Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Peltier-Element mit Arduino ansteuern


von Paul W. (paul_w)


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Hallo,

Ich versuche ein 40x40mm Peltier mit dem Arduino anzusteuern. Das 
Peltierelement saugt max. 6A und 15V da bietet sich ein altes Netzteil 
von mir an, es liefert 13,8V DC und 5-7A. ich würde die GND an einen 
Transistor legen die Base an einen Arduino Pin(an/aus) und dann den 
Emittier ans Element und dann noch Vin ans Element. Ich muss aber die 
Polung des Elements öfter wechseln(32 Zyklen mit je 3 Phasen) da bietet 
sich die H-Bridge L298P vom Motorshield an aber die verträgt leider nur 
4A.
Meine Frage ist jetzt: Wie bekomme ich die Umpolung trotzdem hin?

Viele Grüße
Paul

von Mike (Gast)


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Paul Wagner schrieb:
> Wie bekomme ich die Umpolung trotzdem hin?

Mit einem Relais oder einer kräftigeren H-Brücke.

Aber denke dran: Peltierelemente mögen kein hartes Schalten, weder PWM 
noch Polarität bei vollem Strom.

von Paul W. (paul_w)


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Oh Gott, Relais, damit habe ich noch nie arbeiten müssen kannst Du für 
die Werte eines empfehlen? Gut das mit dem Peltier werde ich mir merken: 
Ich stelle also erst den Base-Pin auf LOW und danach wird Polarität 
gewechselt und dann gehts wieder auf HIGH.
Vielen dank dafür ansonsten hätte ich es wohl direkt geschalten und 
damit über den Jordan gehen lassen...

Viele Grüße
Paul

von Mike (Gast)


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Paul Wagner schrieb:
> Ich stelle also erst den Base-Pin auf LOW und danach wird Polarität
> gewechselt und dann gehts wieder auf HIGH.

Falls der Base-Pin derjenige ist, der den Transtor gegen Gnd ansteuert: 
Direktes Ein-/Ausschalten des Peltierelements geht bei den meisten Typen 
sehr auf die Lebensdauer, weil dadurch im Elemen erhebliche thermische 
Gradienten und damit mechanische Spannungen entstehen.
Wesentlich besser ist es, den Strom langsam hochzuregeln. Das setzt aber 
eine andere Steuerschaltung voraus, z.B. einen Schaltregler, dessen 
Ausgangsspannung oder -strom sich von außen steuern läßt.

von Max H. (hartl192)


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Mit MOSFETs würde es so gehen:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/575/bruecke.gif
Die Dioden kannst du auch weglassen.

von Sabine W. (sabine_w)


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Die Kühlleistung einer Peltier-Elementes ist proportional zum Strom 
abzüglich einer zum Quadrat des Stromes proportionalen Erwärmung sowie 
abzüglich des zur Temperaturdifferenz proportionalen Wärmerückflusses. 
Mit PWM geregelt heizt sich dadurch das Element stärker auf als ohne (z. 
B. mit 50% zwischen 0 und 2A geschaltet ergibt zwar eine Kühlung 
entsprechend 1A, aber einer doppelten Heizleistung (50%*2*2)), ist also 
ineffizienter.

: Bearbeitet durch User
von Paul W. (paul_w)


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Naja der kühlung kann ich aber mit einem Lüfter noch auf die Sprünge 
helfen...
Die Brückenschaltung sieht gut aus, ich hatte schon mal etwas geschaut 
geht auch ein IRF7389 wenn ich den 4-mal verbaue und dazu die beiden 
BC547 sowie 2x 10kOhm und 2 mal 6kOhm hab ich dann ja eine H-Brücke die 
das Peltier aushält, Wie muss ich dann den Arduino proggen, sodass er 
mir das Signal fade-t reicht hier ein einfacher fade Befehl zu oder muss 
da was spezielles passieren? Dazu kommt dann nur noch das Peltier etwas 
Breadboard und feddich, oder?

von Max H. (hartl192)


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Die obereb FETs müssen P-Channel sein, die unteren N-Channel.

von Paul W. (paul_w)


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Die IRF7389 sind aber N/P-Kanal also je nach Beschaltung beides...

von Max H. (hartl192)


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Paul Wagner schrieb:
> Die IRF7389 sind aber N/P-Kanal also je nach Beschaltung beides...

Stimmt, ich kannte den IRF7389 nicht, weil du
> geht auch ein IRF7389 wenn ich den 4-mal verbaue
geschrieben hast, dachte ich er ist ein einzelner MOSFET.

Den IRF7389 würde ich nicht verwenden, weil der P-MOS nur -5.3A 
(Absolute Maximum Ratings) verträgt.

: Bearbeitet durch User
von Paul W. (paul_w)


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Oh soweit hatte ich mich nicht reingelesen...danke für den Tipp 
ansosnten hätte ich den wohl gegrillt.
jetzt hab ich es klassisch gemacht, da kein N/P-MOS mir zusagte nehme 
ich jetzt einen IRF9Z24N P-Kanal und einen IRFR024N N-Kanal-MOS

Mein Plan sieht jetzt so aus:
2x BC547
1x LM335Z
1x Standard-Peltier 12706
2x IRF9Z24N
2x IRFR024N
2x 6.8kOhm Kohleschicht, axial

dazu etwas Breadbord und fertig ist die H-Brücke

Wenn noch jemand etwas einzuwenden hat, dann jetzt denn es wird heute 
noch bestellt...

Vielen Dank für die zahlreichen Tipps und Infos!

von Max H. (hartl192)


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Paul Wagner schrieb:
> Breadbord
Ein Bredboard wird für so hohe Ströme eher suboptimal sein.

von Paul W. (paul_w)


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Das breadboard ist auch nur zum Versuchsaufbau gedacht wenn ich Saft 
draufgebe werde ich es vorher löten, aber um es mit einem Lüfter zu 
testen reicht es allemal...
Wie muss ich dann den Arduino proggen um das Peltier langsam 
herauszufaden wenn die Temperatur erreicht ist um dann bei 
ausgeschaltetem Element die Polarität zu wechseln und dann wieder 
hochfaden, reicht es wenn ich die H-Brücke wie den L298 auf dem 
Motorshield behandele?

Viele Grüße
Paul

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