Anda mungkin memerlukan sejukkan sesuatu dalam projek DIY anda. Untuk ini, anda memerlukan sel Peltier. Peranti semikonduktor ini berdasarkan kesan termoelektrik membolehkan penyejukan yang sangat cepat. Anda boleh membelinya dalam beberapa kedai seperti Amazon, atau hanya mengeluarkannya dari peranti yang rosak di mana ia berada. Peralatan yang boleh anda perolehi adalah dispenser air sejuk khas dan beberapa alat pembersih tanpa kompresor.
Sel Peltier jenis ini banyak digunakan di pelbagai sektor industri untuk penyejukan. Sebabnya ia mempunyai banyak kelebihan berbanding sistem penyejukan tradisional yang lain. Sebagai contoh, dalam dua contoh yang telah saya berikan di atas, dalam kes dispenser air didedikasikan untuk menyejukkan tangki air agar tetap segar, sementara di dehumidifier ia menyejukkan udara masuk sehingga kelembapan mengembun dan menetes di tangki pemeluwapan ...
Kesan termoelektrik
The kesan termoelektrik adalah yang mengubah perbezaan suhu menjadi voltan elektrik atau sebaliknya. Ini dicapai dengan menggunakan termokopel atau jenis bahan yang sangat spesifik, biasanya semikonduktor. Di dalamnya, kecerunan suhu menghasilkan pembawa cas dalam bahan, sama ada elektron (-) atau lubang (+).
Kesan ini dapat digunakan untuk banyak aplikasi, dari pemanasan, penyejukan, pengukuran suhu, penjanaan elektrik, dll. Dan ini disebabkan oleh pelbagai kesan yang terdapat dalam yang disebut termoelektrik. Sebahagian daripadanya adalah:
- Kesan seebek: diperhatikan oleh Thomas Seebek, ini adalah fenomena di mana termokopel yang menggunakan perbezaan suhu menghasilkan elektrik. Ia ditemui ketika diperhatikan bahawa dua logam bergabung dengan salah satu ujungnya perbezaan suhu diterapkan padanya dan bahawa mereka menghasilkan kemungkinan perbezaan pada hujungnya yang terpisah. Dengan ini, mungkin menggunakan haba yang dihasilkan oleh beberapa sumber untuk mengubahnya menjadi elektrik.
- Kesan Thomson: menerangkan pemanasan atau penyejukan konduktor yang membawa arus dengan kecerunan suhu. Itu digambarkan oleh Williams Thomson atau Lord Kelvin.
Secara amnya, kesan Seebek, Thomson, dan Peltier boleh diterbalikkan, walaupun ini tidak berlaku dalam kes pemanasan Joule.
Kesan pelik
El Kesan pelik ia serupa, dan berdasarkan apa sel yang kita bincangkan dalam artikel ini didasarkan. Dengan harta ini ditemui oleh Jean Peltier pada tahun 1834, dan serupa dengan Seebek. Ia berlaku apabila voltan elektrik menyebabkan perbezaan suhu antara dua bahan atau termokopel yang berlainan. Bagi peranti semasa, ia adalah semikonduktor, tetapi ia juga boleh menjadi logam yang dikenali sebagai persimpangan Peltier.
Itu bermaksud bahawa jika cas elektrik dikenakan pada peranti ini, satu sisi akan menjadi panas dan sebelah yang lain akan menjadi sejuk. Ini kerana elektron bergerak dari kawasan berkepadatan tinggi ke kawasan berkepadatan rendah, mereka mengembang dengan cara yang sama seperti gas ideal, dan oleh itu, mereka menyejukkan kawasan itu.
By the way, satu tahap TEC dapat menghasilkan perbezaan suhu antara bahagiannya hingga 70ºC. Oleh itu, sekiranya bahagian panas tetap disejukkan, semakin banyak kapasiti penyejukan sel TEC atau Peltier ini. Haba yang diserap ini akan berkadar dengan arus yang disediakan dan mengikut masa.
