Συζήτηση project με raspberry pi για έλεγχο ενός peltier.

[netpumber]

Καλημέρα σας.

Έχω σκοπό να φτάξω μια διάταξη με την οποία θα ελέγχω ένα στοιχείο peltier, το οποίο θα ζεσταίνει και θα ψύχει ένα πολύ μικρό όγκο ρευστού (100-500μL). Ο έλεγχος του θα γίνει από ένα web interface που θα σηκώνει το raspberry pi και στην ουσία ο χρήστης θα μπορεί να ρυθμίζει τη θερμοκρασία και τη διάρκεια όπως:

1 - Ramp up to 65 C and stay @ 65 for 20 min
2 - Ramp up to 95 C stay @ 95 C for 10 min
3 - Ramp down to 20 C and stop

Όπως φαίνεται και παρακάτω στο schematic, έχω βάλει ένα h-bridge προκειμένου να αντιστρέφω την πολικότητα στο peltier όταν είναι να ψύξει. Επίσης εκείνη τη στιγμή θα παίρνει μπρος και ο ανεμιστήρας. Μετά από έρευνα λοιπόν, κατέληξα στο να χρησιμοποιήσω τα παρακάτω elements και έφτιαξα ένα απλό πρώτο schematic.

# POWER SUPPLY 12V 3A EU plug
https://www.ebay.com/itm/DC-5-6-9-12V-1-2-3A-AC-Adapter-Charger-Power-Supply-for-LED-Strip-Light/362035153688?hash=item544afa0b18%3Am%3AmiZdzji8t2v XFunw-isefxA&var=631272553774&_sacat=0&_nkw=12+Volt+power+supply+EU&_from=R40&rt=nc&_trksid=m570.l1313


# VOLTAGE REGUULATOR 5V 2.2A
https://gr.rsdelivers.com/product/taiwan-semiconductor/ts7805cz-cog/taiwan-semiconductor-ts7805cz-cog-linear-voltage/0398697


# Raspberry Pi 3B+
https://thepihut.com/collections/raspberry-pi-3b/products/raspberry-pi-3-model-b-plus

# PELTIER DRIVER 10A
https://thepihut.com/products/syren-single-10a-dc-motor-driver


# L289N H-BRIDGE FOR THE PELTIER
https://thepihut.com/products/mdv-2x2a-dc-motor-controller-l298n


# PELTIER ELEMENT
https://gr.rsdelivers.com/product/adaptive/et-190-1010-1212-rs/peltier-module-162w-28a-157v-30-x-30mm/4901430


# TEMPERATURE SENSOR
https://thepihut.com/products/adafruit-ds18b20-digital-temperature-sensor-extras


# FAN DRIVER HAT
https://thepihut.com/collections/raspberry-pi-hats/products/adafruit-dc-stepper-motor-hat-for-raspberry-pi-mini-kit?variant=27739845393


# 12V FAN 50mm
https://thepihut.com/products/extruder-50mm-fan

SCHEMATIC:

74636

Επειδή δεν είμαι επαγγελματίας σε αυτόν τον τομέα, θα ήθελα να μου πείτε την άποψή σας για το schematic και τα υλικά που διάλεξα. Επίσης δεν ξέρω αν θα χρειαστώ κάπου στην όλη συνδεσμολογία κανέναν αντιστάτη ή και πυκνωτή. Οπότε και σε αυτό το σημείο θα ήταν χρήσιμη η συμβουλή σας.

Ένα ακόμα ζήτημα που προέκυψε καθώς το σχεδίαζα ειναι το εξής:
Αν βάλω το FAN DRIVER HAT στο Raspberry pi, πως θα έχω πρόβαση στα GPIOs pins έτσι ώστε να συνδέσω τα υπόλοιπα στοιχεία (π.χ temp sensor); Από ό,τι είδα το συγκεκριμένο hat δεν κάνει προέκταση των pins πάνω στην πλακέτα του.

Αυτά από εμένα και ευχαριστώ εκ των προτέρων.

[SV1JRT]

Καλημέρα σας.

Έχω σκοπό να φτάξω μια διάταξη με την οποία θα ελέγχω ένα στοιχείο peltier, το οποίο θα ζεσταίνει και θα ψύχει ένα πολύ μικρό όγκο ρευστού (100-500μL). Ο έλεγχος του θα γίνει από ένα web interface που θα σηκώνει το raspberry pi και στην ουσία ο χρήστης θα μπορεί να ρυθμίζει τη θερμοκρασία και τη διάρκεια όπως:

# PELTIER ELEMENT
https://gr.rsdelivers.com/product/adaptive/et-190-1010-1212-rs/peltier-module-162w-28a-157v-30-x-30mm/4901430



Peltier Module, 16.2W, 2.8A, 15.7V, 30 x 30mm Στα € 131,76 ??!!!??
Τί είπες τώρα ?????
Μήπως αυτό είναι λίγο καλύτερο ??
https://www.ebay.com/itm/TEC1-12715-Heatsink-Thermoelectric-Cooler-Cooling-Peltier-Plate-Module/322681556789?hash=item4b2151cf35%3Ag%3A9dMAAOSw23N Zmitn&_sacat=0&_nkw=Peltier+TEC1-12715&_from=R40&rt=nc&_trksid=m570.l1313

.

