Nositeľné vodné chladenie: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Niektorí z vás si možno pamätajú môj 5 -minútový USB zápästný chladič, projekt slúžiaci na ochladenie môjho tela bez toho, aby som sa musel potiť. Temnejšou stránkou veci bolo, že to trvalo iba asi 5 minút. Vďaka sponzorstvu od DFRobot som mohol tento čas predĺžiť na približne tri hodiny a ochladiť viac než len ľavé zápästie.

Tento projekt používal chladenie vody v hliníkovom bloku pomocou Peltierovho modulu a PC ventilátora a potom ho tlačil cez niektoré potrubia pomocou DC čerpadla. Napájané sú nabíjateľnými lítium-iónovými batériami, ktoré je možné nabíjať pomocou vzadu namontovaného solárneho panelu. Hadičky tekutého chladiaceho oblečenia sú určené na nosenie pod priliehavým tričkom, aby sa maximalizoval kontakt s pokožkou. Pomocou Dfrduino som dokonca pridal automatický regulátor teploty, ktorý používa DHT22 na aktiváciu nositeľného zariadenia.

Obrázky, na ktorých budem už čoskoro (verzia 2), ale zatiaľ začnime!

Krok 1: Nástroje a materiály

Na tento projekt budete potrebovať (všetky sa automaticky otvoria na nových kartách):

Boost Converter

DFRduino Uno Rev3

Vodné čerpadlo 12VDC

Regulátor slnečného nabíjania slnečnice 12V DC

Inteligentná multifunkčná nabíjačka

Súprava ventilátora Peltier

Vinylové trubice 5/16"

Prepojovacie vodiče (na testovanie)

Breadboard (na testovanie)

Li-ion batérie

Batéria powerbanky

Multimetr

Snímač teploty a vlhkosti DHT-22

5 W solárny panel

Krok 2: Zostavenie chladiaceho zariadenia

Najprv pokryte svoj hliníkový chladiaci blok tepelnými podložkami, tepelnou pastou alebo tepelným mazivom. Nedávajte príliš veľa, pretože by to brzdilo proces prenosu tepla. Teraz naň prilepte modul Peltier tak, aby označená strana nebola otočená k vám.

Za druhé, uistite sa, že funguje váš kombinovaný chladič a ventilátor. Naskrutkujte ventilátor na chladič a zapnite ho. Spodná časť chladiča by mala byť o niečo chladnejšia ako okolitá teplota, ale nie príliš, pretože ventilátor práve vháňa vzduch. Ak to funguje, prejdite na ďalší krok.

Nakoniec natrite druhú stranu Peltieru a prilepte na chladič. Teraz váš hliníkový blok ochladí vodu, ktorá ním bude prúdiť, a ventilátor pripevnený k Peltierovi vás zbaví prebytočného tepla. Použil som lepiacu pásku na vytvorenie silnejšieho mechanického spoja, ale to nie je potrebné. Teraz sme pripravení pripojiť ju k čerpadlu a nádrži pomocou našich rúrok. Pripojte dva vodiče do jedného, aby sa uľahčilo zapojenie. Jedná sa o vysokonapäťové súčiastky na kreslenie 12 V, preto určite použite veľký drôtový merač.

Krok 3: Čerpadlá a inštalatérske práce

Elektronika čerpadla

Čerpadlo sa dodáva so štandardnou zástrčkou s odhalenými vodičmi na konci. Spájkujte tieto vodiče s posilňovacím meničom, pretože naše predvolené napätie 5 voltov ho nepreruší. Posilňovač použijeme na napájanie 11 V DC z našich batérií. Na druhej strane spájkujte kábel USB. Potenciometrom nastavte výstupné napätie na približne 11 voltov. Čerpadlo je určené pre 6v-12v, ale rozhodol som sa zostať v bezpečí s 11 a tiež príliš nezaťažovať zosilňovač, pretože nemá žiadny ďalší chladič. Otestujte svoju elektroniku zapojením čerpadla a ponorením do vody. Malo by to byť zapnuté.

