Vannkjøling Bærbar: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Noen av dere husker kanskje min 5 -minutters USB Wrist Cooler, et prosjekt som ble brukt til å kjøle ned kroppen min uten å måtte svette. Ulempen med dette var at det bare varte i ca 5 minutter. Takket være sponsing fra DFRobot klarte jeg å forlenge denne tiden til omtrent tre timer og kjøle meg ned mer enn bare venstre håndledd.

Dette prosjektet brukte kjøler vann i en aluminiumsblokk ved hjelp av en Peltier -modul og en PC -vifte, og skyver den deretter gjennom noen rør med en likestrømspumpe. Disse drives av oppladbare li-ion-batterier som kan lades med et bakmontert solcellepanel. Slangen til Liquid Cooling Wearable er ment å bæres under en tettsittende undertrøye for å maksimere kontakten med huden. Ved hjelp av en Dfrduino har jeg til og med lagt til en automatisk temperaturkontroller som bruker en DHT22 for å aktivere den bærbare.

Bilder med meg iført den kommer snart (versjon 2), men for nå, la oss komme i gang!

Trinn 1: Verktøy og materialer

For dette prosjektet trenger du (de åpnes alle i nye faner automatisk):

Boost -omformer

DFRduino Uno Rev3

12VDC vannpumpe

12VDC Sunflower Solar Charge Controller

Smart multifunksjonell lader

Peltier viftesett

5/16 vinylrør

Jumper Wires (for testing)

Brødbrett (for testing)

Li-ion batterier

Powerbank Batteri

Multimeter

DHT-22 temperatur- og fuktighetssensor

5 Watt solcellepanel

Trinn 2: Montering av kjøleenheten

Dekk først kjøleblokken av aluminium i termiske pads, termisk pasta eller termisk fett. Ikke legg for mye, da det vil hemme varmeoverføringsprosessen. Fest nå Peltier -modulen på den med den merkede siden ikke vendt mot deg.

For det andre, sørg for at kombinasjonsboksen og viften fungerer. Skru viften på kjøleribben og slå den på. Den nedre delen av kjøleribben skal være litt kjøligere enn omgivelsene, men ikke for mye, da viften bare blåser luft akkurat nå. Hvis det fungerer, gå til neste trinn.

Slutt til slutt på den andre siden av Peltier og fest den på kjøleribben. Nå vil aluminiumsblokken din avkjøle vannet som vil strømme gjennom den, og viften festet til Peltier vil bli kvitt overflødig varme. Jeg brukte litt tape for å lage en sterkere mekanisk binding, men det er ikke nødvendig. Nå er vi klare til å koble den til pumpen og tanken med slangen vår. Koble de to ledningene til en for å gjøre ledningen enklere. Dette er 12v høystrømstegningskomponenter, så sørg for å bruke en stor trådmåler.

Trinn 3: Pumper og VVS

Pumpelektronikk

Pumpen leveres med en standard plugg med synlige ledninger på enden. Lodd disse ledningene til en boost -omformer, da vår standardspenning på 5 volt ikke vil kutte den. Vi bruker boosteren til å få 11vdc fra batteriene våre. På den andre siden lodder du en USB -kabel. Bruk potensiometeret til å sette utgangsspenningen til ca 11 volt. Pumpen har en hastighet på 6v-12v, men jeg bestemte meg for å være trygg med 11 og heller ikke belaste boost-omformeren for mye, siden den ikke har noen ekstra kjøleribbe. Test elektronikken din ved å koble pumpen og senke den i vann. Det skal være på.

Tank og slange

For å lagre vannet for systemet brukte jeg en 2 "aluminiumsboks. Jeg prøvde å bruke 2" PVC -rør, men det var for tykt for at pumpen skulle passe, noe som krevde at jeg enten skulle filme pumpen eller barbere innsiden av hele PVC -rør. Jeg oppdaterer prosjektet til PVC i neste versjon. Koble slangen som fulgte med pumpen til den, deretter til aluminiumsblokken. Bruk noen av vinylrørene til å koble den andre siden av aluminiumskjøleblokken og teip den til innsiden av vanntanken (aluminiumsbeholder i dette tilfellet). Når dette er gjort, test pumpen din inne i tanken ved å fylle den opp og slå den på. Det er også viktig å gjøre dette for å se etter lekkasjer.

Trinn 4: Kjøling, kode og kretser

Kjøling

Ved bruk av Dfrduino må du angi en minimumstemperaturindeks for å aktivere kombinasjonen Peltier og vifte. Vi vil gjøre dette ved å bruke den rimelige, men pålitelige DHT22 temperatur- og fuktighetssensoren. Jeg bruker Analog Pin 0 for datakabelen, men du kan bruke en annen hvis du vil. Koble VCC og GND til sine respektive punkter på Dfrduino. Dette vil gi oss informasjon, men ikke gjøre noe av seg selv. For å slå på (og av) kjøleenheten vi bygde, må vi sette opp et relé for å slå strømmen på og av elektromekanisk. Jeg har bare 12v reléer, og Arduinos leverer maks 5v, så jeg bruker en boost -omformer for å øke spenningen fra 5v til 12v for at den skal aktiveres.

Kretsløp

Den nevnte kretsen drives av solenergi ved hjelp av DFRobots Sunflower Solar Controller. Den tar inngang fra mitt 12v (5W) fotovoltaiske panel og regulerer det til en brukbar spenning og strøm. Den smarte multifunksjonelle laderen også fra DFRobot bruker denne til å lade batteriene som vises på bildet, men fungerer også som en powerbank for å gi energi for at kjøleenheten skal fungere.

Kode

Lenke til kode for temperaturindeksutløser.

Kopier lim inn koden i Dfrduino slik at viften (og i forlengelse av Peltier -modulen) slås på hvis den er varm nok.

Trinn 5: Slik fungerer det

Som i mine andre Peltier -konstruksjoner, får den termoelektriske kjøleren en innstilt spenning (12 volt i dette tilfellet) og pumper varme fra den ene siden av modulen til den andre. Dette kjøler drastisk den ene siden av det keramiske torget og varmer den andre siden. For å unngå å skade komponenten vår gjennom tilbakeslag av varme må vi bruke aktiv kjøling i form av en stor kjøleribbe og vifte. Dette prosjektet bruker den kule siden for å fjerne varme fra vann som beveger seg gjennom en aluminiumsblokk, og bruker deretter en likestrømspumpe til å skyve denne gjennom brukerens kropp ved hjelp av vinylrør. For å øke kontakten med huden, bæres en stram skjorte over den.

For å spare litt energi fra de mest energikrevende delene av dette, blir viften og Peltier slått av hvis det blir for kaldt (du går for eksempel innendørs). Dfrduino er koblet til en boost -omformer for å slå på et relé og drive kjøleenheten hvis og bare hvis dataene fra DHT22 temperatur- og fuktighetssensoren garanterer det.

Trinn 6: Spesiell takk til DFRobot

Dette var et ganske stort prosjekt, så jeg er glad for å ha blitt sponset av DFRobot. God produktkvalitet og rask levering som alltid. Sjekk butikken deres her.