DIY Komora z kontrolowaną temperaturą z modułem Peltier TEC: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Do testowania małych płytek elektronicznych zmontowałem komorę z regulacją temperatury. W tym samouczku udostępniłem mój projekt, w tym pliki źródłowe i link do plików Gerbers, aby zrobić PCB.

Użyłem tylko tanich powszechnie dostępnych materiałów, które znajdowały się w moim magazynie. Wszystkie części elektroniczne mają otwór DIP ułatwiający lutowanie.

Kluczem do tego projektu jest oprogramowanie sterujące, nad którym wciąż pracuję. Kontroler PIC wykorzystuje PWM do sterowania prądem TEC w trybie chłodzenia. Możesz zobaczyć wykres prądu TEC w stosunku do cyklu pracy PWM. Twoja konfiguracja może być inna.

Aby umożliwić tryb ogrzewania, obwód wykorzystuje 2 wysokiej jakości przekaźniki do odwrócenia polaryzacji TEC. Tryb ogrzewania oprogramowania układowego działa obecnie tylko jako tryb włączania/wyłączania, który nie jest idealny do życia TEC, jednak ponieważ ogrzewanie wymaga mniej prądu, a tutaj w mojej lokalizacji tak naprawdę nie potrzebuję ogrzewania, mniej skupiłem się na programowaniu trybu ogrzewania.

Krok 1: Montaż radiatora

Zamów i przygotuj części i materiały zgodnie z BOM.

1. Zainstaluj wentylator MF40101VX-1000U-A99 na radiatorze ATS-CPX060060025-132-C2-R0 za pomocą wkrętów samogwintujących.

2. Moduł Peltiera 12704 jest umieszczony z pastą termoprzewodzącą pomiędzy Accelero S1 a radiatorem ATS-CPX060060025-132-C2-R0. Radiator mocowany za pomocą 4 szt. śrub 50M020040N016, podkładek dystansowych M3x6mm i nakrętek M2. Niektóre wersje Accelero nie wymagają nakrętek M2, ponieważ śruby M2 można włożyć bezpośrednio do otworów w magazynie. Sprawdź, czy Peltier jest zamocowany prawidłowo i równomiernie. Gorąca strona jest w kierunku Accelero S1.

3. Zainstaluj wentylatory EE80251S2-1000U-999 na gorącym radiatorze. W przypadku gorącej strony można użyć opasek kablowych.

4. Sprawdź, czy zespół działa i generuje ciepło i zimno.

5. Wykonaj lub znajdź 2 litrowe pudełko styropianowe o wewnętrznej objętości.

6. Wykonaj w pudełku otwór o wymiarach 6x6 cm, aby zainstalować zespół radiatora. Radiator zimnej strony musi być prawidłowo włożony do przestrzeni wewnętrznej. Użyj Super 7 Hybrifix Sealant do izolacji wokół radiatora.

7. Włóż Adafruit Waterproof DS18B20 do pudełka.

8. Dodaj dodatkową warstwę styropianu do pudełka dla lepszej izolacji.

Krok 2: Tworzenie elektroniki

1. Wypal oprogramowanie TController.hex do PIC16F628A

2. Przylutuj kontroler i płytki sterownika. W module XL4005 należy podłączyć pin FB do płytki oznaczonej jako FB na płytce PCB małym przewodem. Zobacz zdjęcia.

3. W zasilaczu 12 V 10 A dostosuj wyjście do 13 V, ma mały potencjometr blisko zacisków. Podłącz 13V do płytek elektronicznych sterownika. Podłącz 5V do wejścia złącza bloku zacisków VCNTL i ustaw potencjometr XL4005 na około 2,00V na wyjściu TEC.

4. Płytka kontrolera drutu z wyświetlaczem LCD. Pamiętaj o okablowaniu z płyty kontrolera do przewodów RL1, RL2, VCTRL płyty sterownika. Podłącz komputer TEC, elektronikę i wentylatory do źródła zasilania 10A 13V.

Pliki PCB Gerbera można pobrać tutaj:

Możesz pobrać plik źródłowy oprogramowania układowego tutaj:

Krok 3: Testowanie skrzynki i dostosowywanie pliku źródłowego

Przetestuj domyślne oprogramowanie wewnętrzne termoboxa. Z 2 litrowym pojemnikiem objętościowym powinieneś być w stanie ustawić od 0C do 60C. W trybie ogrzewania może być konieczne pozostawienie otwartych drzwi, oczywiście w zależności od temperatury. W trybie chłodzenia sprawdź, czy drzwi są dobrze zamknięte.

Kontroler Thermobox będzie mniej stabilny w temperaturach zbliżonych do temperatury pokojowej, ponieważ algorytm oprogramowania sprzętowego jest daleki od ideału. Kod jest open source, więc możesz go zmodyfikować lub przesłać mi swoje sugestie.

Możesz modyfikować i rekompilować firmware za pomocą darmowej wersji demo Mikroe MikroBasic IDE, ponieważ kod jest mniejszy niż 4K. Gdy zmienisz temperaturę, skrzynka potrzebuje czasu na ustawienie, aby osiągnąć wartość temperatury, może się przegrzać lub przegrzać, dopóki nie osiągnie prawidłowych poziomów, to normalne!

Rzeczy do zrobienia:

- wykonać drzwiczki z zaciskami kablowymi w celu łatwego podłączenia testowanej płytki do zewnętrznych liczników

- ulepszyć algorytm kontrolera PIC

- dodaj sondę termistorową dla dodatkowej kontroli/monitora

Krok 4: Dodawanie drzwi z kablem do testowanej płytki łączącej

Później wykonałem drzwi z dodatkowym czujnikiem termistorowym 10K i kablem USB do podłączenia testowanej płytki. Terminal wewnętrzny drzwi powinien szczelnie wejść do skrzynki. Część styropianową posmarowałam hybrifix super-7, aby była mocniejsza i mniej krusząca się.