Nádrž a hadičky

Na uskladnenie vody v systéme som použil 2 "hliníkovú plechovku. Skúsil som použiť 2" rúrku z PVC, ale bola príliš hrubá na to, aby sa do nej čerpadlo zmestilo, a preto som musel čerpadlo buď vypilovať, alebo oholiť vnútornú časť celku. PVC rúrka. V ďalšej verzii aktualizujem projekt na PVC. Pripojte k nemu hadičku dodanú s pumpou a potom k hliníkovému bloku. Pomocou vinylových hadičiek pripojte druhú stranu hliníkového chladiaceho bloku a prilepte ho na vnútornú stranu nádrže na vodu (v tomto prípade hliníková plechovka). Akonáhle to urobíte, otestujte svoje čerpadlo vo vnútri nádrže naplnením a zapnutím. Je tiež dôležité to urobiť, aby ste skontrolovali netesnosti.

Krok 4: Chladenie, kód a obvody

Chladenie

Pri použití Dfrduina budete musieť nastaviť minimálny teplotný index, aby ste aktivovali kombináciu chladenia Peltier a ventilátor. Urobíme to pomocou lacného, ale spoľahlivého snímača teploty a vlhkosti DHT22. Na dátový kábel použijem analógový kolík 0, ale ak chcete, môžete použiť aj iný. Pripojte VCC a GND k ich príslušným bodom na Dfrduino. Získame tým informácie, ale neurobíme nič sami. Aby sme skutočne zapli (a vypli) chladiace zariadenie, ktoré sme postavili, musíme nastaviť relé na elektromechanické zapínanie a vypínanie napájania. Mám iba relé 12 V a Arduinos má výstup maximálne 5 V, takže na aktiváciu používam zosilňovač na zvýšenie napätia z 5 na 12 V.

Obvod

Uvedený obvod je napájaný slnečnou energiou pomocou solárneho regulátora DFRobot Sunflower. Berie vstup z môjho 12 V (5 W) fotovoltaického panelu a reguluje ho na použiteľné napätie a prúd. Inteligentná multifunkčná nabíjačka od spoločnosti DFRobot to používa aj na nabíjanie batérií zobrazených na obrázku, ale slúži aj ako záložná batéria, ktorá poskytuje energiu pre fungovanie chladiaceho zariadenia.

Kód

Odkaz na kód pre spúšťač teplotného indexu.

Skopírujte kód a vložte ho do svojho Dfrduino, aby sa ventilátor (a potažmo modul Peltier) zapol, ak je dostatočne horúci.

Krok 5: Ako to funguje

Rovnako ako v iných mojich zostavách Peltier, termoelektrický chladič dostane nastavené napätie (v tomto prípade 12 voltov) a pumpuje teplo z jednej strany modulu na druhú. Tým sa jedna strana keramického štvorca drasticky ochladí a druhá strana sa zahreje. Aby sme zabránili poškodeniu našej súčiastky spätným šírením tepla, musíme použiť aktívne chladenie vo forme veľkého chladiča a ventilátora. Tento projekt využíva chladnú stranu na odvádzanie tepla z vody prechádzajúcej hliníkovým blokom a potom pomocou jednosmerného čerpadla toto tlačí do celého tela užívateľa pomocou vinylových rúrok. Na zvýšenie kontaktu s pokožkou sa cez ňu nosí tesná košeľa.

Aby sa ušetrilo energie z energeticky najnáročnejších častí, ventilátor a Peltier sa vypnú, ak sa príliš ochladí (napríklad idete dovnútra). Dfrduino je pripojený k posilňovaču, aby zapol relé a napájal chladiacu zostavu iba vtedy, ak to vyžadujú údaje zo snímača teploty a vlhkosti DHT22.

Krok 6: Špeciálne poďakovanie DFRobot

Bol to dosť veľký projekt, takže som rád, že ma sponzoroval DFRobot. Skvelá kvalita produktu a rýchle dodanie ako vždy. Pozrite sa na ich obchod tu.