אתה בטח צריך לקרר משהו בפרויקטים שלך בעיצוב DIY. בשביל זה תצטרך תא של פלטייה. מכשיר מוליך למחצה זה המבוסס על אפקטים תרמואלקטריים מאפשר קירור מהיר מאוד. אתה יכול לקנות אותו בחלק חנויות כמו אמזון, או פשוט להסיר אותו מהתקן פגום במקום בו הוא נמצא. המכשירים שתוכלו להשיג אחד מהם הם מכשירי מים קרים טיפוסיים וכמה מסירי לחות ללא מדחס.
סוג זה של תאי פלטייה נמצא בשימוש נרחב במגזרים שונים בתעשייה לצורך קירור. הסיבה היא שיש בה הרבה יתרונות על פני מערכות קירור מסורתיות אחרות. לדוגמא, בשתי הדוגמאות שהבאתי לעיל, במקרה של מתקן המים הוא מוקדש לקירור מיכל המים כך שיישאר רענן, בעוד שבמכשיר האדים הוא מקרר את האוויר הנכנס כך שהלחות מתעבה ונוזל בתוך מיכל עיבוי ...
אפקטים תרמואלקטריים
ل אפקטים תרמואלקטריים הם אלה הממירים הפרש טמפרטורה למתח חשמלי או להיפך. זה מושג באמצעות צמדים תרמיים או סוגים ספציפיים מאוד של חומרים, בדרך כלל מוליכים למחצה. באלה, שיפועי הטמפרטורה מייצרים נושאי מטען בחומר, אלקטרונים (-) או חורים (+).
ניתן להשתמש בהשפעה זו שפע של יישומים, מחימום, קירור, מדידת טמפרטורות, ייצור חשמל וכו '. וזה בגלל ההשפעות השונות שקיימות בתוך מה שמכונה תרמו-חשמל. חלקם הם:
- אפקט Seebek: נצפה על ידי תומאס סיבק, זו תופעה שבה צמדים תרמיים עליהם מוחל הפרש טמפרטורה מייצרים חשמל. התגלה כאשר נצפה ששתי מתכות המצטרפות לאחד מקצותיהן הוחל עליה הפרש טמפרטורה וכי הן יצרו הפרש פוטנציאלי בקצותיהן המופרדים. בכך ניתן יהיה להשתמש בחום שנוצר ממקור כלשהו כדי להפוך אותו לחשמל.
- אפקט תומסון: מתאר חימום או קירור של מוליך זרם עם שיפוע טמפרטורה. הוא תואר על ידי וויליאמס תומסון או לורד קלווין.
באופן כללי, אפקטים של סיבק, תומסון ופלטייה יכול להיות הפיך, אם כי זה לא המקרה במקרה של חימום ג'ול.
אפקט פלטייה
El אפקט פלטייה דומה, ועל מה מבוססים התאים עליהם אנו דנים במאמר זה. עם נכס זה שהתגלה על ידי ז'אן פלטייה בשנת 1834, ובדומה לסיבק. זה קורה כאשר מתח חשמלי גורם להפרש טמפרטורה בין שני חומרים שונים או צמדים תרמיים. במקרה של התקנים נוכחיים הם מוליכים למחצה, אך הם יכולים להיות גם מתכות המכונות צומת פלטיה.
פירוש הדבר שאם מטען חשמלי מוחל על מכשירים אלה, צד אחד יתחמם והצד השני יתקרר. הסיבה לכך היא כי אלקטרונים עוברים מאזור בצפיפות גבוהה לאזור בצפיפות נמוכה, הם מתרחבים באותו אופן שעושה גז אידיאלי, ולכן הם מקררים את האזור הזה.
אגב, TEC שלב יחיד יכול לייצר a הפרש הטמפרטורה בין חלקיו עד 70 מעלות צלזיוס. אז אם תשמור על החלק החם מקורר, כך תהיה קיבולת קירור גדולה יותר לתא ה- TEC או לפלטייה. חום נספג זה יהיה פרופורציונלי לזרם המסופק ולזמן.
יתרונות וחסרונות של TEC
כמו כל מערכת, לתא ה- TEC או לפלטייה יתרונות וחסרונות. זו הסיבה שמערכות קירור מסוימות עדיין מעדיפות להשתמש בשיטות קונבנציונליות אחרות. בֵּין היתרונות הם:
- אין בו חלקים נעים, ולכן הוא אינו דורש תחזוקה והוא אמין יותר.
