Wasserkühlung tragbar - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Einige von euch erinnern sich vielleicht an meinen 5 Minuten USB Wrist Cooler, ein Projekt, mit dem ich meinen Körper abkühlen konnte, ohne zu schwitzen. Der Nachteil war, dass es nur etwa 5 Minuten dauerte. Dank einer Patenschaft von DFRobot konnte ich diese Zeit auf etwa drei Stunden verlängern und mehr als nur mein linkes Handgelenk abkühlen.

Dieses Projekt kühlt Wasser in einem Aluminiumblock mit einem Peltier-Modul und einem PC-Lüfter und drückt es dann mit einer Gleichstrompumpe durch einige Schläuche. Diese werden mit wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus betrieben, die mit einem rückseitig angebrachten Solarpanel aufgeladen werden können. Der Schlauch des Liquid Cooling Wearable wird unter einem eng anliegenden Unterhemd getragen, um den Kontakt mit der Haut zu maximieren. Mit einem Dfrduino habe ich sogar einen automatischen Temperaturregler hinzugefügt, der ein DHT22 verwendet, um das Wearable zu aktivieren.

Bilder, auf denen ich es trage, kommen bald (Version 2), aber jetzt fangen wir an!

Schritt 1: Werkzeuge und Materialien

Für dieses Projekt benötigen Sie (sie öffnen sich alle automatisch in neuen Registerkarten):

Schnellumrechner

DFRduino Uno Rev3

12VDC Wasserpumpe

12VDC Sonnenblumen-Solarladeregler

Intelligentes Multifunktionsladegerät

Peltier-Lüfter-Kit

5/16 Vinylschlauch

Überbrückungsdrähte (zum Testen)

Steckbrett (zum Testen)

Lithium-Ionen-Akkus

Powerbank Akku

Multimeter

DHT-22 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor

5 Watt Solarpanel

Schritt 2: Zusammenbau des Kühlgeräts

Bedecken Sie zuerst Ihren Aluminium-Kühlblock mit Wärmeleitpads, Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpaste. Geben Sie nicht zu viel, da dies den Wärmeübertragungsprozess behindert. Kleben Sie nun Ihr Peltier-Modul darauf, wobei die beschriftete Seite nicht zu Ihnen zeigt.

Zweitens, stellen Sie sicher, dass Ihre Kühlkörper- und Lüfterkombination funktioniert. Schrauben Sie den Lüfter auf den Kühlkörper und schalten Sie ihn ein. Der untere Teil des Kühlkörpers sollte etwas kühler sein als die Umgebung, aber nicht zu viel, da der Lüfter gerade Luft bläst. Wenn es funktioniert, fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Zuletzt die andere Seite des Peltiers beschichten und auf den Kühlkörper kleben. Jetzt kühlt Ihr Aluminiumblock das durch ihn fließende Wasser und der am Peltier angebrachte Lüfter leitet überschüssige Wärme ab. Ich habe etwas Klebeband verwendet, um eine stärkere mechanische Verbindung herzustellen, aber das ist nicht notwendig. Jetzt können wir es mit unseren Schläuchen an die Pumpe und den Tank anschließen. Verbinden Sie die beiden Drähte zu einem, um die Verdrahtung zu vereinfachen. Dies sind 12-V-Hochstromziehkomponenten, also verwenden Sie unbedingt einen großen Drahtquerschnitt.

Schritt 3: Pumpen und Sanitär

Pumpenelektronik

Die Pumpe wird mit einem Standardstecker mit freiliegenden Drähten am Ende geliefert. Löten Sie diese Drähte an einen Aufwärtswandler, da unsere Standardspannung von 5 Volt sie nicht schneidet. Wir werden den Booster verwenden, um 11 VDC aus unseren Batterien zu erhalten. Löten Sie auf der anderen Seite ein USB-Kabel. Stellen Sie mit dem Potentiometer die Ausgangsspannung auf ca. 11 Volt ein. Die Pumpe ist für 6V-12V ausgelegt, aber ich habe mich entschieden, mit 11 auf Nummer sicher zu gehen und auch den Aufwärtswandler nicht zu sehr zu belasten, da er keinen zusätzlichen Kühlkörper hat. Testen Sie Ihre Elektronik, indem Sie die Pumpe anschließen und in Wasser tauchen. Es sollte eingeschaltet sein.

