cung cấp. Chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu PWM trên cổng Q1 xác định thời gian tương đối thấp và cao. Chu kỳ nhiệm vụ càng cao, tỷ lệ thời gian L1 được điều khiển xuống đất càng cao.

OK, đó chỉ là một động cơ PWM thông qua một công tắc nguồn. Tuy nhiên, lưu ý rằng điều này không được gắn trực tiếp với Peltier. L1 và C1 tạo thành bộ lọc thông thấp. Nếu tần số PWM đủ nhanh, thì rất ít tín hiệu cực đại 0-12 V ở dưới cùng của L1 làm cho nó lên đỉnh L1. Và, làm cho tần số PWM đủ nhanh là chính xác những gì chúng tôi dự định làm. Có lẽ tôi sẽ chạy cái này ít nhất ở 100 kHz, có thể hơn một chút. May mắn thay, điều đó thực sự không khó đối với nhiều bộ vi điều khiển hiện đại với phần cứng PWM tích hợp sẵn của họ.

Bây giờ là lúc để giải thích tại sao Q1, L1 và D1 được nhân đôi. Lý do là khả năng hiện tại nhiều hơn mà không cần phải có các loại khác nhau của các bộ phận. Ngoài ra còn có một lợi ích phụ là tần số PWM L1 và L2 cùng với C1 phải lọc gấp đôi so với mỗi công tắc được điều khiển. Tần số càng cao, càng dễ lọc ra và chỉ để lại mức trung bình.

Bạn muốn gần 6A hiện tại. Chắc chắn có FET và cuộn cảm có sẵn có thể xử lý đó. Tuy nhiên, các loại FET dễ dàng được điều khiển trực tiếp từ chân bộ xử lý có một số sự đánh đổi trong nội bộ thường không cho phép dòng điện cao như vậy. Trong trường hợp này, tôi nghĩ rằng nó có giá trị đơn giản để có thể lái hai FET trực tiếp từ chân bộ xử lý hơn là giảm thiểu số lượng bộ phận tuyệt đối. Một FET lớn hơn với chip điều khiển cổng có thể sẽ không giúp bạn tiết kiệm bất kỳ khoản tiền nào so với hai FET tôi hiển thị và cuộn cảm cũng sẽ dễ dàng tìm thấy hơn. Ví dụ, cuộn dây RFS1317-104KL là một ứng cử viên sáng giá.

Lưu ý rằng hai cổng được điều khiển với tín hiệu PWM lệch pha 180 ° với nhau. Khả năng thực hiện điều đó một cách dễ dàng trong phần cứng không phổ biến như máy phát điện PWM, nhưng vẫn còn nhiều bộ vi điều khiển có thể làm điều đó. Trong một trường hợp khó khăn, bạn có thể điều khiển cả hai từ cùng một tín hiệu PWM, nhưng sau đó bạn mất lợi thế về tần số PWM, bộ lọc thông thấp cần loại bỏ gấp đôi so với mỗi tín hiệu PWM riêng lẻ. Cả hai nửa của mạch sẽ được yêu cầu dòng điện từ nguồn cung cấp cùng một lúc, quá.

Bạn không phải lo lắng về chính xác điện áp hoặc kết quả hiện tại cho Peltier từ bất kỳ chu kỳ nhiệm vụ PWM nào, mặc dù tôi đã tìm ra kết quả nào trong điểm làm mát tối đa và không bao giờ đặt chu kỳ nhiệm vụ cao hơn so với phần sụn. Nếu điện áp cung cấp là điểm làm mát tối đa, thì bạn không phải lo lắng về điều đó và bạn có thể đi hết chu kỳ 100%.

Ở cấp độ tiếp theo trên chu kỳ nhiệm vụ PWM trong phần sụn, bạn sẽ cần một vòng điều khiển. Nếu được thực hiện đúng, điều này sẽ tự động điều khiển bộ làm mát cứng ban đầu, sau đó lùi lại khi nhiệt độ gần đến điểm đặt. Có rất nhiều chương trình kiểm soát. Có lẽ bạn nên xem xét về PID (Tỷ lệ, Tích phân, Đạo hàm), không phải vì nó là tốt nhất hoặc tối ưu nhất, mà bởi vì nó sẽ hoạt động đủ tốt và có rất nhiều thông tin trên đó.

