DIY Temperature Controlled Chamber Box With Peltier TEC Module: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Έχω συναρμολογήσει Θερμοκρασιακά ελεγχόμενο θάλαμο για δοκιμή μικρών ηλεκτρονικών πλακετών. Σε αυτό το σεμινάριο μοιράστηκα το έργο μου, συμπεριλαμβανομένων των αρχείων προέλευσης και του συνδέσμου με τα αρχεία Gerbers για την κατασκευή του PCB.

Έχω χρησιμοποιήσει μόνο φθηνά κοινά διαθέσιμα υλικά που βρίσκονται στο απόθεμά μου. Όλα τα ηλεκτρονικά μέρη είναι DIP διαμέτρου για εύκολη συγκόλληση.

Το κλειδί αυτού του έργου είναι ο έλεγχος λογισμικού που εξακολουθώ να δουλεύω σε αυτό. Ο ελεγκτής PIC χρησιμοποιεί PWM για τον έλεγχο του ρεύματος TEC στη λειτουργία ψύξης. Μπορείτε να δείτε το γράφημα του ρεύματος TEC έναντι του κύκλου λειτουργίας PWM. Η ρύθμιση σας μπορεί να είναι διαφορετική.

Για να επιτρέψει τη λειτουργία θέρμανσης, το κύκλωμα χρησιμοποιεί 2 ρελέ υψηλής ποιότητας για να αντιστρέψει την πολικότητα TEC. Η λειτουργία θέρμανσης του υλικολογισμικού λειτουργεί επί του παρόντος μόνο ως λειτουργία on/off που δεν είναι ιδανική για διάρκεια ζωής TEC, ωστόσο επειδή η θέρμανση απαιτεί λιγότερο ρεύμα και εδώ στη θέση μου δεν χρειάζομαι πραγματικά θέρμανση, ήμουν λιγότερο συγκεντρωμένος στον προγραμματισμό της λειτουργίας θέρμανσης.

Βήμα 1: Συναρμολόγηση ψύκτρας

Παραγγείλετε και προετοιμάστε εξαρτήματα και υλικά σύμφωνα με το BOM.

1. Εγκαταστήστε ανεμιστήρα MF40101VX-1000U-A99 σε ψύκτρα ATS-CPX060060025-132-C2-R0 με βίδες αυτοεπιπεδώματος.

2. Η μονάδα Peltier 12704 τοποθετείται με θερμικό γράσο μεταξύ Accelero S1 και ATS-CPX060060025-132-C2-R0 Heatsink. Η ψύκτρα σταθεροποιείται με 4 τεμάχια βιδών 50M020040N016, αποστάτες αποστάσεων M3x6mm και παξιμάδια Μ2. Ορισμένες αναθεωρήσεις Accelero δεν χρειάζονται τα παξιμάδια M2, καθώς οι βίδες M2 μπορούν να εισαχθούν απευθείας στις οπές αποθέματος. Βεβαιωθείτε ότι το Peltier έχει στερεωθεί σωστά και ομοιόμορφα. Η καυτή πλευρά είναι προς το Accelero S1.

3. Εγκαταστήστε ανεμιστήρες EE80251S2-1000U-999 σε θερμαινόμενη ψύκτρα. Για ζεστή πλευρά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε συνδέσμους καλωδίων.

4. Ελέγξτε ότι το συγκρότημα λειτουργεί και παράγετε θερμότητα και κρύο.

5. Φτιάξτε ή βρείτε κουτί από φελιζόλ εσωτερικού όγκου 2 λίτρων.

6. Κάντε μια τρύπα 6x6 cm στο κουτί για να εγκαταστήσετε τη διάταξη της ψύκτρας. Η ψυκτική ψυκτική πλευρά πρέπει να εισαχθεί σωστά στον εσωτερικό χώρο. Χρησιμοποιήστε σφραγιστικό Super 7 Hybrifix για να μονώσετε γύρω από την ψύκτρα.

7. Τοποθετήστε το Adafruit Waterproof DS18B20 στο κουτί.

8. Προσθέστε επιπλέον στρώση φελιζόλ στο κουτί για καλύτερη μόνωση.