Kelebihan dan kekurangan TEC
Seperti mana-mana sistem, sel TEC atau Peltier mempunyai kelebihan dan kekurangannya. Inilah sebabnya mengapa beberapa sistem penyejukan masih lebih suka menggunakan kaedah konvensional yang lain. Antara faedahnya adalah seperti berikut:
- Ia tidak mempunyai bahagian yang bergerak, jadi ia tidak memerlukan penyelenggaraan dan lebih dipercayai.
- Tidak menggunakan pemampat tiada pencemaran gas CFC.
- Ia boleh mengawal suhu dengan mudah dan tepat, hingga pecahan darjah dengan mengubah arus yang digunakan.
- Saiz kecil, walaupun boleh dibuat dengan pelbagai saiz.
- Mempunyai a jangka hayat sehingga 100.000 jam, berbanding dengan yang disediakan oleh beberapa peti sejuk mekanikal.
yang Kelemahan penggunaan TEC bunyi:
- Anda hanya boleh menghapuskan jumlah terhad aliran haba.
- Tidak cekap bertenaga berbanding sistem pemampatan gas. Walau bagaimanapun, kemajuan baru menjadikannya semakin cekap.
hartanah
yang Plat pelikat seperti TEC1 12706 Ia boleh berharga beberapa euro, jadi sangat murah. Papan ini mempunyai dimensi 40x40x3mm dan mengandungi 127 pasangan semikonduktor di dalamnya. Kuasa elektrik adalah 60w dan voltan bekalan nominal 12v dan arus nominal 5A.
Dengan dia anda boleh menjana perbezaan suhu maksimum antara muka mereka 65ºC, yang cukup bagus. Ia boleh berfungsi antara -55ºC dan 83ºC tanpa merosakkan dirinya sendiri, jadi jika anda bergerak di luar nilai-nilai ini, anda berisiko tidak dapat digunakan. Sekiranya anda menyimpan nilai-nilai itu, ia boleh bertahan 200.000 jam kerja dengan sempurna, iaitu bertahun-tahun ...
Kecekapan model ini lebih kurang 12-15w haba diekstrak, itu adalah kecekapan sekitar 20 atau 25% mengingat penggunaannya sekitar 60 w. Bagaimanapun, anda harus ingat bahawa nilai ini juga akan sangat dipengaruhi oleh suhu persekitaran.
Sekiranya anda lebih suka, bukannya membeli sel TEC atau Peltier sahaja, anda juga boleh membeli di Tiada produk dijumpai. sistem penyejukan yang lengkap.
Aplikasi sel pelet
Nah, sel Peltier boleh digunakan terutamanya untuk penyejukan. Contohnya, anda boleh menyejukkan air atau cecair lain dengannya, atau membuat penyahhidratan buatan sendiri. Apa pun, penyediaannya sangat mudah. Sebaik sahaja anda memperoleh atau mendapatkan sel, anda hanya perlu menggunakan arus terus melalui kabel positif dan negatif yang dimilikinya. Dengan cara itu satu sisi akan menjadi panas dan sebelah yang lain akan menjadi sejuk. Anda mesti mengenal pasti sisinya dengan baik mengikut apa yang anda cari.
Contoh aplikasi dengan Arduino
Anda boleh menggunakan a skema sambungan seperti yang kita buat untuknya modul geganti, tetapi bukannya memberi makan sel Peltier dan kipas dengan 220v AC, ia diberi makan dengan DC pada 12v. Anda boleh menggunakan skema yang sama dan menyambungkan alat pendingin anda ke papan Arduino.
Sebaik sahaja anda mempunyai semua yang berkaitan, anda boleh buat kod ringkas untuk Arduino IDE supaya sistem penyejukan anda dapat dikendalikan, seperti ini untuk mengawal relay mengikut keadaan apa sehingga sistem dapat diaktifkan (anda dapat menggunakan kelembapan tambahan, sensor suhu, dll.):
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
}