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Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto Utentepgiagno » 17 lug 2019, 0:07

AleEl ha scritto:Mi serve poter diminuire la potenza totale

Ho chiesto a che scopo.

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[12] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 17 lug 2019, 0:28

Riscaldamento/raffreddamento di acqua ma non ha mai specificato dove come quando quanto e perché :-)
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[13] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto Utentepgiagno » 17 lug 2019, 9:22

Sì, questo lo avevo letto. Ma le soluzioni al suo problema dipendono da quello che ci vuole fare, e gli esempi possono essere molti, ma perché dobbiamo inventarceli noi se lui non ce lo dice?

Riscaldare / raffreddare acqua, va bene. Partendo da quale temperatura? Con quale gradiente temporale? Con che precisione la temperatura deve essere mantenuta? Quali scambi con l'esterno ha il contenitore? È un contenitore completamente chiuso? Viene aperto? Con che frequenza?

Porc! È finita la batteria della sfera di cristallo :lol:

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[14] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 17 lug 2019, 16:02

A me interessa semplicemente poter diminuire la potenza delle Peltier ad una determinata ora del giorno, per poi riportarle al massimo in un'altra determinata ora del giorno.
Le Peltier raffreddano acqua, sì. Ma la devono anche riscaldare se serve. La temperatura di partenza a cosa serve saperla? Dipende da quanto è calda o fredda la casa, quindi non posso saperlo.

A me servirebbe sapere perché il comando On-Off è da preferire al PWM, e come posso farlo con Arduino
Voi mi dite che il comando On-Off è simile al PWM. Quindi mi chiedo, perché il comando On-Off non danneggia le Peltier, mentre il PWM sì?
Altra domanda: Comandando in On-Off come dite voi, tramite il codice che ho scritto, non è praticamente uguale ad un PWM?
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[15] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto Utenteelfo » 17 lug 2019, 16:30

Per tagliare la testa al toro realizza lo schema qui sotto.

Il Mosfet e' comandato in PWM da Arduino (tramite un opportuno driver non disegnato)

In uscita al mosfet poni un diodo, una induttanza e un condensatore (per il dimensionamento di questi componenti guarda un tutorial per alimentatori switching)

In uscita al tutto avrai una tensione continua.

I Peltier (e tutto il forum) vissero felici e contenti :D
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[16] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto Utenteguzz » 17 lug 2019, 16:35

Premetto che non ho mai usato Arduino... Ma è così difficile realizzare un comando ON-OFF? Da quello che ricordo di programmazione di PLC e micro, era una cosa abbastanza banale...
Almeno l'itagliano sallo...
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[17] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 17 lug 2019, 16:45

Una cella di Peltier altro non è che una serie di giunzioni pn, non viene danneggiata da operazioni PWM (ci sono diversi TEC controller sul mercato che pilotano le celle di Peltier con un PWM). Il motivo per cui si preferisce operare in DC, piuttosto che in PWM, è puramente una questione di efficienza.

Usare un PWM ti garantisce di avere un hardware e logiche di controllo più semplici, ma pilotaggi basati su PWM rendono il circuito più prono ad interferenze, minor efficienza energetica, ed il possibile instaurarsi di pericolosi picchi di tensione durante i transitori (sono questi che eventualmente possono fare danni, non l'operazione PWM di per sè). Per la questione di efficienza, puoi facilmente incorrere in incrementi di consumo di potenza di 4x, 5x, 6x volte in più usando un PWM. Anche il dissipatore si ritroverà a temperature maggiori, lavorando in PWM, pertanto devi sovradimensionarlo rispetto a come lo avresti progettato per un funzionamento DC (puoi facilmente avere 3 o 4 volte maggiori dissipazioni di calore).

Come linee guida, è meglio limitare i ripple al di sotto del 10%, meglio se sotto il 5% (ripple al di sotto del 10% garantiscono degradazioni di \Delta T desiderata inferiori al 1%)

Assodato ciò, per pilotare la cella con corrente DC ci sono comunque diverse strade. Con che algoritmo vuoi pilotarla? Una cosa semplice è farle pompare corrente quando la temperatura misurata è sotto/sopra la temperatura target. Essenzialmente implementi un controllore proporzionale.
Una cosa migliore sarebbe implementare un regolatore PID, con i parametri magari stimati grossolanamente per via empirica (Ziegler-Nichols)
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[18] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 6 set 2019, 12:43

DrCox ha scritto:Per la questione di efficienza, puoi facilmente incorrere in incrementi di consumo di potenza di 4x, 5x, 6x volte in più usando un PWM. Anche il dissipatore si ritroverà a temperature maggiori, lavorando in PWM, pertanto devi sovradimensionarlo rispetto a come lo avresti progettato per un funzionamento DC (puoi facilmente avere 3 o 4 volte maggiori dissipazioni di calore).