Βήμα 2: Κατασκευή των ηλεκτρονικών

1. Καταγράψτε το υλικολογισμικό TController.hex σε PIC16F628A

2. Ελεγκτής συγκόλλησης και πίνακες οδηγών. Στη μονάδα XL4005 πρέπει να συνδέσετε τον ακροδέκτη FB στο επισημασμένο μαξιλάρι FB στο PCB με μικρό σύρμα. Δείτε τις φωτογραφίες.

3. Στο τροφοδοτικό 12V 10A ρυθμίστε την έξοδο στα 13V, έχει μικρό ποτενσιόμετρο κοντά στους ακροδέκτες. Συνδέστε 13V στις ηλεκτρονικές πλακέτες του οδηγού. Συνδέστε 5V στην είσοδο του συνδετήρα μπλοκ ακροδεκτών VCNTL και ρυθμίστε το δυναμικόμετρο XL4005 για να λάβετε περίπου 2,00V στην έξοδο TEC.

4. Πίνακας ελεγκτή καλωδίων με LCD. Θυμηθείτε να συνδέσετε καλώδια από την πλακέτα του ελεγκτή στην κάρτα οδηγού RL1, RL2, VCTRL. Συνδέστε το TEC, τα ηλεκτρονικά και τους ανεμιστήρες στο τροφοδοτικό 10A 13V.

Μπορείτε να κατεβάσετε αρχεία PCB Gerber εδώ:

Μπορείτε να κατεβάσετε το αρχείο προέλευσης υλικολογισμικού εδώ:

Βήμα 3: Πλαίσιο δοκιμής και προσαρμογή αρχείου προέλευσης

Δοκιμάστε το προεπιλεγμένο υλικολογισμικό του thermobox. Με κουτί όγκου 2 λίτρων θα πρέπει να μπορείτε να ρυθμίσετε από 0C έως 60C. Σε λειτουργία θέρμανσης μπορεί να χρειαστεί να κρατήσετε την πόρτα ανοιχτή, ανάλογα φυσικά με τη θερμοκρασία. Σε λειτουργία ψύξης, βεβαιωθείτε ότι η πόρτα είναι καλά κλειστή.

Ο ελεγκτής Thermobox θα είναι λιγότερο σταθερός σε θερμοκρασίες κοντά στη θερμοκρασία του δωματίου σας, επειδή ο αλγόριθμος fimware απέχει πολύ από το να είναι ιδανικός. Ο κώδικας είναι ανοιχτού κώδικα, οπότε μπορείτε να τον τροποποιήσετε ή να μου στείλετε τις προτάσεις σας.

Μπορείτε να τροποποιήσετε και να μεταγλωττίσετε το υλικολογισμικό με δωρεάν έκδοση επίδειξης Mikroe MikroBasic IDE επειδή ο κώδικας είναι μικρότερος από 4K. Όταν αλλάζετε θερμοκρασία, το κουτί χρειάζεται χρόνο ρύθμισης για να φτάσει την τιμή της θερμοκρασίας, μπορεί να υπερθερμανθεί ή να υπερθερμανθεί μέχρι να πάρει τα σωστά επίπεδα, είναι φυσιολογικό!

Πραγματα να κανεις:

- φτιάξτε την πόρτα με ακροδέκτες καλωδίων για εύκολη σύνδεση της δοκιμαστικής πλακέτας με τους εξωτερικούς μετρητές

- βελτίωση του αλγορίθμου ελεγκτή PIC

- προσθέστε αισθητήρα τερμίστορ για επιπλέον έλεγχο / οθόνη

Βήμα 4: Προσθήκη πόρτας με καλώδιο για δοκιμή σύνδεσης της πλακέτας

Αργότερα έφτιαξα την πόρτα με επιπλέον αισθητήρα τερματισμού 10Κ και καλώδιο USB για τη σύνδεση της δοκιμαστικής πλακέτας. Ο εσωτερικός ακροδέκτης της πόρτας πρέπει να εισέλθει σφιχτά στο κουτί. Έβαψα το hybrifix super-7 στο τμήμα του φελιζόλ για να γίνει πιο δυνατό και λιγότερο θρυμματισμένο.