DIY temperaturgesteuerte Kammerbox mit Peltier TEC-Modul - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Ich habe eine temperaturgesteuerte Kammerbox zum Testen kleiner elektronischer Platinen zusammengebaut. In diesem Tutorial habe ich mein Projekt mit Quelldateien und einem Link zu Gerbers-Dateien geteilt, um die Leiterplatte zu erstellen.

Ich habe nur billige, allgemein verfügbare Materialien verwendet, die in meinem Lager gefunden wurden. Alle elektronischen Teile sind DIP-Durchgangslöcher für einfaches Löten.

Der Schlüssel zu diesem Projekt ist die Steuerung der Software, an der ich noch arbeite. Der PIC-Controller verwendet PWM, um den TEC-Strom im Kühlmodus zu steuern. Sie können das Diagramm des TEC-Stroms gegenüber dem PWM-Tastverhältnis sehen. Dein Setup ist vielleicht anders.

Um den Heizmodus zu ermöglichen, verwendet die Schaltung 2 hochwertige Relais, um die TEC-Polarität umzukehren. Der Heizmodus der Firmware funktioniert derzeit nur als Ein/Aus-Modus, der für die TEC-Lebensdauer nicht ideal ist. Da jedoch zum Heizen weniger Strom benötigt wird und ich hier an meinem Standort nicht wirklich heizen muss, war ich weniger auf die Programmierung des Heizmodus konzentriert.

Schritt 1: Kühlkörperbaugruppe

Bestellen und bereiten Sie Teile und Materialien gemäß der Stückliste vor.

1. Installieren Sie den MF40101VX-1000U-A99-Lüfter am ATS-CPX060060025-132-C2-R0-Kühlkörper mit selbstschneidenden Schrauben.

2. Das Peltier 12704-Modul wird mit Wärmeleitpaste zwischen dem Accelero S1 und dem ATS-CPX060060025-132-C2-R0-Kühlkörper platziert. Der Kühlkörper wird mit 4 Stück 50M020040N016 Schrauben, M3x6mm Abstandshaltern und M2 Muttern befestigt. Einige Accelero-Revisionen benötigen die M2-Muttern nicht, da M2-Schrauben direkt in die Lagerlöcher eingesetzt werden können. Prüfen Sie, ob Peltier richtig und gleichmäßig befestigt ist. Die heiße Seite ist in Richtung Accelero S1.

3. Installieren Sie die Lüfter EE80251S2-1000U-999 auf dem heißen Kühlkörper. Für die heiße Seite können Sie Kabelbinder verwenden.

4. Testen Sie, ob die Baugruppe funktioniert und Wärme und Kälte erzeugt.

5. Stelle eine Styroporbox mit 2 Liter Innenvolumen her oder finde sie.

6. Bohren Sie ein Loch von 6 x 6 cm in den Karton, um die Kühlkörperbaugruppe zu installieren. Der Kühlkörper der kalten Seite muss richtig in den Innenraum eingesetzt werden. Verwenden Sie Super 7 Hybrifix Sealant, um den Kühlkörper zu isolieren.

7. Legen Sie Adafruit Waterproof DS18B20 in die Schachtel ein.

8. Fügen Sie der Box eine zusätzliche Styroporschicht hinzu, um eine bessere Isolierung zu erzielen.

Schritt 2: Herstellung der Elektronik

1. Brennen Sie die TController.hex-Firmware in PIC16F628A

2. Controller- und Treiberplatinen löten. Beim XL4005-Modul müssen Sie den FB-Pin mit einem kleinen Draht mit dem FB-markierten Pad auf der Platine verbinden. Siehe die Fotos.

3. Bei 12V 10A Stromversorgung stellen Sie den Ausgang auf 13V ein, es hat ein kleines Potentiometer in der Nähe der Klemmen. Schließen Sie 13V an die Elektronikplatinen des Treibers an. Schließen Sie 5 V an den Eingang des VCNTL-Klemmenblocksteckers an und stellen Sie das XL4005-Poterntiometer so ein, dass am TEC-Ausgang etwa 2,00 V erhalten werden.

4. Controllerplatine mit LCD verdrahten. Denken Sie daran, von der Controllerplatine zu den RL1-, RL2- und VCTRL-Kabeln der Treiberplatine zu verdrahten. Schließen Sie TEC, Elektronik und Lüfter an das 10A 13V Netzteil an.

Hier können Sie PCB-Gerber-Dateien herunterladen:

Sie können die Firmware-Quelldatei hier herunterladen:

Schritt 3: Box testen und Quelldatei anpassen

Testen Sie die Standard-Firmware der Thermobox. Bei einer 2 Liter Volumenbox sollten Sie von 0C bis 60C einstellen können. Im Heizbetrieb müssen Sie die Tür natürlich je nach Temperatur möglicherweise geöffnet lassen. Überprüfen Sie im Kühlermodus, ob die Tür gut geschlossen ist.

Der Thermobox-Controller ist bei Temperaturen in der Nähe Ihrer Raumtemperatur weniger stabil, da der Firmware-Algorithmus alles andere als ideal ist. Der Code ist Open Source, Sie können ihn also gerne ändern oder mir Ihre Vorschläge senden.

Sie können die Firmware mit der Freeware-Demoversion Mikroe MikroBasic IDE ändern und neu kompilieren, da der Code weniger als 4K beträgt. Wenn Sie die Temperatur ändern, benötigt die Box Setup-Zeit, um den Temperaturwert zu erreichen, sie kann überkühlen oder überhitzen, bis sie die richtigen Werte erreicht, das ist normal!

Dinge die zu tun sind:

- machen Sie die Tür mit Kabelklemmen für den einfachen Anschluss der zu prüfenden Platine an die externen Zähler

- Verbesserung des PIC-Controller-Algorithmus

- Termistor-Sonde für zusätzliche Kontrolle / Überwachung hinzufügen

Schritt 4: Hinzufügen einer Tür mit Kabel zum Anschließen der zu testenden Platine

Später habe ich die Tür mit zusätzlichem 10K-Termistorsensor und USB-Kabel zum Anschluss der zu testenden Platine hergestellt. Das Tür-Innenterminal sollte fest in die Box eindringen. Ich habe Hybrifix Super-7 auf den Styroporteil geschmiert, um ihn stärker zu machen und weniger zu bröckeln.