Có rất nhiều điều nữa để vào đây và điều chỉnh các tham số PID có thể là toàn bộ cuốn sách, nhưng điều này đã trở nên rất lâu cho câu trả lời ở đây vì vậy tôi sẽ dừng lại. Đặt nhiều câu hỏi để có thêm chi tiết.

Lọc các giá trị phần

Chủ yếu tôi đã kéo các giá trị điện dẫn và tụ điện ra khỏi không khí, nhưng dựa trên trực giác và kinh nghiệm rằng các giá trị này sẽ đủ tốt. Đối với những người không quen với những điều này, đây là một phân tích chi tiết cho thấy Ripple PWM thực sự bị suy giảm đến mức lãng quên. Trên thực tế, chỉ cần giảm xuống một vài phần trăm của mức trung bình DC là đủ tốt, nhưng trong trường hợp này, chúng rõ ràng được giảm xuống dưới mức có thể quan trọng.

Có một số cách để xem bộ lọc LC. Một cách là nghĩ về hai phần như một bộ chia điện áp, với trở kháng của mỗi phần là phụ thuộc tần số. Một cách khác là tìm tần số rolloff của bộ lọc thông thấp và xem tần số cao hơn chúng ta đang cố gắng làm giảm đi bao nhiêu lần. Cả hai phương pháp này sẽ dẫn đến kết luận giống nhau.

Độ lớn trở kháng của tụ điện và cuộn cảm là:

Giới hạn Z = 1 / C
Z ind = L

Trong đó C là điện dung trong Farads, L độ tự cảm trong Henrys, tần số tính bằng radian / giây và Z độ lớn của trở kháng phức tạo ra trong Ohms. Lưu ý rằng có thể được mở rộng thành 2πf, trong đó f là tần số tính bằng Hz.

Lưu ý rằng trở kháng nắp giảm dần với tần số khi trở kháng của cuộn cảm tăng.

Tần số rolloff bộ lọc thông thấp là khi hai cường độ trở kháng bằng nhau. Từ các phương trình trên, đi ra

f = 1 / (2π sqrt (LC))

là 734 Hz ​​với giá trị một phần được hiển thị ở trên. Do đó, tần số PWM 100 kHz gấp khoảng 136 lần tần số rolloff này. Vì đó là quá xa khu vực "đầu gối" của bộ lọc, nó sẽ làm giảm tín hiệu điện áp bằng bình phương của nó, tức là khoảng 19 nghìn lần trong trường hợp này. Sau khi cơ bản của sóng vuông 12 Vpp bị suy giảm 19.000 lần, sẽ không có bất kỳ hậu quả nào đối với ứng dụng này. Các sóng hài còn lại sẽ bị suy giảm nhiều hơn. Sóng hài tiếp theo trong sóng vuông là sóng thứ ba, sẽ bị suy giảm thêm 9 lần so với sóng cơ bản.

Giá trị hiện tại cho cuộn cảm là bất cứ dòng điện cực đại nào mà chúng phải có thể mang theo. Tôi thấy tôi đã phạm sai lầm ở đó, bây giờ tôi đang xem xét kỹ hơn. Trong một bộ chuyển đổi buck typcial, dòng điện dẫn cực đại luôn cao hơn một chút so với mức trung bình. Ngay cả trong chế độ liên tục, dòng điện dẫn là lý tưởng nhất là sóng tam giác. Vì trung bình là tổng sản lượng hiện tại, các đỉnh rõ ràng cao hơn.

Tuy nhiên, logic đó không áp dụng cho trường hợp cụ thể này. Dòng điện tối đa ở chu kỳ nhiệm vụ 100% PWM, có nghĩa là 12 V được áp dụng trực tiếp vào Peltier. Tại thời điểm đó, tổng dòng điện dẫn trung bình và cực đại là như nhau. Ở dòng điện thấp hơn, dòng điện dẫn là một hình tam giác, nhưng trung bình cũng thấp hơn. Cuối cùng, bạn chỉ cần cuộn cảm để xử lý dòng đầu ra liên tục tối đa. Vì tổng dòng điện tối đa thông qua Peltier là khoảng 6 A, mỗi cuộn cảm chỉ cần có khả năng xử lý 3 A. Cuộn cảm với xếp hạng 3,5 A vẫn hoạt động tốt, nhưng 3 cuộn cảm cũng đủ tốt


