Hallo, ich will mir eine Peltierkühlung für meine CCD-Kamera bauen. Das Peltierelement selbst soll nur kühlen, und nicht heizen, und das schlussendlich auch auf den maximal möglichen Temperaturunterschied, sprich Maximalstrom. Allerdings, da ich mechanische Spannungen durch zu starkes Abkühlen/Aufheizen an Sensor, Gehäuse etc. vermeiden will, muss ich darauf achten, dass nicht sofort auf die Minimaltemperatur heruntergekühlt wird, sondern schrittweise, also über eine Rampe. Und beim Abschalten der Kamera wird die Rampe dann wieder rückwärts abgelaufen bis Raumtemperatur erreicht ist. Und die Regelung selbst, dachte ich mir, mache ich dann am besten über einen steuerbaren Stromregler. Gibt es irgendwelche digital (oder analog) ansteuerbaren Stromregler, die sich über einen µC ansteuern lassen und mit 12V/8.5A klarkommen und die ihr mir empfehlen könnt? Eingangsstrom ist entweder Strom direkt aus der Steckdose, oder heruntergeregelt nach einem 12V/10A Netzteil, jenachdem. Viele Grüße, Matze
Matze schrieb: > Allerdings, da ich mechanische Spannungen durch zu starkes > Abkühlen/Aufheizen an Sensor, Gehäuse etc. vermeiden will, Ich würde mir mehr Sorgen um das viele Kondenswasser auf dem Bildsensor machen. Und an der anderen Seite brauchst Du einen guten CPU-Kühler um die 120 W Abwärme loszuwerden. Gruß Anja
Hallo Anja, ja, daran hatte ich auch schon gedacht, ich nehm einen handelsüblichen Kühlkörper für PCs, im Bereich von 160W, Arctic Freezer oder einen von Thermaltake. Was das Kondenswasser angeht, dafür nehm ich Trockenpatronen, wie sie bei anderen CCDs bereits eingebaut sind. Viele Grüße, Matze
Man steuert Peltiers über PWM mit Stromglättung durch eine Drossel
+12V
|
+-------+
| |
Spule |
| |
Peltier |
| |
+--|>|--+
|
uC--|I IRLZ34
|S
GND -+
Je nach prozentualer Einschaltdauer bestimmt sich die an den Peltier
abgegebene Leistung.
MaWin schrieb: > über PWM mit Stromglättung durch eine Drossel Wobei der Rest-Strom-Rippel deutlich < 10% sein sollte da ansonsten der Wirkungsgrad des Peltier stark nachläßt. Das ganze ist stark nichtlinear. Gruß Anja
Anja schrieb: > Ich würde mir mehr Sorgen um das viele Kondenswasser auf dem Bildsensor > machen. Hmm, ich kenne das auch so, das der Sensor im Vaccuum sitzen muß. Ich glaube nicht, das Trockenmittel reicht, zumindest wenn man auch unter +10° arbeiten will. Gruss Harald PS: Unter 0° gibts keine Probleme mit Kondenswasser mehr. :-) Dafür hat man dann Raureif. :-(
Hallo, Ich habe vor das ganze über einen LM2678T-ADJ für 2*12V Element mit ca 4 A in Reihe als Spannungsregler zu regeln. Am ADJ-Pin muß man halt noch eine Fremdspannung einspeisen wenn man nicht die volle Spannung braucht. Das ganze ist zwar dann noch stärker nichtlinear allerdings brauche ich nur relativ kleine Drosseln. Gruß Anja
Ich habe mir KIM 055L aus China ersteigert(10erpack bei eBay ab 1,30 pro Stück). Das sind gebrauchte japanische Wandler, guter Wirkungsgrad (>91). Da ist eine gute Spule und ein TPS40047 mit 2 16mOhm Rdson-Mosfets drin. Arbeitet bei 250kHz. Von Hause aus sind die für 5V 5A bei bis zu 40V Eingangsspannung vorgesehen. Man muss die modifizieren, einen Widerstand rein, 3 raus und dafür ein Poti dran. Ich habe einen i2c-Digitalpoti anngeschlossen und kann so die Ausgangsspannung per Bus digital steuern. Funktioniert einwandfrei. Ich hab schon 7,5A bei 28V Eingangsspannung und 14V Ausgangsspannung Eingangsspannung aus dem kleinen Teil geholt, wurde aber schnell sehr warm im Originalgehäuse. In dem Setup sollte eine Pelitier-Steuerung per i2c kein Problem sein.
