Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Digital-potentiometer gesucht , Peltierkühlung über einen PWM Controller


von Andi (Gast)


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Bin gerade im Aufbau einer TEC Kühlung für den Computer (CPU) , es 
werden sechs zyklenfeste Peltierelemte der Firma Quick Cool(19.5V 15A) 
eingesetzt. Die Peltierelemente werden von mir mit 11 Volt und ~ 6-7 
Ampere betrieben. Die Kälteseite kühlt den einen Wasserkreislauf 
herunter, die heiße Seite wird mit einen zweiten Wasserkreislauf 
gekühlt. Soweit funktioniert dies auch einwandfrei, Probleme dabei ist 
dass der Wasserkreislauf (CPU) nicht zu weit unter Raumtemperatur kommen 
darf.

Jetzt zu meinen Problem, ich möchte eigentlich mit einen PWM Controller 
die Peltierelemente ansteuern. Dieser Controller hat leider nur ein 
analoges Potentiometer, welches ich gerne gegen ein digitales ersetzten 
möchte.
Zur Regelung möchte ich gerne mein Aquaero 6 XT nutzen, als Ansteuerung 
stehen mir also 0-12 Volt zur Verfügung. Diese kann ich dann über den 
Temperatursensor (Wassertempertur) eigene Kurven erstellen.

Nur gibt es überhaupt die Möglichkeit mit Spannung ein 
Digital-potentiometer von 0-100 % zu steuern?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Vergiss das mit der PWM auf Pelztiere. Die Dinger verlieren dadurch das 
letzte Bißchen Wirkungsgrad, weil die transportierte Wärme in den 
Strompausen ungehindert zur kalten Seite zurückfließen kann. Du musst 
die mit einer sauberen Gleichspannung versorgen, das was Du suchst ist 
also ein regelbares Schaltnetzteil. Und wenn Du nach so was suchst, 
findest Du auch jede Menge Pläne.

von Andi (Gast)


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Erstmal vielen Dank für die schnelle Antwort.

Dann werde ich mir mal zwei MeanWell-Schaltnetzteile bestellen, diese 
sind mit 5,5 V von 20%-100% regulierbar.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
abgesehen davon, das mir das ganze Projekt etwas übertrieben vorkommt, 
ist deine Idee der komplizierten Regelung einfach überflüssig.
> Andi schrieb:
> Ampere betrieben. Die Kälteseite kühlt den einen Wasserkreislauf
> herunter, die heiße Seite wird mit einen zweiten Wasserkreislauf
> gekühlt. Soweit funktioniert dies auch einwandfrei, Probleme dabei ist
> dass der Wasserkreislauf (CPU) nicht zu weit unter Raumtemperatur kommen
> darf.
Das ist doch wirlich kein großes Problem.
Schalte die Kühlung einfach aus, wenn die Sekundärseite zu kalt wird und 
schalte wieder ein, wenn sie ein paar Grad darüber liegst.

> Jetzt zu meinen Problem, ich möchte eigentlich mit einen PWM Controller
> die Peltierelemente ansteuern.
Daß das Murks ist, wurde schon geschrieben.
Eine solche Wärmeregelung hat doch keinerlei Ansprüche an Genauigkeit 
und Regelgeschwindigkeit, oder? Das System wird eh sehr träge sein.
Eine einfachste 2-Punktregelung mit etwas Hysterese und gut is'ses.

> Dieser Controller hat leider nur ein
> analoges Potentiometer, welches ich gerne gegen ein digitales ersetzten
> möchte.
Wozu soll das gut sein?
Ein-/Ausschalten geht genau mit einem dig. GPIO-Pin.
Gruß Öletronika

von Andi (Gast)


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Ich möchte es mit dem Aquaero 6 XT steuern, mit der Software können 8 
Temperatursensoren ausgelesen werden. Darüber lassen sich dann die 
Ausgänge steuern (0-12Volt), in Abhängigkeit von den erstellten Kurven. 
Warum? Weil der Prozessor nicht die gesamte Zeit 180Watt verbraucht, im 
Idle sind es nur um die 30Watt. Also macht eine Linare Regelung der 
Peltierelemente schon Sinn. Ich muss doch keine ~400 Watt durch die 
Peltierelemente pumpen, wenn der Prozessor nur 30Watt Abwärme 
produziert. Ich denke mit den Regulierbaren Schaltnetzteil bin ich ganz 
gut bedient.

von J. Zimmermann (Gast)


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Tipp: Schau mal auf die Websites von Maxim und AD, die hatten früher 
TEC-Controller im Programm (Stichwort TECC), evtl. sind die ziemlich 
guten App.-Notes noch online.
Hab vor Jahren mal eine TEC-Ansteuerung mit XMega gebaut. Die 
Wave-Form-Unit liefert gleich noch den invertierten Ausgang und die 
dead-time-generation für die Ansteuerung eine FET-Drivers/Halbbrücke. 
Mit einer 2. Halbbrücke kann man zwischen Heizung und Kühlung 
umschalten. Mit der HiRes-Extension sind 75KHz mit 10bit Auflösung 
möglich. Natürlich, wie oben schon erwähnt, muß man das PWM mittels LC 
noch "glätten", erfahrungsgemäß sollte die "Restwelligkeit" <10% liegen.
mfg
Achim

von Andi (Gast)


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Ich werde es mir mal in Ruhe anschauen, bin erstmal dankbar für jede 
Idee.