1
Xin chào Olin, rất vui được gặp bạn. Cảm ơn các câu trả lời chi tiết. Tôi biết về PWM, tuy nhiên tôi đã đọc một vài bài báo gần đây chỉ ra rằng chúng có thể không lý tưởng để sử dụng với peltier, vì vậy tôi đã tránh xa. Tôi biết Arduino thường có một số kênh là PWM. Tôi chưa đọc toàn bộ câu trả lời của bạn, sẽ cần một chút thời gian. Tôi nghĩ rằng tôi thấy những gì bạn nhận được mặc dù. Bất kỳ cơ hội nào bạn có thể nói với việc sử dụng bộ điều khiển PWM với peltier?
jrista

1
@jrista: Đọc toàn bộ câu trả lời, sau đó cho tôi biết nếu bạn vẫn còn thắc mắc về Peltiers và PWM. Tôi đã cố gắng giải quyết các vấn đề cụ thể, nhưng tôi có thể cần thêm một số làm rõ.
Olin Lathrop

1
Cảm ơn, tôi có được khái niệm bây giờ. Tôi cũng hiểu quan điểm về chu kỳ nhiệt peltier cao, có ý nghĩa. Tôi không hiểu các lựa chọn thành phần cụ thể (nghĩa là tại sao bạn chọn L1 là 100uH 3.5a hoặc C1 là 470uF 20V, v.v.), tôi hy vọng đó chỉ là một điểm yếu từ việc không phải là một chuyên gia điện tử, và không thực sự đã làm hỏng thiết bị điện tử trong hơn một thập kỷ. : P Câu hỏi thực sự duy nhất tôi có bây giờ là, Arduino có thể làm những điều độc đáo hơn (tức là vi sai pha 180 ° cho các PWM) không? Tôi thích Arduino vì tính cộng đồng, tính đa dạng và khả năng lập trình của nó và tôi có thể làm được rất nhiều với nó.
jrista

1
Oh, liên quan đến peltiers. Theo tôi biết, tối ưu là 12,8a. Phạm vi của điện áp là khoảng 5v hoặc 7v cho đến 15,4v. Không có bất kỳ đề cập nào khác về cường độ dòng điện, ngoài 5,8a. Tôi có số định danh trên các tecs, vì vậy tôi có thể tìm kiếm thông tin chi tiết hơn (tôi vừa nhặt được một hộp 5 70W từ Amazon với giá khá rẻ (và, được vận chuyển từ Mỹ, thay vì Hồng Kông ... Tôi chắc rằng bạn có thể tìm ra mối quan tâm lớn nhất của tôi ở đó. :)).
jrista

1
Cảm ơn đã chỉnh sửa, Olin. Rất hữu ích. Tôi sẽ sử dụng phương pháp này, có vẻ rất vững chắc. Vấn đề duy nhất tôi có bây giờ là tìm một bộ vi điều khiển dễ lập trình, nhưng cũng hỗ trợ khả năng dịch chuyển pha của các PWM. Tôi đã mua một Arduino, nhưng có vẻ như nó không thực sự hỗ trợ dịch pha. Tôi thực sự thích khả năng lập trình Arduino ... vì vậy đó thực sự là một người lập dị. Tôi có thể hỏi một câu hỏi mới về việc tìm cách thay đổi hoặc trì hoãn chu kỳ làm việc của đầu ra PWM ...
jrista

2

Bạn có ý tưởng đúng, mặc dù có một số chi tiết cần chú ý.

Đầu tiên, trừ khi bạn có thể cung cấp cách nhiệt thực sự tốt, một hộp làm lạnh hai giai đoạn có thể không phải là một cách tiếp cận hợp lý. Máy làm mát hai giai đoạn thực sự sẽ cung cấp chênh lệch nhiệt độ cao, nhưng chỉ cho công suất làm mát rất thấp ở mặt thứ hai. Hãy xem xét rằng, như một quy tắc tự nhiên, một TEC có thể làm mát chỉ với hiệu suất 10%. Các phần tử Peltier của bạn có công suất khoảng 70 watt, do đó, một giai đoạn có thể làm mát 7 watt (mặc dù có lẽ không ở bất kỳ nơi nào gần delta T. mong muốn của bạn) Điều này có nghĩa là giai đoạn thứ hai của bạn chỉ có thể chạy ở tổng công suất 7 watt chứ không phải 70 watt và lần lượt chỉ có thể hút ra khoảng 0,7 watt. Một lần nữa, ở cấp độ này, bạn sẽ không nhận được đồng bằng lớn Ts. Các nhà sản xuất TEC cung cấp các đường cong chênh lệch công suất / nhiệt độ mà bạn nên kiểm tra. Làm vỏ máy ảnh sẽ chỉ rò rỉ một nửa năng lượng nhiệt sẽ là một nhiệm vụ, đặc biệt là khi bạn cần ghép nó với kính viễn vọng.

