Φοριέται για ψύξη νερού: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Μερικοί από εσάς ίσως θυμάστε το 5 Minute USB Wrist Cooler, ένα έργο που χρησιμοποιήθηκε για να δροσίσει το σώμα μου χωρίς να χρειαστεί να ιδρώσετε. Το μειονέκτημα αυτού, ήταν ότι κράτησε μόνο περίπου 5 λεπτά. Χάρη σε χορηγία της DFRobot, μπόρεσα να παρατείνω αυτό το διάστημα σε περίπου τρεις ώρες και να δροσιστώ περισσότερο από τον αριστερό μου καρπό.

Αυτό το έργο χρησιμοποίησε ψύξη νερού σε μπλοκ αλουμινίου χρησιμοποιώντας μια μονάδα Peltier και έναν υπολογιστή ανεμιστήρα και στη συνέχεια το ωθεί σε ορισμένες σωληνώσεις χρησιμοποιώντας μια αντλία DC. Τροφοδοτούνται με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου που μπορούν να φορτιστούν με πίσω ηλιακό πάνελ. Το σωληνάκι του Liquid Cooling Wearable προορίζεται να φορεθεί κάτω από ένα στενό πουκάμισο για να μεγιστοποιήσει την επαφή με το δέρμα. Χρησιμοποιώντας ένα Dfrduino, πρόσθεσα ακόμη και έναν αυτόματο ελεγκτή θερμοκρασίας που χρησιμοποιεί ένα DHT22 για να ενεργοποιήσει το φορετό.

Φωτογραφίες μαζί μου που θα το φορέσω σύντομα (έκδοση 2), αλλά προς το παρόν, Ας ξεκινήσουμε!

Βήμα 1: Εργαλεία και υλικά

Για αυτό το έργο θα χρειαστείτε (όλα ανοίγουν σε νέες καρτέλες αυτόματα):

Boost Converter

DFRduino Uno Rev3

Αντλία νερού 12VDC

12VDC Sunflower Solar Charge Controller

Έξυπνος πολυλειτουργικός φορτιστής

Σετ θαυμαστών Peltier

Σωλήνες βινυλίου 5/16"

Jumper Wires (για δοκιμή)

Breadboard (για δοκιμή)

Μπαταρίες ιόντων λιθίου

Μπαταρία power bank

Πολύμετρο

Αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας DHT-22

Ηλιακό πάνελ 5 Watt

Βήμα 2: Συναρμολόγηση της συσκευής ψύξης

Πρώτα, καλύψτε το μπλοκ ψύξης αλουμινίου με θερμικά μαξιλάρια, θερμική πάστα ή θερμικό γράσο. Μην βάζετε πολύ γιατί θα εμποδίσει τη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας. Τώρα κολλήστε τη μονάδα Peltier σε αυτήν με την επισημασμένη πλευρά να μην είναι στραμμένη προς εσάς.

Δεύτερον, βεβαιωθείτε ότι λειτουργεί η ψύκτρα και ο συνδυασμός ανεμιστήρων. Βιδώστε τον ανεμιστήρα στη ψύκτρα και ενεργοποιήστε τον. Το κάτω μέρος της ψύκτρας πρέπει να είναι λίγο πιο δροσερό από το περιβάλλον, αλλά όχι πολύ, καθώς ο ανεμιστήρας φυσάει αέρα αυτή τη στιγμή. Εάν λειτουργεί, μεταβείτε στο επόμενο βήμα.

Τέλος, επικαλύψτε την άλλη πλευρά του Peltier και κολλήστε το στην ψύκτρα. Τώρα, το μπλοκ αλουμινίου σας θα κρυώσει το νερό που θα ρέει μέσα του και ο ανεμιστήρας που είναι προσαρτημένος στο Peltier θα απαλλαγεί από την υπερβολική θερμότητα. Χρησιμοποίησα κάποια κολλητική ταινία για να δημιουργήσω έναν ισχυρότερο μηχανικό δεσμό, αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητο. Τώρα είμαστε έτοιμοι να το συνδέσουμε στην αντλία και τη δεξαμενή με τις σωληνώσεις μας. Συνδέστε τα δύο καλώδια σε ένα για να διευκολύνετε την καλωδίωση. Αυτά είναι στοιχεία σχεδίασης υψηλής τάσης 12v, οπότε φροντίστε να χρησιμοποιήσετε ένα μεγάλο σύρμα.

Βήμα 3: Αντλίες και υδραυλικά

Pump Electronics

Η αντλία έρχεται με ένα τυπικό βύσμα με εκτεθειμένα καλώδια στο τέλος. Συγκολλήστε αυτά τα καλώδια σε έναν μετατροπέα ώθησης, καθώς η προεπιλεγμένη τάση των 5 βολτ δεν θα το κόψει. Θα χρησιμοποιήσουμε τον ενισχυτή για να πάρουμε 11vdc από τις μπαταρίες μας. Από την άλλη πλευρά, κολλήστε ένα καλώδιο USB. Χρησιμοποιήστε το ποτενσιόμετρο για να ρυθμίσετε την τάση εξόδου σε περίπου 11 βολτ. Η αντλία είναι για 6v-12v, αλλά αποφάσισα να μείνω ασφαλής με 11 και επίσης να μην επιβαρύνω τον μετατροπέα ώθησης πολύ, καθώς δεν έχει επιπλέον ψύκτρα. Δοκιμάστε τα ηλεκτρονικά σας συνδέοντας την αντλία και βυθίζοντάς την στο νερό. Θα πρέπει να είναι αναμμένο.