- אינו משתמש במדחסים אין גז CFC מזהם.
- זה יכול לשלוט בטמפרטורה בקלות ובדיוק רב, עד שברירי תואר על ידי שינוי הזרם המיושם.
- גודל קטן, אם כי ניתן לייצר אותם עם מידות שונות.
- יש לו חיים ארוכים של עד 100.000 שעות, בהשוואה למה שמספקים כמה מקררים מכניים.
לאס חסרונות השימוש ב- TEC צליל:
- אתה יכול רק להפיץ סכום מוגבל זרימת חום.
- לא יעיל באופן אנרגטי בהשוואה למערכות דחיסת גז. עם זאת, התקדמות חדשה הופכת אותו ליעיל יותר ויותר.
נכסים
א צלחת פלטייה כמו TEC1 12706 ניתן לתמחר אותו בכמה יורו, כך שהוא זול מאוד. לוח זה בעל מידות של 40x40x3 מ"מ והוא מכיל בתוכו 127 זוגות מוליכים למחצה. ההספק החשמלי הוא 60 וולט ומתח האספקה הנומינלי שלו הוא 12 וולט וזרם נומינלי של 5 A.
איתה אתה יכול ליצור הפרשי טמפרטורה מקסימליים בין פניהם של 65 מעלות צלזיוס, וזה די טוב. זה יכול לעבוד בין -55 מעלות צלזיוס עד 83 מעלות צלזיוס מבלי לפגוע בעצמו, כך שאם אתה עובר מחוץ לערכים אלה אתה מסתכן בשימוש. אם אתה שומר את הערכים בתוך זה, זה יכול אפילו להחזיק לך 200.000 שעות עבודה בצורה מושלמת, כלומר שנים רבות ...
היעילות של מודל זה היא בערך חילוץ חום 12-15w, כלומר יעילות בסביבות 20 או 25% בהתחשב בכך שהיא צורכת כ 60 וולט. בכל מקרה, עליכם לזכור כי ערך זה יושפע מאוד גם מטמפרטורת הסביבה.
אם אתה מעדיף, במקום לקנות רק תא TEC או Peltier, אתה יכול גם לרכוש ב לא נמצאו מוצרים. מערכת הקירור השלמה.
יישום תאי Peltier
ובכן, תא של פלטייה יכול לשמש בעיקר לקירור. לדוגמה, אתה יכול לקרר מים או כל נוזל אחר באמצעותו, או ליצור מסיר לחות ביתי משלך. לא משנה מה זה, ההגדרה שלו מאוד פשוטה. לאחר שתרכוש או תקבל את התא, תצטרך להפעיל זרם ישר דרך הכבלים החיוביים והשליליים שיש בו. כך צד אחד יתחמם והצד השני יתקרר. עליכם לזהות את צדדיו היטב בהתאם למה שאתם מחפשים.
דוגמה ליישום עם Arduino
אתה יכול להשתמש ב- ערכת חיבור כמו זה שהכנו עבורו מודול ממסר, אך במקום להזין את תא הפלטייה ואת המאוורר ב -220 וולט AC, הוא מוזן ב- DC ב -12 וולט. אתה יכול להשתמש באותה סכמה ולחבר את המצנן שלך ללוח Arduino.
ברגע שיש לך הכל מחובר, אתה יכול צור קוד פשוט עבור Arduino IDE כדי שתהיה אפשרות לשלוט על מערכת הקירור שלך, כמו זו כדי לשלוט בממסר בהתאם לתנאים כדי שניתן יהיה להפעיל את המערכת (אתה יכול להשתמש בלחות נוספת, חיישני טמפרטורה וכו '):
const int pin = 9; //Debe ser el pin conectado al relé para su control
const float thresholdLOW = 20.0;
const float thresholdHIGH= 30.0;
bool state = 0; //Celda Peltier desactivada o desactivada
float GetTemperature()
{
return 20.0; //sustituir en función del sensor de temperatura (o lo que sea) empleado
}
void setup() {
pinMode(pin, OUTPUT); //el pin de control se define como salida
}
void loop(){
float currentTemperature = GetTemperature();
if(state == 0 && currentTemperature > thresholdHIGH)
{
state = 1;
digitalWrite(pin, HIGH); //Se enciende el TEC
}
if(state == 1 && currentTemperature < thresholdLOW)
{
state == 0;
digitalWrite(pin, LOW); //Se apaga el TEC
}
delay(5000); //Espera 5 segundos entre las mediciones de temperatura en este caso
}