Peltier İle Mini Buz Dolabı ATmega8 LCD DS18S20

Peltier Termoelektrik Soğutucu Nedir Nasıl Çalışır bilgileri ve 50W Peltier ile 12 Volt Beslemeli Mini Buz Dolabı projesinden sonra ATmega8 mikrodenetleyici üzerine kurulu lcd göstergeli daha gelişmiş bir peltier kontrol devresini paylaşıyorum.

Devre üzerinde soğutmanın başlayacağı ısı değeri belirlenebiliyor, PWM ayarlanabiliyor bilgiler 2×16 lcd ekran üzerinden görülüyor sıcaklık ölçümü ds18s20 sensör ile yapılmış.

Yazar ebaydan satın aldığı 136W peltieri kullanmış peltier PWM yöntemi ile mosfet üzerinden kontrol ediliyor..

Peltier hücreli araba soğutucusu

ATmega8 mikrodenetleyici tarafından kontrol edilen bir araba soğutucusunun uygulanması. Yaz aylarının zamanı yaklaşıyor ve çadır, mangal vb. çeşitli etkinlikler bunlarla bağlantılı. Bu tür olaylarda, yiyecekleri daha uzun süre dayanacak şekilde nasıl saklayacağımız sorunuyla sık sık karşılaşıyoruz. Bu nedenle, bir ATmega8 mikrodenetleyici tarafından kontrol edilen bir peltier hücre ile kendi araba soğutucumu yapmaya karar verdim.

Kutu yapımı

Buzdolabı, 3 cm kalınlığında sertleştirilmiş (ekstrüde) polistirenden yapılmıştır. Bu polistiren, daha önce özellikle balon projelerinde doğruladığım mükemmel yalıtım özelliklerine sahiptir. Üretim sırasında önce kutunun tek tek parçalarını kesip duvilax (beyaz ahşap tutkalı) ile yapıştırdım ve ardından kendinden kılavuzlu vidalarla sıktım. Bu yapıştırıcı benim için en iyi sonucu verdi çünkü diğer yapıştırıcılar polistirenimi eritti. Üstteki çıkarılabilir parçanın üstüne iki kat polistiren yerleştirdim, böylece iç katman kutuya sığar ve ısı sızıntısını en aza indirir. Araç buzdolabım 30x40x30cm ölçülerindedir.

Araba soğutucu kutusunun yapımı

Peltier hücresi, küçük bir ısı pompası görevi gören yarı iletken bir elementtir. Düşük voltajlı bir kaynağı Peltier hücresine bağladıktan sonra, ısı hücrenin bir tarafından diğer tarafına akmaya başlar. Sonuç olarak modülün bir tarafı soğumaya, diğer tarafı ise ısınmaya başlar. Peltier hücreleri kullanılarak bu işlemin tersine çevrilebileceğini ve bir elektrik akımı elde edilebileceğini veya polarite değiştirilerek hücre içindeki ısı transferinin yönünün değiştirilebileceğini belirtmek önemlidir. Böylece Peltier hücresi soğutma, ısıtma ve elektrik üretimi için kullanılabilir. Bizim durumumuzda, buzdolabındaki yiyecekleri soğutmak için peltier hücresini kullanacağız.

Peltier hücresinin yapısı

Peltier hücresi, sıfır sıcaklık farklarında nispeten düşük verimliliğe (yaklaşık %30) sahiptir. Sıcaklık farkı arttıkça bu oran da artmakta ve verim düşmektedir. 30°C’lik bir sıcaklık farkıyla buzdolabından ısıyı uzaklaştırmak için hala makul bir verimlilik elde etmeyi başardığımı ölçerek öğrendim. Bu, buzdolabında elde etmek istediğimiz sıcaklık ne kadar düşük olursa, sıcak taraftaki sıcaklığı o kadar düşürmemiz gerektiği anlamına gelir. Bu nedenle, bu gerçek ihmal edilmemeli ve aktif soğutma ve yeterli bir soğutucu ile peltier hücresinin sıcak kısmından yeterli ısının uzaklaştırılması sağlanmalıdır.

Benim durumumda ebay.com’dan satın aldığım 136W’lık bir peltier kullandım. %30 verimlilikte, sıcak taraftan 90W ısı uzaklaştırılmalıdır. Bunu 150x200x15mm ölçülerinde nervürlü bir soğutucu ve iki adet fan ile sağladım. Soğuk tarafta, fanın içine daha küçük bir soğutucu yerleştirdim, bu da daha iyi ısı transferi sağlıyor. Buzdolabı testleri sırasında, 40°C sıcak taraf sıcaklığı ile en düşük buzdolabı sıcaklığı olan 5°C’ye ulaşmayı başardım.

