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.