Tank und Schläuche

Um das Wasser für das System zu speichern, habe ich eine 2 "Aluminiumdose verwendet. Ich habe versucht, ein 2" PVC-Rohr zu verwenden, aber es war zu dick für die Pumpe, so dass ich entweder die Pumpe feilen oder das Innere des Ganzen rasieren musste PVC Rohr. Ich werde das Projekt in der nächsten Version auf PVC aktualisieren. Schließen Sie den Schlauch, der mit Ihrer Pumpe geliefert wurde, daran und dann an den Aluminiumblock an. Verbinden Sie mit einem Teil des Vinylschlauchs die andere Seite des Aluminiumkühlblocks und kleben Sie ihn an die Innenseite Ihres Wassertanks (in diesem Fall eine Aluminiumdose). Sobald dies erledigt ist, testen Sie Ihre Pumpe im Tank, indem Sie sie auffüllen und einschalten. Dies ist auch wichtig, um auf Lecks zu prüfen.

Schritt 4: Kühlung, Code und Schaltung

Kühlung

Mit dem Dfrduino müssen Sie einen Mindesttemperaturindex einstellen, um die Peltier- und Lüfterkühlungskombination zu aktivieren. Dazu verwenden wir den preiswerten, aber zuverlässigen DHT22 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor. Ich werde Analog Pin 0 für die Datenleitung verwenden, aber Sie können einen anderen verwenden, wenn Sie möchten. Verbinden Sie VCC und GND mit den entsprechenden Punkten auf dem Dfrduino. Dies gibt uns Informationen, tut aber nichts selbst. Um das von uns gebaute Kühlgerät tatsächlich ein- und auszuschalten, müssen wir ein Relais einrichten, um den Strom elektromechanisch ein- und auszuschalten. Ich habe nur 12-V-Relais und Arduinos geben maximal 5 V aus, daher verwende ich einen Aufwärtswandler, um die Spannung von 5 V auf 12 V zu erhöhen, damit sie aktiviert wird.

Schaltung

Der oben genannte Stromkreis wird mit Solarstrom mit dem Sunflower Solar Controller von DFRobot betrieben. Es nimmt den Eingang von meinem 12-V-(5-W-) Photovoltaik-Panel auf und regelt ihn auf eine nutzbare Spannung und Stromstärke. Der Smart Multifunctional Charger ebenfalls von DFRobot nutzt diese zum Aufladen der im Bild gezeigten Akkus, dient aber auch als Powerbank, um Energie für die Funktion des Kühlgeräts bereitzustellen.

Code

Link zum Code für den Temperaturindex-Trigger.

Kopieren Sie den Code und fügen Sie ihn in Ihr Dfrduino ein, damit sich der Lüfter (und damit auch das Peltier-Modul) einschaltet, wenn es heiß genug ist.

Schritt 5: Wie es funktioniert

Wie in meinen anderen Peltier-Builds erhält der thermoelektrische Kühler eine eingestellte Spannung (in diesem Fall 12 Volt) und pumpt Wärme von einer Seite des Moduls zur anderen. Dies kühlt eine Seite des Keramikquadrats drastisch ab und erwärmt die andere Seite. Um zu verhindern, dass unsere Komponente durch Wärme-Backpropagation beschädigt wird, müssen wir eine aktive Kühlung in Form eines großen Kühlkörpers und Lüfters verwenden. Dieses Projekt verwendet die kühle Seite, um Wärme aus dem Wasser zu entfernen, das durch einen Aluminiumblock fließt, und verwendet dann eine Gleichstrompumpe, um diese mithilfe von Vinylschläuchen durch den Körper des Benutzers zu drücken. Um den Kontakt mit der Haut zu erhöhen, wird darüber ein enges Hemd getragen.

Um bei den energieintensivsten Teilen etwas Energie zu sparen, werden der Lüfter und der Peltier ausgeschaltet, wenn es zu kalt wird (Sie gehen zum Beispiel ins Haus). Der Dfrduino ist an einen Aufwärtswandler angeschlossen, um ein Relais einzuschalten und die Kühlbaugruppe mit Strom zu versorgen, wenn und nur wenn die Daten des DHT22-Temperatur- und Feuchtigkeitssensors dies rechtfertigen.

Schritt 6: Besonderer Dank an DFRobot

Dies war ein ziemlich großes Projekt, daher bin ich froh, von DFRobot gesponsert worden zu sein. Wie immer super Produktqualität und schneller Versand. Schauen Sie sich hier ihren Shop an.