[andreasmon]

όπως σου γραψε αποπάνω ο Σωτήριος SV1JRT ,οι τιμές αγοράς που έχεις βρει για τα εξαρτήματα που θες είναι φαρμακείο.Ειδικά από το https://thepihut.com (https://thepihut.com/products/extruder-50mm-fan) και το https://gr.rsdelivers.com (https://gr.rsdelivers.com/product/adaptive/et-190-1010-1212-rs/peltier-module-162w-28a-157v-30-x-30mm/4901430).
Ψάξε ebay.com aliexpress.com κ.τ.λ και θα τα βρεις πολλές φορές προς τα κάτω......πολλάκις....

[netpumber]

Δεν ξέρω όμως αν το peltier που προτείνει ο Σωτήρης είναι ικανό να φτάσει τις θερμοκρασίες που θέλω (δεδομένου οτι η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 25 βαθμοί). Λέει ένα Tmax: 67 από ό,τι βλέπω αλλά είναι αυτό το DΤ? Πέρα όμως από το οικονομικό κομμάτι (ας υποθέσουμε οτι δεν υπάρχει πρόβλημα με αυτό), τι πιστεύετε για το schematic?

[SV1JRT]

Δεν ξέρω όμως αν το peltier που προτείνει ο Σωτήρης είναι ικανό να φτάσει τις θερμοκρασίες που θέλω (δεδομένου οτι η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 25 βαθμοί). Λέει ένα Tmax: 67 από ό,τι βλέπω αλλά είναι αυτό το DΤ? Πέρα όμως από το οικονομικό κομμάτι (ας υποθέσουμε οτι δεν υπάρχει πρόβλημα με αυτό), τι πιστεύετε για το schematic?

Το σχηματικό ΔΕΝ έχει ανέβει.....
Αρα δεν έχουμε άποψη, εφόσον δεν το έχουμε δεί....

.

[netpumber]

Μάλλον παίχτηκε κάποιο πρόβλημα γιατί όταν ανέβασα το ποστ φαινότανε. Anyway το ξαναποστάρω.

74639

[aktis]

Peltier πολών Watt μπορει να βρει κανεις ευκολα και στα καπάκια απο ψυγειάκια αυτοκινήτου για τη θάλασσα ( cool box ) .
Αν έχεις ( η δανειστείς ) ένα τέτοιο μπορείς να το μετατρέψεις να ελέγχεται απο to raspberry προσωρινά , να κάνεις την εργασία σου φέτος ...
και του χρόνου το ξαναχρησιμοποιείς στις εκδρομές !
Το δικό μου ψυγειάκι λέει 12V 4A και το είχα πάρει 30-40 ευρω !

Ενδεικτικά , μαζι με την σχεδον 10 χ 8 χ 3 cm ψύκτρα , τον ανεμιστήρα , τα πλαστικα , την πολυουρεθάνη και το καλώδιο 12V, το καπάκι ζυγίζει 1270 γρ
Για πιο εξειδικευμένα , ποιό ειναι το max ΔΤ , multistage vs one stage κλπ πρέπει να συμβουλευτείς καταλόγους κατασκευαστών

κατι τέτοιο είναι http://store.giostyle.com/en-US/Bravo-25-12V-Portable-Fridge/id_14

(http://store.giostyle.com/en-US/Bravo-25-12V-Portable-Fridge/id_14)https://www.skroutz.gr/c/1305/camping_fridge.html?from=autocomplete&keyphrase=%CF%88%CF%85%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%BF+%CE %B1%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BA%CE%B9%CE%BD%CE%B7%CF%8 4%CE%BF%CF%85&order_by=pricevat&order_dir=asc


(https://www.skroutz.gr/c/1305/camping_fridge.html?from=autocomplete&keyphrase=%CF%88%CF%85%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%BF+%CE %B1%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BA%CE%B9%CE%BD%CE%B7%CF%8 4%CE%BF%CF%85&order_by=pricevat&order_dir=asc)

[kioan]

Βάσει datasheet (https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/1265/0900766b8126553c.pdf), το ακριβό (ET-190-1010-1212-RS) έχει ΔΤmax=85C και επίσης αναφέρει Max hot side temperature Th=90C.

