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迷你半导体制冷设备

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简介

一个基于半导体制冷片制作的迷你制冷设备,最低可达到-2度。

简介:一个基于半导体制冷片制作的迷你制冷设备,最低可达到-2度。
夏日电子趣玩计划项目征集令

开源协议

GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2024-05-20 15:31:07更新时间:2024-06-04 09:58:55

描述

项目简介

        迷你半导体制冷设备,基于半导体制冷片制作,采用CPU散热器来散热,使用DS18B20温度传感器检测制冷温度,实时监测输出电压和电流,通过按键控制制冷片和散热风扇的供电。

项目所用到的器件

  • 制冷片是淘宝买的,型号是TEC1-12706,供电电压是12V。
  • 散热器是我买台式机的时候原装的CPU散热器。
  • 主控采用HK32F030MF4P6。
  • 数码管驱动芯片为TM1650,3.3V供电,可以通过I2C来控制。
  • 温度采集使用DS18B20,测温范围:-55°C to +125°C;
  • 制冷片供电通过MOS管来控制,型号为TX40N06B,漏源电压(Vdss)  60V,连续漏极电流(Id)35A ,功率(Pd)250W。MCU通过光耦与MOS管隔离。
  • 散热器风扇供电通过MOS管来控制,型号为WST3400A。
  • 电流采样使用INA180A2IDBVR电流检测放大器,用于采集输出电流,使用5mΩ、3W、2512封装的采样电阻(因手头没有5mΩ的,实际电路板上使用了2个10mΩ的,叠层并联)
  • 采用分压电阻对输入(输出)电压进行采样,
  • 供电部分使用了DC-DC降压芯片和LDO线性稳压芯片。其中,DC-DC降压芯片型号为ME3116AM6G,输入电压范围:4.75V-40V(本项目为12V),输出为5V。LDO线性稳压芯片型号为AMS1117-3.3,用于给主控以及外围设备供电。
  • 引出3路IO口,用于外接指示灯,使用1x5P 1.25mm的线对板针座。
  • 引出I2C接口,用于外接数码管或者显示屏,使用1x4P 1.25mm的线对板针座。
  • 主控板包含3个按键,用于对人机交互。

功能简介

  • 控制制冷片的供电。
  • 控制散热器风扇的供电。
  • 采集温度。
  • 显示温度。
  • 显示输入(输出)电压。
  • 显示输出电流。

相关说明

  • 半导体制冷片工作时电流比较大,建议使用大功率的电源来供电,实测12V供电时电流最大为4.7A。
  • 制冷片发热面的散热对制冷效果有很大影响,散热风扇一般都使用全速才能压住散热器的发热。
  • 另外制作了一个导流筒,主要目的是通过小风扇将空气吹过制冷片上方的铝合金散热片(用于散冷),吹出冷空气,实际测试效果不是很好,吹出的风也就只能比室温降低2度。
  • 导流筒中增加了一个横向的导管,用于输入雾气。最初的目的也是想把雾化器的水雾通过导管输送到导流筒中,然后通过制冷片将水雾降温,然后吹出冷气。但是,实际效果不明显,雾化片形成的水雾在导管中就已经形成水珠,无法输送到导流筒中。

        

实物图片

 

 

设计图

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BOM

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3D模型

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