Thứ hai, hầu hết các bo mạch CPU Arduino cho phép đầu ra PWM, đó chính xác là những gì bạn cần để điều chỉnh ổ đĩa TEC của bạn. Tuy nhiên, bạn sẽ cần cảm nhận nhiệt độ của hộp làm lạnh và tạo một vòng phản hồi trong phần mềm. Bạn có thể làm điều này đủ dễ dàng bằng cách sử dụng, ví dụ, một nhiệt điện trở và một điện trở, với nhiệt điện trở được gắn vào hộp lạnh của bạn, nhưng bạn cần phải chú ý đến những gì bạn đang làm. Vì nhiệt độ thường thay đổi chậm đối với các vật thể lớn, tần số PWM của bạn không cần phải rất cao và trình điều khiển điện từ thực sự có thể hoạt động. Đó không phải là một ý tưởng tốt về độ tin cậy lâu dài, vì rơle thường có một số chu kỳ chuyển đổi giới hạn trước khi các tiếp điểm bị mòn, nhưng nó có thể là một sự khởi đầu. Trạng thái rắn là tốt hơn. Không chỉ vậy, nhưng bạn có thể cần các vòng điều khiển nhiệt độ độc lập cho mỗi bộ làm mát.

Và như là một sự cân nhắc cuối cùng, bạn sẽ cần tìm cách để giữ cho phần tử quang học bên ngoài của bạn không bị mờ đi. Trời sẽ lạnh và dễ bị ngưng tụ từ không khí bên ngoài. Điều này có thể được thực hiện bằng cách thổi không khí khô hoặc nitơ vào nó liên tục,


Cảm ơn vì sự trả lời. Một số câu hỏi về tuyên bố của bạn về TEC, mặc dù. Tôi đã làm một số thử nghiệm tối qua với một số peltiers. Mỗi người có thể làm lạnh tấm lạnh xuống tới 35-37 ° F từ nhiệt độ môi trường 70 ° F và duy trì nhiệt độ đó. Đó là một delta-t khoảng 35 ° F / 20 ° C. Tôi không chắc làm thế nào mà chuyển thành watts trong bối cảnh câu trả lời của bạn, hoặc mức độ chênh lệch gần 70 hoặc 7 watt. Nếu làm một máy làm mát hai giai đoạn là khó khăn, có lẽ tôi chỉ nên sử dụng một peltier ở hai bên của hộp lạnh thay thế ...
jrista

Ồ, và để lưu ý ... Tôi nghĩ rằng tôi đã bị thiếu sức mạnh. Tôi đã lấy một bộ chuyển đổi AC / DC và quên kiểm tra đánh giá năng lượng trên nó. Nó được đánh giá ở mức 5 amps, vì vậy tôi không chắc rằng peltier, khi nó đạt đến -20 ° C, thực sự hoạt động hiệu quả nhất có thể (chỉ 10% hoặc cao hơn.) Tôi hy vọng rằng khi nó cung cấp đầy đủ và đúng cách, nó sẽ chạy hiệu quả hơn và có thể đạt được đồng bằng 25-30 ° C.
jrista

Cuối cùng, liên quan đến quang học và ngưng tụ. Bản thân hộp lạnh sẽ được cách nhiệt khá mạnh, với vật liệu cách nhiệt dày 1 "." Kính thiên văn "thực chất là ống kính Canon EF 600mm f / 4 L II, được bao phủ trong LensCoat cao su. Phần tử quang học phía sau nhất ống kính cách ống kính trong máy ảnh vài inch, trên hết, tôi sống ở Colorado ... độ ẩm trung bình tại nhà tôi khoảng 16%, có thể cao tới 25% tại một số địa điểm tối tôi hình ảnh tại .;)
jrista

