Malamang kailangan mo palamigin ang isang bagay sa iyong mga proyekto sa DIY. Para sa mga ito, kakailanganin mo ng isang Peltier cell. Ang aparato na semiconductor na ito batay sa mga thermoelectric effects ay nagbibigay-daan sa napakabilis na paglamig. Maaari mo itong bilhin sa ilan mga tindahan tulad ng Amazon, o alisin lamang ito mula sa isang nasirang aparato kung nasaan ito. Ang mga appliances na maaari mong makuha ang isa ay ang mga karaniwang dispenser ng malamig na tubig at ilang mga dehumidifier na walang compressor.
Ang ganitong uri ng Peltier cells ay malawakang ginagamit sa iba't ibang mga sektor ng industriya para sa pagpapalamig. Ang dahilan ay marami ito mga kalamangan kaysa sa iba pang mga tradisyonal na paglamig system. Halimbawa tangke ng paghalay ...
Mga Thermoelectric na epekto
Los thermoelectric effects ay ang mga nagko-convert ng pagkakaiba sa temperatura sa electrical boltahe o kabaligtaran. Nakamit ito gamit ang mga thermocouples o napaka-tukoy na mga uri ng mga materyales, karaniwang mga semiconductor. Sa mga ito, ang mga gradient ng temperatura ay gumagawa ng mga carrier ng singil sa materyal, alinman sa mga electron (-) o mga butas (+).
Ang epektong ito ay maaaring magamit upang dami ng mga application, mula sa pag-init, paglamig, pagsukat ng temperatura, pagbuo ng elektrisidad, atbp. At iyon ay dahil sa iba't ibang mga epekto na umiiral sa loob ng tinaguriang mga thermoelectric. Ang ilan sa kanila ay:
- Seebek effect: sinusunod ni Thomas Seebek, ito ay isang kababalaghan kung saan ang mga thermocouples na kung saan inilapat ang isang pagkakaiba sa temperatura ay nakakagawa ng elektrisidad. Natuklasan nang napansin na ang dalawang riles na sinalihan ng isa sa kanilang mga dulo ay inilapat dito ang pagkakaiba sa temperatura at nakalikha sila ng potensyal na pagkakaiba sa kanilang magkakahiwalay na dulo. Sa pamamagitan nito, maaaring posible na gamitin ang init na nabuo ng ilang mapagkukunan upang ibahin ito sa kuryente.
- Thomson na epekto: naglalarawan ng pag-init o paglamig ng isang kasalukuyang nagdadala ng konduktor na may gradient ng temperatura. Inilarawan ito ni Williams Thomson o Lord Kelvin.
Pangkalahatan, ang Seebek, Thomson, at Peltier effects maaaring maibalik, bagaman hindi ito ang kaso sa kaso ng pag-init ng Joule.
Peltier effect
El Peltier effect katulad ito, at ito ay kung saan nakabatay ang mga cell na tinatalakay namin sa artikulong ito. Sa pag-aaring ito na natuklasan ni Jean Peltier noong 1834, at katulad ng Seebek. Ito ay nangyayari kapag ang isang boltahe ng elektrisidad ay nagdudulot ng pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng dalawang magkakaibang mga materyales o thermocouples. Sa kaso ng kasalukuyang mga aparato sila ay semiconductors, ngunit maaari rin silang maging mga metal na kilala bilang Peltier junction.
Nangangahulugan iyon na kung ang isang singil na elektrikal ay inilalapat sa mga aparatong ito, ang isang panig ay maiinit at ang iba pang mga gilid ay cool. Ito ay sapagkat ang mga electron ay naglalakbay mula sa isang mataas na density na rehiyon patungo sa isang may mababang density, lumalawak sila sa parehong paraan na ginagawa ng isang perpektong gas, at samakatuwid, pinalamig nila ang rehiyon na iyon.
Sa pamamagitan ng paraan, ang isang solong yugto ng TEC ay maaaring makabuo ng isang pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga bahagi nito hanggang sa 70ºC. Kaya't kung pinapanatili mong pinalamig ang mainit na bahagi, mas maraming kapasidad ng paglamig ang magkakaroon ng TEC o Peltier cell na ito. Ang hinihigop na init na ito ay magiging proporsyonal sa kasalukuyang ibinigay at sa oras.