Για το φθηνό (TEC1-12715) το datasheet μάλλον είναι αυτό (http://www.thermonamic.com/TEC1-12715-English.PDF) και αναφέρει ΔΤmax=70C και Th=50C.


Δε νομίζω ότι κανένα από τα δύο κάνει για τις ανάγκες σου. Το πρώτο γιατί θα το δουλεύεις στα απόλυτα μέγιστα όριά του (90C) τα οποία μπορεί και να μην καταφέρει ποτέ να φθάσει. Το δεύτερο δηλώνει έτσι και αλλιώς πολύ χαμηλότερα όρια από το επιθυμητό.

Νομίζω ότι ο σχεδιασμός του συστήματος είναι εξαρχής λάθος. Εσύ θέλεις κυρίως ένα θερμαντικό στοιχείο (αντίσταση) για να ανεβάζει και να διατηρεί τη θερμοκρασία στα επιθυμητά επίπεδα. Τα peltier δεν μπορούν να αντικαταστήσουν τις θερμαντικές αντιστάσεις οι οποίες είναι ο βέλτιστος τρόπος θέρμανσης. Η βασική τους ιδιότητα είναι η μεταφορά θερμότητας από την μια πλευρά στην άλλη και γι αυτό χρησιμοποιούνται κυρίως για να διευκολύνουν την απαγωγή θερμότητας από κάποια επιφάνεια που θέλουμε να ψύξουμε.

Εάν στην εφαρμογή σου, μετά τον κύκλο θέρμανσης, σε ενδιαφέρει να μπορείς να ψύξεις γρήγορα το αντικείμενο, μάλλον θα πρέπει να συνδυάσεις δύο συστήματα. Μία θερμαντική αντίσταση για την θέρμανση και κάποιο άλλο σύστημα ψύξης, όπως για παράδειγμα ένα μπλοκ υδρόψυξης το οποίο θα ενεργοποιείς (κυκλοφορητή και ανεμιστήρα εναλλάκτη) όταν θέλεις να ψύξεις το αντικείμενο.

[netpumber]

Μια τέτοια αντίσταση εννοείς ;
https://gr.rsdelivers.com/product/vishay/rch50s5r600js06/vishay-rch50-series-s06-solder-tab-thick-film/7890724

Το σκέφτηκα κι εγώ με την εναλλακτική ψύξη που λες αλλά ο χώρος που θα μπεί είναι αρκετά περιορισμένος.

[xrist sakis]

Καλημέρα
Εκείνο που θα σε βοηθήσει πολύ θα είναι η PID τεχνική, για να μην ξεφύγεις πολύ από τα όρια της θερμοκρασίας που ορίζεις και μετά πρέπει να το ψύξεις πολύ. Δεν ξέρω βέβαια αν το Peltier θα δουλέψει μετά και θα κατεβάσει την θερμοκρασία από τόσο ψηλά ή όπως είπαν τα παιδιά πιο πάνω πρέπει να βάλεις υδρόψυξη...
Σάκης

[kioan]

Για να επιλεγεί η σωστή θερμαντική αντίσταση πρέπει να δώσεις μερικές πληροφορίες για το τι θα θερμαίνεις. Στο αρχικό μήνυμα μιλάς για κάποιο ρευστό. Ίσως να είχε νόημα η αντίσταση να μπει εντός του ρευστού όπως είναι οι βραστήρες ή οι αντιστάσεις μέσα στους θερμοσίφωνες (https://en.wikipedia.org/wiki/Heating_element#/media/File:Heizstab-heatingelement-espressomachine.jpg). Εάν το ρευστό είναι μέσα σε κάποιο θερμοαγώγιμο δοχείο, θα μπορούσε να τυλιχτεί εξωτερικά του δοχείου μια nichrome αντίσταση.

Για την ψύξη εξαρτάται πόσο γρήγορα θέλεις να γίνεται αυτή. Αν υπάρχει ένας ανεμμιστήρας που ενεργοποιείται όποτε θέλεις και φυσάει εξωτερικά το δοχείο, δεν αρκεί; Ίσως αν στο δοχείο έχει προσαρμοστεί κάποια ψύκτρα με ανεμιστήρα να μπορείς να επιτύχεις τον στόχο σου. Το peltier θα είχε νόημα αν σε ενδιαφέρει να κατεβάσεις την θερμοκρασία του δοχείου χαμηλότερα από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

[SV1JRT]

Μάλλον παίχτηκε κάποιο πρόβλημα γιατί όταν ανέβασα το ποστ φαινότανε. Anyway το ξαναποστάρω.

