Eksperymenty z modułami Peltiera

W tym artykule opisane są moje eksperymenty, prowadzące do realizacji precyzyjnych termostatów, przeznaczonych dla wysokiej klasy układów pomiarowych. Materiał adresowany jest do dociekliwych elektroników, którzy chcieliby praktycznie wykorzystywać moduły Peltiera w rozmaitych zastosowaniach.

Łatwość realizacji oraz znakomite parametry komory termicznej oraz sterownika do niej zachęciły mnie, żeby przyspieszyć prace nad planowanymi od dawna termostatami. Przypominam, że większość termostatów ma jedynie grzejnik, który utrzymuje niezmienną temperaturę, co ważne – wyższą niż najwyższa spodziewana temperatura otoczenia. Realizacja termostatu z modułem Peltiera komplikuje wprawdzie układ sterujący, ale ma ogromną zaletę, bo pozwala stabilizować temperaturę równą średniej temperaturze otoczenia, a nawet niższą.

W dwóch sklepach zamówiłem cztery dodatkowe zestawy chłodzące pokazane na fotografii 1 (Aliexpress). Nieprzypadkowo zdecydowałem się właśnie na takie tanie zestawy, kosztujące 50…60 złotych, zawierające oprócz modułu TEC1-12706, większy i mniejszy radiator oraz dwa wentylatory do nich.

Do testów nabyłem też po około 30 złotych metalowe obudowy – odlewy aluminiowe 125B/1590 N o wymiarach zewnętrznych 122 × 66,5 × 39,5 mm. U mnie funkcję jednego z radiatorów pełni więc metalowa obudowa jak widać na fotografii 2.

Mniejsze radiatory chciałem wykorzystać do realizacji termostatów, utrzymujących temperaturę +23°C przy zmianach temperatury otoczenia w granicach +15…+30 stopni. Takie termostaty są mi potrzebne do realizacji prostych, ale naprawdę stabilnych wzorców napięcia, rezystancji i pojemności. Fotografia 3 przedstawia prototyp takiego termostatu. Multimetr pokazuje rezystancję czujnika temperatury RTD typu PT100, opisanego w artykule Kalibracja termometrów w temperaturze 0 stopni. Rezystancja 103,83 Ω świadczy, że temperatura wewnątrz pudełka wynosi nieco poniżej +10°C.

Do pierwszych testów wykorzystałem nie płyty styrodurowe, tylko kawałki płyt styropianowych, które akurat miałem w zapasach. Budowę jakiegoś możliwie prostego sterownika termostatu odłożyłem na później. Zamówiłem tylko podzespoły, które przypuszczalnie się do tego przydadzą.

Duże radiatory planowałem wykorzystać do realizacji termostatów o zdecydowanie większych możliwościach. Fotografia 4 pokazuje jeden z prototypów. Rezystancja 95,96 Ω świadczy, że temperatura wewnątrz pudełka wynosi nieco poniżej –10°C. Dwadzieścia stopni niżej niż na fotografii 3! A co wręcz szokujące, pobór mocy jest mniejszy, bo wynosi 21,2 W (15 V × 1,412 A), a w układzie z fotografii 3 wynosi aż 36,7 W (16 V × 2,297 A)! Cóż, tak to jest z modułami Peltiera! I warto zbadać przyczyny.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze kwietniowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 4/2024). 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 4/2024 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” (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 – 10 zł,
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10 zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery ZE mam wysłać na podany adres e-mailowy. Jeśli ma to być numer z tym artykułem trzeba zaznaczyć, że chodzi o ZE 4/2024.
UWAGA!!! E-mail z linkiem do materiałów (weTransfer) wysyłamy zazwyczaj w ciągu 24 godzin. Czasem zdarza się jednak, że trafia do spamu. Jeśli więc nie pojawi się w ciągu 48 godzin prosimy sprawdzić w folderze spam, a ewentualny problem zgłosić na adres: kontakt@piotr-gorecki.pl.