Mga kalamangan at dehado ng TEC
Tulad ng anumang sistema, ang TEC o Peltier cell ay may mga kalamangan at kalamangan. Ito ang dahilan kung bakit mas gusto ng ilang mga sistema ng pagpapalamig na gumamit ng iba pang mga maginoo na pamamaraan. Sa pagitan ng ang mga benepisyo ang mga ito ay:
- Wala itong mga gumagalaw na bahagi, kaya't hindi nangangailangan ng pagpapanatili at mas maaasahan.
- Hindi gumagamit ng mga compressor walang maruming CFC gas.
- Kaya nito kontrolin ang temperatura nang madali at napaka-tumpak, hanggang sa mga praksyon ng isang degree sa pamamagitan ng pag-iiba sa inilapat na kasalukuyang.
- Maliit na sukat, bagaman maaari silang gumawa ng iba't ibang laki.
- Mayroong a mahabang buhay ng hanggang 100.000 oras, kumpara sa ibinibigay ng ilang mga mekanikal na ref.
ang Mga disadvantages ng paggamit ng isang TEC tunog:
- Maaari mo lamang paalisin ang isang limitadong halaga pag-agos ng init.
- Hindi episyente masiglang pagsasalita kumpara sa mga sistema ng compression ng gas. Gayunpaman, ang mga bagong pagsulong ay ginagawang mas mahusay ito.
Katangian
isang Peltier plate tulad ng TEC1 12706 Maaari itong mapresyohan sa isang pares ng euro, kaya't napakamura. Ang board na ito ay may sukat na 40x40x3mm at naglalaman ng 127 na pares na semiconductor sa loob. Ang lakas ng kuryente ay 60w at ang nominal na supply boltahe nito na 12v at nominal na kasalukuyang 5A.
Sa kanya maaari mo makabuo ng maximum na mga pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng kanilang mga mukha ng 65ºC, na kung saan ay medyo mabuti. Maaari itong gumana sa pagitan ng -55ºC at 83ºC nang hindi sinisira ang sarili nito, kaya kung lumipat ka sa labas ng mga halagang ito pinamamahalaan mo ang panganib na maging hindi magamit. Kung panatilihin mo ang mga halaga sa loob nito, maaari ka ring tumagal sa iyo ng 200.000 na oras ng trabaho na perpekto, iyon ay, maraming taon ...
Ang kahusayan ng modelong ito ay tungkol sa 12-15w init na nakuha, iyon ay isang kahusayan sa paligid ng 20 o 25% isinasaalang-alang na kumonsumo ito ng halos 60w. Gayunpaman, kailangan mong tandaan na ang halagang ito ay malaki ring maiimpluwensyahan ng temperatura ng paligid.
Kung gusto mo, sa halip na bumili lamang ng TEC o Peltier cell, maaari ka ring bumili sa Walang nahanap na mga produkto ang kumpletong sistema ng paglamig.
Paglapat ng peltier cell
Sa gayon, isang Peltier cell maaaring gamitin pangunahin para sa paglamig. Halimbawa, maaari kang magpalamig ng tubig o anumang iba pang likido kasama nito, o lumikha ng iyong sariling homemade dehumidifier. Anuman ito, ang set-up nito ay napaka-simple. Kapag nakuha mo o nakuha ang cell, maglalapat ka lamang ng direktang kasalukuyang sa pamamagitan ng positibo at negatibong mga cable na mayroon ito. Sa ganoong paraan mag-iinit ang isang panig at ang lamig ay nanlamig. Dapat mong kilalaning mabuti ang mga panig nito ayon sa hinahanap mo.
Application halimbawa kasama si Arduino
Maaari mong gamitin ang isang scheme ng koneksyon kagaya ng ginawa namin para sa kanya module ng relay, ngunit sa halip na pakainin ang Peltier cell at ang fan na may 220v AC, ito ay pinakain ng DC sa 12v. Maaari mong gamitin ang parehong eskematiko at ikonekta ang iyong cooler sa Arduino board.
Kapag nakakonekta mo na ang lahat, maaari mo lumikha ng isang simpleng code para sa Arduino IDE upang ang iyong sistema ng pagpapalamig ay maaaring makontrol, tulad ng isang ito upang makontrol ang relay alinsunod sa kung anong mga kondisyon upang ma-aktibo ang system (maaari kang gumamit ng karagdagang kahalumigmigan, mga sensor ng temperatura, atbp.):
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
}