Matze schrieb: > ja, daran hatte ich auch schon gedacht, ich nehm einen handelsüblichen > Kühlkörper für PCs, im Bereich von 160W, Arctic Freezer oder einen von > Thermaltake. Der kühlt son Prozie aber nur auf ~60°, Du willst aber auf unter 0°. Da wirst Du wahrscheinlich mehr "Reserve" brauchen!? Und dann noch: Harald Wilhelms schrieb: > Hmm, ich kenne das auch so, das der Sensor im Vaccuum sitzen muß. > Ich glaube nicht, das Trockenmittel reicht, zumindest wenn man > auch unter +10° arbeiten will. > Gruss > Harald > PS: Unter 0° gibts keine Probleme mit Kondenswasser mehr. :-) > Dafür hat man dann Raureif. :-( Auf die Lösung dieses Problems bin ich echt neugierig, da sicher nicht unlösbar
Hallo, vielen Dank für die Schaltungen und dem Tipp mit dem Wandler. Mal gucken wie ich das PWM dann schalte, ich hab damit noch nicht so viel gemacht außer eine H-Brücke ansteuern. Zu den Kabeln, muss ich da auf eine besondere Querschnittsfläche achten? Weil 10A sind nicht so wenig? Teo Derix schrieb: > Auf die Lösung dieses Problems bin ich echt neugierig, da sicher nicht > unlösbar Naja, da gibt es noch andere Methoden, wie z.B. das Gehäuse luftdicht versiegeln und dann mit Stickstoff oder anderen Gasen fluten. Ich entscheide mich aber für die Trockenpatrone, evtl. noch mit Molekularfilter, damit die Trockenkügelchen das Wasser nicht wieder abgeben (bei niedrigen Temperaturen sind sie nicht so saugfähig) oder das ganze Gehäuse dann mit den Kügelchen füllen. Teo Derix schrieb: > Der kühlt son Prozie aber nur auf ~60°, Du willst aber auf unter 0°. > Da wirst Du wahrscheinlich mehr "Reserve" brauchen!? Ich will das Peltierelement nicht auf beiden Seiten unter 0° haben, dann könnte ich mir das komplett sparen und den Kühler dann direkt an die Kamera packen (oder eine Zwei-Stufen-Kühlung reinbauen). Der Kühler muss ja nur die Wärme abführen und auf ein erträgliches Niveau senken, sodass mir das Peltierelement nicht wegbrennt/-schmilzt :). Und bei noch größeren Kühlern wird auch das Gewicht zu groß. Viele Grüße, Matze
Hallo, ich hab jetzt sogut wie alle Bauteile zusammen (fehlt nur noch der endgültige µC, ich denke ich nehme da einen Butterfly AVR, günstig, hat alles und ich kann da einen Regelkreis basteln wenn ich noch einen Temperatursensor anschließe) und das Netzteil. Die Steuerung findet dann wie MaWin vorschlug mit PWM + MosFet statt. Beim Netzteil denke ich werde ich ein altes Xbox360-Netzteil nehmen was hier herumfliegt, welches mir 12V bei 16.5A liefern kann (womit ich dann neben dem Peltier auch die Lüfter ansteuern werde). Und jetzt meine mehr oder minder blöde Frage: Brauche ich für das Peltier eine Strombegrenzung, oder zieht es dann nur 8.5A? Viele Grüße, Matze
MaWin schrieb: > Man steuert Peltiers über PWM mit Stromglättung durch eine Drossel > Je nach prozentualer Einschaltdauer bestimmt sich die an den Peltier > abgegebene Leistung. Welche Daten müsste denn die Spule bzw. die Diode haben (Diode denke ich mal Maximalstrom des PT und die Spule? Keine Ahnung.)