74639

Κώστα, αν θέλεις περιέγραψε αναλυτικά τι θέλεις να κάνεις, για να μπορέσουμε να σε βοηθήσουμε αποτελεσματικά. Ετσί όπως πάει το θέμα μέχρι τώρα, κάνουμε αβάσιμες υποθέσεις.
Όσον αφορά το σχηματικό σου, πώς σου ήρθε η ιδέα να χρησιμοποιήσεις motor regulators και motor drivers για την οδήγηση του peltier element ??

.

[netpumber]

@kioan: Η αντίσταση δεν μπορεί να μπεί μέσα στο δοχείο γιατί αφ'ενός είναι πολύ μικρό και αφ'εταίρου, το ρευστό που θα έχει θα είναι βιολογικό υγρό (με DNA). Ένα τέτοιο δοχείο μοιάζει κάπως έτσι (http://vmmedical.gr/wp-content/uploads/2017/06/eppendorf.jpg). H σκέψη μου ήταν οτι επειδή οι όγκοι είναι πολύ μικροί (100-500μL) δεν θα υπάρχει τόσο πρόβλημα στη ταχύτητα ψύξης και θέρμανσης. Αλλά ακόμα και να υπάρχει κάποιο delay δεν με πειράζει τόσο πολύ (τουλάχιστον αρχικά)

@SV1JRT: Η όλη διάταξη θα κάνει τους κύκλους των θερμοκρασιών που περιέγραψα στο αρχικό post για να ψύχει και να θερμαίνει τον μικρό αυτόν όγκο. Δεν ξέρω πως αλλιώς να το περιγράψω :). Τώρα τους drivers αυτούς τους διάλεξα γιατί κάπως έπρεπε να κάνω drive το peltier που είχε 15.7V (δεν θα μπορούσα να το τροφοδοτήσω και να το ελέγξω από το RPi άμεσα) και σε περίπτωση που είναι τόσο λάθος η επιλογή αυτή, δικαιολογείται από την απειρία μου.

@xrist sakis: Το PID το διάβασα κι εγώ κάπου online αλλά είπα ας προσπαθήσω πρώτα να το κάνω όσο πιο απλό γίνεται(για εμένα) και έπειτα να το βελτιώνω σιγά σιγά.

[mtzag]

pid θελεις και υπαρχουνε αμετρητοι ετοιμοι pid controllers που κανουνε τη δουλεια αυτη
ελεγχο θερμοκρασιας.
Παρε ενα απο το ebay φτηνα.. και μιλας με αυτο το rb pi με σειριακη / modbus οτι υποστηριζει

[netpumber]

Μήπως το fan μπορώ να το κάνω drive με ένα MOSFET όπως λέει αυτός εδώ και να μην χρειαστεί να πάρω το hat ολόκληρο;

http://www.nerdkits.com/videos/motors_and_microcontrollers_101/

[vasilllis]

Προτεινω:
1)οι θερμαντικες-ψυκτικες συσκευες σου να μην ζεσταινουν το δοχειο με το υλικο,αλλα τον χωρο που θα βρισκεται αυτο(ενα μικρο ψυγειο ή ενα δοχειο με νερο )ωστε η θερμοκρασιες που θα πετυχεις θα ειναι ακριβεις.Οτι αλλο προσπαθησεις θα ειναι στο περιπου.
Με αυτη την διαταξη πας πλεον σε απλη λυση ετοιμου controller.
2)peltier πιστευω δυσκολα μπορει να δουλεψει σαν ζεστο-κρυο διοτι δυσκολα θα επιλεγεις τι θα αποριπτεις στο περιβαλλον.2 ειναι ευκολοτερα.

[netpumber]

@vasilimertzani : Βασίλη στο 1) που λες οτι θα πρέπει να ζεσταίνεται ο χώρος, έτσι το σκέφτηκα κι εγώ αλλά τι εννοείς έτοιμου controller? Μπορείς να δώσεις ένα παράδειγμα;

[vasilllis]

@vasilimertzani : Βασίλη στο 1) που λες οτι θα πρέπει να ζεσταίνεται ο χώρος, έτσι το σκέφτηκα κι εγώ αλλά τι εννοείς έτοιμου controller? Μπορείς να δώσεις ένα παράδειγμα;
Ακυρος ο ετοιμος controller.Ξαναεριξα μια ματια τι ακριβως θες να κανεις και δεν γινεται.Οποτε πας σε λυση που αναφερες ή σε καποιο Plc.

[netpumber]

Εσύ τι λές για το driving του FAN? Πως σου φαίνεται η ιδέα του MOSFET που αναφέρθηκα παραπάνω;