Коробка для камеры с контролируемой температурой DIY с модулем Peltier TEC: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Я собрал камеру с контролируемой температурой для тестирования небольших электронных плат. В этом уроке я поделился своим проектом, включая исходные файлы и ссылку на файлы Gerbers для создания печатной платы.

Я использовал только дешевые общедоступные материалы, которые были у меня на складе. Все электронные компоненты имеют сквозное отверстие DIP для облегчения пайки.

Ключевым моментом этого проекта является управление программным обеспечением, над которым я все еще работаю. Контроллер PIC использует PWM для управления током TEC в режиме охлаждения. Вы можете увидеть график зависимости тока ТЕС от рабочего цикла ШИМ. Ваша установка может отличаться.

Для включения режима нагрева в цепи используются 2 высококачественных реле для изменения полярности ТЕС. Режим нагрева прошивки в настоящее время работает только как режим включения / выключения, что не идеально для срока службы ТЕС, однако, поскольку нагрев требует меньшего тока, а здесь, в моем местонахождении, мне действительно не нужен нагрев, я был менее сосредоточен на программировании режима нагрева.

Шаг 1: сборка радиатора

Закажите и подготовьте детали и материалы согласно спецификации.

1. Установите вентилятор MF40101VX-1000U-A99 на радиатор ATS-CPX060060025-132-C2-R0 с помощью саморезов.

2. Модуль Пельтье 12704 помещается с термопастой между Accelero S1 и радиатором ATS-CPX060060025-132-C2-R0. Радиатор закреплен 4 винтами 50M020040N016, распорными втулками M3x6mm и гайками M2. В некоторых модификациях Accelero гайки M2 не требуются, поскольку винты M2 можно вставить непосредственно в отверстия для приклада. Убедитесь, что элемент Пельтье закреплен правильно и равномерно. Горячая сторона - в сторону Accelero S1.

3. Установите вентиляторы EE80251S2-1000U-999 на горячий радиатор. Для горячей стороны можно использовать кабельные стяжки.

4. Убедитесь, что узел работает и генерирует тепло и холод.

5. Сделайте или найдите 2-литровый пенополистирол с внутренним объемом.

6. Проделайте в коробке отверстие размером 6x6 см для установки радиатора в сборе. Радиатор с холодной стороны должен быть правильно вставлен во внутреннее пространство. Используйте герметик Super 7 Hybrifix для изоляции вокруг радиатора.

7. Вставьте Adafruit Waterproof DS18B20 в коробку.

8. Добавьте в коробку дополнительный слой пенополистирола для лучшей изоляции.

Шаг 2: Изготовление электроники

1. Запишите прошивку TController.hex в PIC16F628A.

2. Припаять платы контроллера и драйвера. На модуле XL4005 вам необходимо подключить вывод FB к контактной площадке с маркировкой FB на печатной плате с помощью небольшого провода. Смотрите фотографии.

3. В источнике питания 12 В 10 А настройте выход на 13 В, у него есть небольшой потенциометр рядом с клеммами. Подключите 13В к электронным платам водителя. Подключите 5 В к входу разъема клеммной колодки VCNTL и установите потенциометр XL4005 так, чтобы на выходе TEC было около 2,00 В.

4. Подключите плату контроллера к ЖК-дисплею. Не забудьте подключить плату контроллера к проводам платы драйвера RL1, RL2, VCTRL. Подключите ТЕС, электронику и вентиляторы к источнику питания 10A 13V.

Вы можете скачать Gerber-файлы печатной платы здесь:

Вы можете скачать исходный файл прошивки здесь:

Шаг 3: Тестирование окна и настройка исходного файла

Протестируйте стандартную прошивку термобокса. С ящиком объемом 2 литра вы можете установить температуру от 0 ° C до 60 ° C. В режиме обогрева вам может потребоваться держать дверцу открытой, конечно, в зависимости от температуры. В режиме охлаждения проверьте, хорошо ли закрыта дверь.

Контроллер Thermobox будет менее стабильным при температурах, близких к температуре вашей комнаты, потому что алгоритм прошивки далек от идеала. Код имеет открытый исходный код, поэтому вы можете изменить его или присылать мне свои предложения.

Вы можете модифицировать и перекомпилировать прошивку с помощью бесплатной демо-версии Mikroe MikroBasic IDE, потому что код меньше 4K. Когда вы изменяете температуру, прибору требуется время для настройки, чтобы достичь значения температуры, он может переохлаждаться или перегреваться, пока не достигнет правильного уровня, это нормально!

Дела, которые необходимо сделать:

- сделать дверь с кабельными зажимами для удобного подключения тестируемой платы к внешним счетчикам

- улучшить алгоритм контроллера PIC

- добавить терморезисторный зонд для дополнительного контроля / мониторинга

Шаг 4: Добавление двери с кабелем для подключения тестируемой платы

Позже я сделал дверь с дополнительным термисторным датчиком 10К и кабелем USB для подключения тестируемой платы. Внутренний терминал двери должен плотно входить в коробку. Я намазал hybrifix super-7 на пенополистирол, чтобы он был прочнее и меньше крошился.