Lái trực tiếp Peltier với PWM là một ý tưởng tồi, đặc biệt là ở các tần số thấp như bạn sử dụng với rơle là công tắc. Xem câu trả lời của tôi để biết chi tiết tại sao điều này là xấu, nhưng về cơ bản, bạn chạy Peltier ở điểm kém hiệu quả nhất và bạn sẽ phá hủy nó nhanh chóng do đạp xe nhiệt.
Olin Lathrop

@WhatRoughBeast: Dựa trên câu trả lời của Olins, tôi nghĩ tôi hiểu bạn hơn. Khi bạn đề cập đến hiệu quả của peltier chỉ khoảng 10%, về cơ bản, bạn đề cập đến lượng nhiệt được truyền từ tấm lạnh sang tấm nóng, so với tổng đầu tiêu tan trên tấm nóng. Với sự khác biệt là năng lượng được tạo ra bởi chính peltier. Đúng không? Trong số 70 watt đó, khoảng 7 watt là năng lượng thực sự "được làm mát", trong khi 63 watt là năng lượng nhiệt thực sự được tạo ra bởi chính peltier, chỉ đơn giản là hậu quả của việc có dòng điện chạy qua nó?
jrista

0

Bạn có thể muốn hiểu làm thế nào để thiết kế tản nhiệt và tản nhiệt bên trong máy ảnh.

Bắt đầu bằng cách nhìn vào các thiết kế hiện có. Bạn không muốn xây dựng một hộp băng Mickey Mouse và làm hỏng D50 của bạn.

http://www.centralds.net/vi/astro60d.htmlm#safe

Tôi đã xây dựng một vài hộp đá -50C bằng cách sử dụng đá khô @ 2 $ một viên gạch. và quạt 3W. -40C thật dễ dàng. -50C là cứng, trong khi băng đo -65C trên bề mặt. Tôi đã sử dụng một hộp dã ngoại với bọt cách nhiệt 2 ..

Bạn có thể sử dụng tản nhiệt CPU vuông trường cũ cho máy làm mát Peltier cho giai đoạn 2 và sử dụng đá khô cho giai đoạn 1 từ bất kỳ nhà máy sữa nào ...

với "tải" chất hút ẩm khô ... có nguy cơ của riêng bạn ... từ tác động hóa học trên máy ảnh của bạn.

Hâm nóng được quy định đến 2 độ / phút để giảm nguy cơ ngưng tụ. và hộp nóng đến 45C được tạo ra bằng cách treo một que hàn 25 W mà tôi đã sử dụng để thử nghiệm sản phẩm mà bạn không cần, nhưng bạn sẽ cần một lò sưởi bên trong máy ảnh của bạn ..


Ý tưởng thú vị. Có vẻ như điều này đòi hỏi một số sửa đổi nặng nề của máy ảnh DSLR. Tôi cũng sử dụng 5D III cho tất cả các nhiếp ảnh thông thường của mình, vì vậy tôi không muốn thực hiện bất kỳ sửa đổi nào. Tôi chỉ cần một cái gì đó mà tôi có thể thả nó vào, gắn ống kính hoặc kính thiên văn, và làm cho nó mát với delta-T ở đâu đó trong khoảng 30-40 ° C. Tôi biết rằng sẽ không làm mát nhiều như khi tôi làm mát trực tiếp cụm cảm biến, nhưng tôi đã biết rằng vào thời điểm nhiệt độ giảm xuống từ -5 ° C đến 0 ° C, tiếng ồn rất thấp và rất dễ quản lý (nhờ -8 ° C temps vào tháng 2 này .;))
jrista

0

Bạn có thể sử dụng PWM, bạn chỉ cần đảm bảo tần số đủ cao. Rất nhiều người đặt các bộ lọc lên chúng vì chúng không thể chạy ở tần số cao hơn 100Hz, có khả năng làm chậm. Có một số nhà cung cấp sao lưu yêu cầu này, nhưng cũng có một số nhà cung cấp không thích nó. Do đó, có rất nhiều thông tin sai lệch xung quanh. Cá nhân, tôi đã chạy peltiers với PWM mà không có vấn đề.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.