Cihaz yapımı

Tüm cihazın kalbi, buzdolabının tüm fonksiyonlarını kontrol eden ATmega8 mikrobilgisayardır. Giriş öğeleri, buzdolabının tüm parametrelerini uygun şekilde ayarlamak için kullanılabilen üç düğmedir (YUKARI, AŞAĞI, ENTER). Buzdolabının parametrelerini görüntülemek için 1×16 karakterlik bir ekran kullanılır. DS18S20 sensörleri, uygun soğutma için gerekli sıcaklıkları elde etmek için kullanılır. Buzdolabını kontrol etmek için üç çıkış kullanılır. Harici ve dahili fanları bağlamak için iki çıkış kullanılırken, harici fanın hızı PWM ile kontrol edilir. Üçüncü çıkış, PWM düzenlemesi kullanılarak peltier hücresinin gücünü kontrol etmek için kullanılır. Isı kayıplarını en aza indirmek için düşük Rds(ON) değerine sahip tek kutuplu bir güç transistörü seçilmelidir. Rds(ON) 11mOhm değerine sahip MOSFET IRF1010N kullandım.

Cihazın tamamı araba aküsünden güç alırken, voltaj değeri, akü zayıfladığında buzdolabını sonunda kapatmaya yarayan mikrobilgisayarın dahili AD dönüştürücüsü kullanılarak algılanır. Baskı devre kartı, tek taraflı baskı devre kartı üzerinde yapılmıştır ve KM33 kutusuna yerleştirilmek üzere uyarlanmıştır .

Araba buzdolabı yönetimi

Araç buzdolabı, aşağıdaki seçenekleri sunan Atmega8 mikrobilgisayar tarafından kontrol edilir:
– İstenen soğutma sıcaklığının ayarlanması
– Buzdolabının kapatılması için kritik voltaj değerinin ayarlanması
– DS18S20 sensörleri kullanılarak soğuk ve sıcak taraf sıcaklıklarının ölçülmesi
– PWM regülasyonu fanlar ve peltier hücresi
– Buzdolabının kritik sıcaklığına ulaşıldığında buzdolabının kapatılması
– Verimli soğutma yönetimi
– Üç düğme kullanılarak buzdolabının kontrol edilmesi
– Karakter ekranında seçeneklerin görüntülenmesi 1×16 karakter

Soğutma işlemi

İstenilen sıcaklık ayarlandıktan sonra ayarlanan değerin iç sıcaklıktan düşük olup olmadığı kontrol edilir. Evet ise, soğutma işlemi başlayacaktır. Bu işlem sırasında, hem harici hem de dahili fanlar tam güce ayarlanır. Peltier hücresi de tam güce ayarlanmıştır. Soğutma işlemi sırasında iç ve dış sıcaklık arasındaki fark 35°C’den fazla olursa, peltier hücrenin gücü azalmaya başlayacak ve böylece sıcak taraf bu sıcaklık farkının altına soğutulacaktır. Bu tür bir yönetim “termal” bayrağıyla gösterilir. Bu yönetim, 35°C’nin üzerindeki sıcaklık farklarında soğutma veriminin zaten çok düşük olduğu bakış açısından gereklidir. İstenilen sıcaklığa ulaştıktan sonra kontrol, peltier gücünü kademeli olarak azaltarak bunu korumaya çalışır.

Soğutma işlemi sırasında ayrıca dış sıcaklık ve akü voltajı da sürekli kontrol edilir. Kritik bir voltaj değerine ulaşıldığında (ayarlanabilir), fanlar ve peltier hücresi kapatılır. Voltaj 0,5V yükselirse soğutma işlemi tekrar başlayacaktır. Dış sıcaklık 50C’yi geçtiğinde güvenlik nedeniyle peltier hücre kapatılır ve dış fan %100 güçle çalıştırılır. Soğutma işlemi yalnızca sıcaklık 45°C’nin altına düştüğünde başlayacaktır.

Araç soğutucusunun parametrelerinin ayarlanması ve görüntülenmesi. Bireysel parametreler ENTER düğmesine basılarak değiştirilebilir.

Aşağıdaki parametreler ayrı ekranlarda görüntülenir:

• 1. YUKARI ve AŞAĞI düğmelerini kullanarak istenen soğutma sıcaklığını ayarlayın. Ayar adımı 0,5°C’dir.
• 2. Buzdolabının kapandığı kritik voltaj seviyesinin ayarlanması. Ayar adımı 0,1V’dir
• 3. Mevcut iç sıcaklık hakkında bilgi
• 4. Mevcut dış sıcaklık hakkında bilgi
• 5. Mevcut akü voltajı hakkında bilgi
• 6. PWM peltier düzenlemesinin durumu hakkında bilgi (0-maks. güç, 255-dak) . güç)
• 7. Harici fanın PWM kontrolünün durumu hakkında bilgi (0 – min. güç, 255 – maks. güç)
• 8. Termal düzenleme hakkında bilgi (dış ve iç sıcaklık arasındaki fark 35°C’yi aşarsa)
• 9. Pil durumu hakkında bilgi

Kaynak: svetelektro.com/clanky/autochladnicka-s-peltierovym-clankom-489.html