Questo non penso sia un problema, in quanto il raffreddamento è a liquido, con un radiatore dotato di due ventole ad alta velocità, che volendo, in emergenza, possono essere mandate al massimo.

Tuttavia, se si riuscisse ad evitare un consumo così elevato, progettando un circuito che controlli le Peltier in modo giusto, sarebbe perfetto.

DrCox ha scritto:Assodato ciò, per pilotare la cella con corrente DC ci sono comunque diverse strade. Con che algoritmo vuoi pilotarla? Una cosa semplice è farle pompare corrente quando la temperatura misurata è sotto/sopra la temperatura target. Essenzialmente implementi un controllore proporzionale.
Una cosa migliore sarebbe implementare un regolatore PID, con i parametri magari stimati grossolanamente per via empirica (Ziegler-Nichols)


Dunque, spiego per bene ciò che ho intenzione di fare:

Per pura e semplice comodità, a me interessa poter diminuire la Potenza delle Peltier per alcuni semplici motivi:

Trattandosi di un progetto che andrà a lavorare h24, 7 giorni su 7, il fatto di diminuire la Potenza è mirato a:

- Diminuire il rumore del raffreddamento nelle ore notturne (questo progetto sarà in camera mia). Perciò, se io diminuisco la Potenza delle Peltier, diminuisco la quantità di calore da asportare e quindi posso diminuire la velocità delle ventole, le quali a loro volta faranno meno rumore.

- Diminuire il consumo.
Se non è necessario avere la massima Potenza delle Peltier, potendole regolare in Potenza con Arduino, posso diminuire i consumi, cosi mia madre non mi tira una padella quando legge la bolletta del mese dopo :D


Perciò, per questi semplici motivi, io ho necessità di diminuire la Potenza delle Peltier.
Su come fare, però non lo so. perché io in questo momento uso un semplice Mosfet comandato in PWM a 31.5kHz.



elfo ha scritto:Per tagliare la testa al toro realizza lo schema qui sotto.

Il Mosfet e' comandato in PWM da Arduino (tramite un opportuno driver non disegnato)

In uscita al mosfet poni un diodo, una induttanza e un condensatore (per il dimensionamento di questi componenti guarda un tutorial per alimentatori switching)

In uscita al tutto avrai una tensione continua.

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Ti ringrazio per il circuito.
Dovrò cercare il modo di calcolare i valori del Diodo, dell'induttanza e del condensatore, però forse ci riuscirò con qualche ricerca, e qualche altra domanda.

Mi scuso per aver risposto solo ora



http://www.grix.it/UserFiles/jabber47/F ... tching.pdf

In questo PDF a pagina 25-26-27 c'è il circuito che mi hai disegnato tu. Tuttavia, non riesco a capire ciò che va calcolato, perché non so di cosa si parla.

Aggiorno comunque una cosa:

Le mie intenzioni ora sono di mettere in serie le 3 celle di Peltier, ottenendo quindi una I massima di 6 Ampere, e una tensione V massima di circa 45V.
Vado quindi ad avere un Vcc in ingresso di 50V, ottenuto da uno Switching da 48V, al quale aumento la tensione di 2V tramite potenziometro già presente su di esso.

Resta comunque il problema che non so come fare i calcoli, nonostante io abbia letto le pagine in cui vengono spiegati


Ad esempio, io in casa ho questo circuito:

https://www.ebay.it/itm/DC-CC-9A-280W-S ... 2749.l2649

E' un regolatore in corrente e tensione. La regolazione avviene tramite potenziometri, e la corrente massima dichiarata è 9 Ampere (sul datasheet è 8 Ampere).
Comunque, 8 Ampere sono più che sufficienti per me.

Quindi, se si riuscisse a sostituire il potenziometro della regolazione in corrente, utilizzando Arduino, sarebbe tutto risolto, no?
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[19] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 6 set 2019, 13:16

Correggo: non con questo modello, in quanto a 50V non ci arriva.
Tuttavia, con un circuito come questo:

https://www.ebay.it/itm/600w-10A-DC-DC- ... Sw2hxcR5Ga

Si potrebbe fare qualcosa?
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[20] Re: Come pilotare in modo ottimale le Peltier

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 6 set 2019, 14:02

DrCox ha scritto:Una cella di Peltier altro non è che una serie di giunzioni pn

No, non c’è alcuna giunzione pn.
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Io capisco le cose per come le scrivete. Per esempio: K sono kelvin e non chilo, h.z è la costante di Planck per zepto o per la zeta di Riemann e l'inverso di una frequenza non si misura in siemens.
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