Caja de cámara con control de temperatura para bricolaje con módulo Peltier TEC: 4 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

He montado una caja de cámara de temperatura controlada para probar pequeñas placas electrónicas. En este tutorial, he compartido mi proyecto, incluidos los archivos fuente y el enlace a los archivos Gerbers para hacer el PCB.

Solo he utilizado materiales baratos comúnmente disponibles que se encuentran en mi stock. Todas las partes electrónicas son DIP throughole para facilitar la soldadura.

La clave de este proyecto es controlar el software en el que todavía estoy trabajando. El controlador PIC usa PWM para controlar la corriente TEC en el modo de enfriamiento. Puede ver el gráfico de la corriente de TEC frente al ciclo de trabajo de PWM. Tu configuración puede ser diferente.

Para permitir el modo de calefacción, el circuito utiliza 2 relés de alta calidad para invertir la polaridad TEC. El modo de calefacción del firmware actualmente funciona solo como modo de encendido / apagado que no es ideal para la vida útil de TEC, sin embargo, dado que la calefacción requiere menos corriente y aquí en mi ubicación realmente no necesito calefacción, estaba menos enfocado en la programación del modo de calefacción.

Paso 1: Ensamblaje del disipador de calor

Solicite y prepare piezas y materiales de acuerdo con la lista de materiales.

1. Instale el ventilador MF40101VX-1000U-A99 en el disipador térmico ATS-CPX060060025-132-C2-R0 con tornillos autorroscantes.

2. El módulo Peltier 12704 se coloca con grasa térmica entre Accelero S1 y ATS-CPX060060025-132-C2-R0 Disipador de calor. El disipador de calor se fijó con 4 piezas de tornillos 50M020040N016, espaciadores de separadores M3x6mm y tuercas M2. Algunas revisiones de Accelero no necesitan las tuercas M2 ya que los tornillos M2 se pueden insertar directamente en los orificios originales. Compruebe que Peltier esté fijado de forma correcta y uniforme. El lado caliente está hacia Accelero S1.

3. Instale ventiladores EE80251S2-1000U-999 en el disipador de calor caliente. Para el lado caliente puede usar bridas para cables.

4. Pruebe que el conjunto esté funcionando y genere calor y frío.

5. Haga o encuentre una caja de espuma de poliestireno de volumen interno de 2 litros.

6. Haga un orificio de 6x6 cm en la caja para instalar el conjunto del disipador de calor. El disipador térmico del lado frío debe insertarse correctamente en el espacio interno. Utilice el sellador Super 7 Hybrifix para aislar alrededor del disipador de calor.

7. Inserte Adafruit Waterproof DS18B20 en la caja.

8. Agregue una capa adicional de espuma de poliestireno a la caja para un mejor aislamiento.

Paso 2: hacer la electrónica

1. Grabe el firmware TController.hex en PIC16F628A

2. Suelde las placas de controlador y controlador. En el módulo XL4005, debe conectar el pin FB a la almohadilla marcada FB en la PCB con un cable pequeño. Ver las fotos.

3. En la fuente de alimentación de 12V 10A ajusta la salida a 13V, tiene un pequeño potenciómetro cerca de los terminales. Conecte 13V a las placas electrónicas del controlador. Conecte 5 V a la entrada del conector del bloque de terminales VCNTL y configure el potenciómetro XL4005 para obtener aproximadamente 2,00 V en la salida TEC.

4. Conecte el tablero del controlador con LCD. Recuerde conectar los cables de la placa del controlador a los cables RL1, RL2, VCTRL de la placa del controlador. Conecte el TEC, la electrónica y los ventiladores a la fuente de alimentación de 10 A 13 V.

Puede descargar archivos de PCB Gerber aquí:

Puede descargar el archivo fuente del firmware aquí:

Paso 3: Cuadro de prueba y ajuste del archivo fuente

Pruebe el firmware predeterminado de thermobox. Con una caja de volumen de 2 litros, debería poder ajustar de 0C a 60C. En el modo de calefacción, es posible que deba mantener la puerta abierta, depende de la temperatura, por supuesto. En modo más frío, compruebe que la puerta esté bien cerrada.

El controlador Thermobox será menos estable en temperaturas cercanas a la temperatura ambiente porque el algoritmo fimware está lejos de ser ideal. El código es de código abierto, por lo que puede modificarlo o enviarme sus sugerencias.

Puede modificar y recompilar el firmware con la versión de demostración gratuita Mikroe MikroBasic IDE porque el código es inferior a 4K. Cuando cambia la temperatura, la caja necesita un tiempo de configuración para alcanzar el valor de temperatura, puede enfriarse o sobrecalentarse hasta que alcance los niveles correctos, ¡es normal!

Cosas para hacer:

- hacer la puerta con terminales de cable para una fácil conexión de la placa bajo prueba a los medidores externos

- mejorar el algoritmo del controlador PIC

- añadir sonda termistor para control / monitorización adicional

Paso 4: Agregar puerta con cable para conectar la placa bajo prueba

Más tarde hice la puerta con un sensor termistor de 10K adicional y un cable USB para conectar la placa bajo prueba. El terminal interno de la puerta debe entrar en la caja firmemente. Unté hybrifix super-7 en la parte de espuma de poliestireno para hacerlo más fuerte y menos desmoronado.