Komora termiczna z tanim sterownikiem

W artykule Komora termiczna za 100 zł z modułem Peltiera opisałem samą komorę, która może chłodzić i grzać, ale która nie ma żadnego sterownika. W poniższym artykule opisuję prosty i tani sterownik zawierający trzy czujniki temperatury, zbudowany dosłownie na dwóch popularnych układach scalonych.

Realizacja taniej komory termicznej z wykorzystaniem aluminiowego garnka i kawałków styroduru okazała się zaskakująco łatwym zadaniem. Następnym krokiem było zaprojektowanie i wykonanie jakiegoś przeznaczonego dla niej sterownika, możliwie jak najbardziej prostego i taniego.

Przyznam szczerze, że droga do opisanego tu sterownika była długa. Przeanalizowałem wiele możliwości. Dziś od razu nasuwa się pomysł wykorzystania Arduino i czujników DS18B20. Tak, ale ja po rozważeniu różnych za i przeciw, zdecydowałem się na układ w pełni analogowy, który jednak może też współpracować z mikroprocesorem czy komputerem.

Analogowy sterownik komory termicznej

Jak można się dopatrzyć na fotografii tytułowej, finalny układ zawiera właściwy sterownik z jednym popularnym wzmacniaczem operacyjnym LM358, zmontowany na płytce uniwersalnej. Współpracuje on z… samochodowym wzmacniaczem mocy TDA1516, który dostarcza do modułu Peltiera prąd o odpowiednim kierunku i wartości.

Temperaturę w komorze termicznej monitorują trzy indywidualnie, precyzyjnie skalibrowane czujniki temperatury LM335, umieszczone na różnej wysokości w różnych miejscach komory, co pozwala kontrolować także różnice temperatur jej wnętrza.

Fotografia 1 pokazuje sytuację, gdy w komorze panowała temperatura dokładnie +20°C (20,03°C) przy temperaturze otoczenia w pokoju około +25°C stopni.

Główny zasilacz z prawej strony, Korad KA3006, daje napięcie 9,0 V do zasilania modułu Peltiera. W chwili fotografowania pobór prądu wynosił 0,623 A. Drugi mniejszy zasilacz daje napięcie 13,86 V do zasilania sterownika i wentylatorów. Pobierają one 390 mA.

Czerwony multimetr z lewej strony pokazuje temperaturę jednego z trzech czujników umieszczonych w komorze.

Zielony multimetr z prawej strony wskazuje ujemne napięcie na module Peltiera, bo w tym czasie moduł chłodzi wnętrze komory, czyli wypompowuje z niej ciepło.

Na fotografii 2 widać sytuację, gdy w takich warunkach otoczenia, w komorze utrzymywana jest temperatura +60°C.

Zasilacze nadal dają takie same napięcia. Moduł Peltiera pobiera prawie 1,5 ampera. Zielony woltomierz pokazuje dodatnie napięcie na module Peltiera, to znaczy, że ten podgrzewa wnętrze komory, czyli pompuje do niej ciepło. Mały ręczny oscyloskop dołączony do wyjścia sterownika pokazuje, że w układzie nie ma pasożytniczych oscylacji.

Interesujące wyniki prezentuje fotografia 3. Multimetry monitorują temperatury trzech czujników, jakie umieściłem w mojej komorze na różnej wysokości. Na dnie komory panuje temperatura 46,96°C (±0,03°C), co pokazuje zielony multimetr.

W połowie wysokości komory panuje temperatura 47,11°C (±0,03°C), a na górze komory temperatura wynosi 47,35°C (±0,03°C). Różnica jest więc zaskakująco mała, bo wynosi tylko około 0,4°C.

Osoby które zainteresowały się artykułem Komora termiczna za 100 zł z modułem Peltiera być może zapytają: a ile kosztował ten sterownik?

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze styczniowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 1/2024). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 1/2024 znajduje się tutaj.

 

Piotr Górecki

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) moimi stałymi Patronami, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając mi kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10 zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mam wysłać na podany adres e-mailowy.