Fuer unter null Temperaturen muss man zweistufig fahren. Denn der erreichbare Temperaturhub pro Peltier wird mit Glueck bei 40 Grad liegen. Spezifiziert sind 65 Grad ? Ja - bei Waermefluss gleich null! Und die Warmseite auf unter 40 Grad zu halten ist echt schwierig. Einfach mit Leistung zu klotzen ist kontraproduktiv.
Hallo Matze, ich bin gerade bei einem gleichen Projekt (DSI III mono ;) ) und wollte hier -da teils schon wirklich komische Aussagen getroffen wurden- auch mal meinen Senf ablassen... Zuerst ganz kurz wie weit ich bin und worüber ich somit qualifizierte Aussagen treffen kann: - Steuere ein Peltier (max U=14V) über PWM eines Arduino (bei 31kHz) mit PID auf konst -12°C (allerdings außerhalb der Kamera) -gekühlt wird das Peltier mit einem alten kleinen CPU Lüfter, der wird nicht mal handwarm bei 21°C Raumtemperatur wird.... soviel zum Wärmeproblem ;) .... Wichtig ist halt nur, dass du ein Peltier bekommt, was möglichst wenig Leistung braucht bei möglichst Umax> 12V (es müssen ja max 8W an Wärme bewegt werden) - Kamera ungeregelt gekühlt auf <-8°C mit Trockenmittel und 1W beheiztem Frontfilter --> kein Tau oder Reifproblem ;) Du siehst die hier genannten "Bedenken" sind theoretisch vorhanden, aber praktisch leicht lösbar. Ob PWM für ein Peltier gut ist.... da gibt es sehr unterschiedliche Ansichten - habe hierzu noch keine abschließende Meinung... Allerdings habe ich auch Versuche mit Zeitgeregelten Peltiers gemacht. Sprich es wird die AnZeit als Regelparameter genutzt. Die Ergebnisse waren SEHR gut dT<0.1°C allerdings wird es Programmtechnisch etwas kniffelig mehr als ein Peltier mit einem Kontroller zu regeln..... nutze momentan nen ArduinoMega was leichter Overkill ist, aber dafür wird es später sehr komfortabel (kann jetzt schon per Konsole die Solltemp und alle anderen Parameter setzen und bekomme live alles auf einem LCD angezeigt). Mit zweistufiger Kühlung habe ich bis jetzt leider noch keine gute Erfahrung gemacht, aber irgendwie will ich auf <-25°C …. Momentan versuche ich noch mehr als 30° Temperaturdifferenz herauszuholen und einen Netzfilter zu bauen um die restlichen Geräte für dem PWM zu "schützen". Auch mache ich mir noch etwas Sorgen wegen den Kabeln, denn wenn ich mal ein Peltier mit Umax<6V einsetze, könnte über die nicht unerheblich Spannung abfallen..... Auch habe ich bei diesen kleinen Peltiers das Problem, dass mir die PWM-Auflösung nicht ausreicht. Falls jemand hier ne Idee hat - ich freue mich über Anregungen. Falls du weitere Infos brauchst melde dich einfach. Viele Grüße Tobias PS Ich hoffe ich trete keinem auf die Füße, aber ich konnte mir diesen Post nicht verkneifen, da hier so viele "falsche" (bei der Kühlung einer CCD Kamera) Aussagen/Vermutungen getroffen wurden.
Ob PWM für das Peltierelement wirklich schädlich ist, darüber kann man streiten, hängt aber sicher auch von der Frequenz ab. Sicher ist aber, das mit PWM Betrieb (ohne Glättung) der ohnehin schon nicht so gute Wirkungsgrad des Peltierelements schlechter wird. Für ein Element mit wesentlich kleinerer Spannung ist PWM ohne Zusätze überhaupt keine Lösung, denn für Ströme oberhalb des Nennstromes nimmt die Kühlleistung wieder ab, und bei mehr als etwa den 1,4 fachen (sofern das überhaupt noch zulässig ist) kühlt es gar nicht mehr.
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