Δεξαμενή και σωλήνες

Για να αποθηκεύσω το νερό για το σύστημα, χρησιμοποίησα ένα δοχείο αλουμινίου 2 ". Δοκίμασα να χρησιμοποιήσω σωλήνα PVC 2", αλλά ήταν πολύ παχύ για να χωρέσει η αντλία, απαιτώντας είτε να αρχειοθετήσω την αντλία είτε να ξυρίσω το εσωτερικό ολόκληρου Σωλήνας PVC. Θα ενημερώσω το έργο σε PVC στην επόμενη έκδοση. Συνδέστε τη σωλήνωση που συνοδεύει την αντλία σας σε αυτήν και στη συνέχεια στο μπλοκ αλουμινίου. Χρησιμοποιώντας λίγο σωλήνα βινυλίου, συνδέστε την άλλη πλευρά του μπλοκ ψύξης αλουμινίου και κολλήστε την στο εσωτερικό της δεξαμενής νερού (σε αυτήν την περίπτωση δοχείο αλουμινίου). Μόλις γίνει αυτό, δοκιμάστε την αντλία σας μέσα στη δεξαμενή γεμίζοντάς την και ενεργοποιώντας την. Είναι επίσης σημαντικό να το κάνετε αυτό για να ελέγξετε για διαρροές.

Βήμα 4: ingύξη, κωδικός και κύκλωμα

Ψύξη

Χρησιμοποιώντας το Dfrduino, θα χρειαστεί να ορίσετε έναν ελάχιστο δείκτη θερμοκρασίας για να ενεργοποιήσετε το συνδυασμό ψύξης Peltier και ανεμιστήρα. Αυτό θα το κάνουμε χρησιμοποιώντας τον φθηνό, αλλά αξιόπιστο αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας DHT22. Θα χρησιμοποιήσω το Analog Pin 0 για το καλώδιο δεδομένων, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα άλλο αν θέλετε. Συνδέστε το VCC και το GND στα αντίστοιχα σημεία τους στο Dfrduino. Αυτό θα μας δώσει πληροφορίες, αλλά δεν θα κάνει τίποτα από μόνο του. Για να ενεργοποιήσουμε (και να απενεργοποιήσουμε) τη συσκευή ψύξης που κατασκευάσαμε, πρέπει να ρυθμίσουμε ένα ρελέ για να ενεργοποιούμε και να απενεργοποιούμε ηλεκτρομηχανικά. Έχω μόνο ρελέ 12v και το Arduinos βγάζει μέγιστο 5v, οπότε χρησιμοποιώ έναν μετατροπέα ώθησης για να αυξήσω την τάση από 5v σε 12v για να ενεργοποιηθεί.

Κυκλωμάτων

Το προαναφερθέν κύκλωμα τροφοδοτείται μέσω ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιώντας τον ηλιακό ελεγκτή Sunflower της DFRobot. Παίρνει είσοδο από το φωτοβολταϊκό μου πάνελ 12v (5W) και το ρυθμίζει σε χρήσιμη τάση και ρεύμα. Ο Έξυπνος Πολυλειτουργικός Φορτιστής επίσης από την DFRobot το χρησιμοποιεί για τη φόρτιση των μπαταριών που εμφανίζονται στην εικόνα, αλλά επίσης λειτουργεί ως powerbank για να παρέχει ενέργεια στη λειτουργία της συσκευής ψύξης.

Κώδικας

Σύνδεσμος προς τον κώδικα για τη σκανδάλη του δείκτη θερμοκρασίας.

Αντιγράψτε επικολλήστε τον κώδικα στο Dfrduino σας έτσι ώστε ο ανεμιστήρας (και κατ 'επέκταση η μονάδα Peltier) να ενεργοποιηθεί εάν είναι αρκετά ζεστός.

Βήμα 5: Πώς λειτουργεί

Όπως και στις άλλες κατασκευές μου Peltier, το θερμοηλεκτρικό ψυγείο παίρνει μια καθορισμένη τάση (12 βολτ σε αυτή την περίπτωση) και αντλεί θερμότητα από τη μία πλευρά της μονάδας στην άλλη. Αυτό ψύχει δραστικά τη μία πλευρά του κεραμικού τετραγώνου και θερμαίνει την άλλη πλευρά. Για να αποτρέψουμε την καταστροφή του εξαρτήματός μας μέσω της θερμικής αναπαραγωγής, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ενεργή ψύξη με τη μορφή μεγάλης ψύκτρας και ανεμιστήρα. Αυτό το έργο χρησιμοποιεί τη δροσερή πλευρά για να αφαιρέσει τη θερμότητα από το νερό που περνά μέσα από ένα μπλοκ αλουμινίου και στη συνέχεια χρησιμοποιεί μια αντλία dc για να το σπρώξει σε όλο το σώμα του χρήστη χρησιμοποιώντας σωλήνες βινυλίου. Για να αυξηθεί η επαφή με το δέρμα, φοριέται ένα στενό πουκάμισο.

Για να εξοικονομήσετε λίγη ενέργεια από τα πιο ενεργειακά μέρη αυτού, ο ανεμιστήρας και ο Peltier απενεργοποιούνται αν κάνει πολύ κρύο (πηγαίνετε σε εσωτερικούς χώρους για παράδειγμα). Το Dfrduino είναι συνδεδεμένο με έναν μετατροπέα ώθησης για να ενεργοποιήσετε ένα ρελέ και να τροφοδοτήσετε το συγκρότημα ψύξης εάν και μόνο εάν τα δεδομένα από τον αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας DHT22 το δικαιολογούν.

Βήμα 6: Ιδιαίτερες ευχαριστίες στο DFRobot

Αυτό ήταν ένα αρκετά μεγάλο έργο, οπότε χαίρομαι που μου χορηγεί η DFRobot. Εξαιρετική ποιότητα προϊόντος και γρήγορη αποστολή όπως πάντα. Δείτε το κατάστημά τους εδώ.