Bis jetzt machen die regulierbaren Netzteile für mich den besten 
Eindruck.
Ich habe hier noch zwei Controller für Digitale Netzteile, damit kann 
ich die maximale Spannung/Ampere gut begrenzen.
Treiber und Software sind durch das Aquaero auch nicht mehr nötig, wenn 
ich diese Schaltnetzteile mit 0-5,5V regeln kann. (Aquaero kann eine 
Spannung von 0-12V regeln) Ich kann den Ausgang auch auf 5,5V begrenzen, 
somit ist die Ansteuerung schonmal gelöst.
Der große Pluspunkt ist natürlich, ich muss nur zwei Netzteile 
austauschen. Alles andere ist schon vorhanden und somit hält sich der 
finanzielle Aufwand in Grenzen.

von Olaf (Gast)


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> Bin gerade im Aufbau einer TEC Kühlung für den Computer (CPU) , es
> werden sechs zyklenfeste Peltierelemte der Firma Quick Cool(19.5V 15A)
> eingesetzt.

Zeig uns doch mal die Berechnungen mit denen du das vorher 
durchgerechnet hast....

> Probleme dabei ist dass der Wasserkreislauf (CPU) nicht zu weit unter
> Raumtemperatur kommen darf.

...unter anderem aus dem Grund kommt mir dein vorhaben wie dummer 
Bullshit vor. Aber ich kann mich natuerlich irren. Also erleuchte uns 
doch mal.

> Jetzt zu meinen Problem, ich möchte eigentlich mit einen PWM
> Controller die Peltierelemente ansteuern.

Das ist nochmal zusaetzlicher Quatsch. Da gibt es aber schon dutzende 
von Threads drueber die dir die Hintergruende erklaeren.



Olaf

von Andi (Gast)


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Die Peltierelemente 19.5 Volt 15 Ampere werden mit halber Leistung 
betrieben.
Ich muss ca. 400 Watt den TEC‘s zuführen um ~200 Watt Kühlleistung zu 
bekommen. Die TEC‘s sind am effektivsten bei halber Leistung. Es werden 
jeweils drei TEC‘s über ein 12V 25A Netzteil versorgt, Es kommen zwei 
AlphaCool Netzteilwasserkühler zum Einsatz. Die kalte Seite (CPU-Kühler 
, AGB , Pumpe , TEC-Kühler) auf der anderen Seite (TEC-Kühler , AGB , 
Pumpe 2x Alphacool NexXxoS Monsta 180mm Triple Radiator) somit kann die 
heiße Seite fast bei Raumtemperatur gehalten werden.

Dieses Projekt wird nur gemacht um die Wassertemperatur des CPU 
Kreislauf unter Raumtemperatur zubekommen. Ob dies jetzt für dich Sinn 
macht oder nicht ist mir eigentlich recht egal darum ging es hier aber 
auch nicht.

von Andi (Gast)


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Testaufbau

von Andi (Gast)


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Hier auch nochmal ein Bild von den einen TEC-Kühler und den Quick Cool 
TEC‘s. Falls Interesse dafür besteht ;)

von Olaf (Gast)


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> Dieses Projekt wird nur gemacht um die Wassertemperatur des CPU
> Kreislauf unter Raumtemperatur zubekommen.

Eines der Probleme bei Peltierlementen ist das darauf Wasser kondensiert 
wenn sie unter Raumtemperatur sind. Deshalb werden z.B billige Typen die 
nicht vergossen sind auch nicht alt.

Wenn du jetzt aber deinen gesamten Kuehlkreislauf unter Raumtemperatur 
bringst so wird darauf immer Feuchtigkeit kondensieren. So wie auf einer 
kalten Coladose im Sommer. Entweder tropft das dann da immer runter oder 
es schimmelt.

Olaf

von svensson (Gast)


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Moin,

aus zwei Projekten, die zwar eine andere Zielsetzung hatten (LED-Kühlung 
und Temperaturgradienten erzeugen), aber eine ähnliche Technologie 
nutzten, kann ich folgendes beisteuern.

Problem wird sein, die Abwärme auf der warmen Seite wegzubekommen. Das 
sind dann mehrere (laute) Lüfter erforderlich und/oder große 
Tauscherflächen.

Evtl. könnte man mit Frischwasserkühlung arbeiten, d.h. daß der 
Sekundärkreislauf mit Wasser aus der Leitung gekühlt wird, das hat meist 
so um die 10°C. Wenn man dann noch etwa 15 K mit den Peltierelementen 
herunterkühlen kann, dann kommt der Primärkreis schon unter 0°C. Die 
rote Farbe in den oben gezeigten Schläuchen deutet für mich auch auf 
Frostschutzmittel hin.

Dabei muß aber unbedingt auf Kondenswasser geachtet werden, das bei 
diesen Temperaturen unweigerlich entsteht (wenn man nicht in Poenix 
wohnt...). Im Inneren eines PCs ist Kondenswasser ziemlich schädlich.

von svensson (Gast)


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Mist, Olaf war schneller...

von Andi (Gast)


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Je nach Luftfeuchtigkeit sind 5-7 °C unter Raumtemperatur kein Problem. 
Deswegen möchte ich doch auch eine Steuerung aufbauen, sonst macht es 
doch auch keinen Sinn. Habe doch genau deswegen die Anfangsfrage 
gestellt. Mit der PWM Steuerung wurde bereits nach dem ersten Post 
verworfen, die regulierbaren Netzteile sind die Antwort auf meine Frage.

von Andi (Gast)


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Die zwei Radiatoren können locker die 400 Watt abführen, mit sechs 180mm 
Lüfter müssen diese auch nicht schnell laufen. Ist also nicht lauter als 
eine normale Wasserkühlung.

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