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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Peltierelement - Batteriebetrieben


Autor: Bal Kol (Firma: VCE) (crashmerlin)
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Hallo!

Das ist hier mein erster Beitrag und hab mich dazu entschlossen, da ich 
folgendes, wahrscheinlich einfaches Problem hab. Ich hab alle Foren 
durchgesucht, aber kein adäquates Beispiel für mein Problem gefunden.

ALSO:

Ich möchte ein Peltierelement (15,4V/4A) mit einem Bleigel-Akku 
(12V/12AH/20HR) betreiben. Mit dem Netzteil hab ich es schon 
ausprobiert, eingestellt auf 12V/4A und es funktioniert tadellos. Jedoch 
traue ich mich nicht die Batterie einfach anzuschließen, da ich 
befürchte, dass das Peltierelement zu viel Strom saugen würde. Quasi wie 
ein Kurzschluss an der Batterie hängen würde.

Was könnte ich als einen stromsparenden Strombegrenzer verwenden, die 
zB. auf 4A eingestellt werden könnte. Verbraucht ein Widerstand nicht 
selber zu viel Strom?

Und wie schaut es aus, wenn ich zB. nur die Hälfte der Leistung 
benötige, um Strom zu Sparen?

Ich bin Maschinenbauer und hab nicht so den riiiesen Durchblick in der 
Elektrotechnik.

Danke im Vorhinein für die Antworten!

Autor: Floh (Gast)
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Bal Kolmicrocontnet schrieb:
> Jedoch
> traue ich mich nicht die Batterie einfach anzuschließen, da ich
> befürchte, dass das Peltierelement zu viel Strom saugen würde. Quasi wie
> ein Kurzschluss an der Batterie hängen würde.

Was erzeugt bei dir diesen Eindruck? Einfach anschließen, mit einer 
vorgeschalteten (Fein-)Sicherung um die 4-5A, die das schlimmste 
verhindert.
:-)

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Das Peltier soll nicht geregelt werden, einfach nur laufen und Waerme 
transportieren was zu transportieren ist ?

Autor: Bal Kol (Firma: VCE) (crashmerlin)
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Stimmt! Danke :)

Also dann nurmehr dass zweite Problem: wie bekomme ich die Leistung 
runter, ohne hohe Wärmeverluste oder extremst den Wirkungsgrad zu 
verschlechtern?

LG

Autor: Floh (Gast)
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Bal Kol schrieb:
> Also dann nurmehr dass zweite Problem: wie bekomme ich die Leistung
> runter, ohne hohe Wärmeverluste oder extremst den Wirkungsgrad zu
> verschlechtern?

Eine geschaltete Spannungsquelle, ein sogenannter Stepdown.
PWM ist nicht zu empfehlen, da die Peltiers das nicht mögen.
:-)

Autor: Bal Kol (Firma: VCE) (crashmerlin)
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Heia Jetzt-aber schrieb:
> Das Peltier soll nicht geregelt werden, einfach nur laufen und Waerme
> transportieren was zu transportieren ist ?

Ja genau. Einfach nur laufen, und Wärme transportieren. Ohne aktive 
Regelung.
Des käme dann in eine Box und mit dem Restlichen Aufbau komm ich schon 
selber klar.

Autor: Bal Kol (Firma: VCE) (crashmerlin)
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Hab jetzt dass ganze mit Sicherung ausprobiert!

Funktioniert PERFEKT! Danke. Der Peltier zieht Anfangs 3,6A und fällt 
langsam. Ich nehm einmal an, dass es wegen der verminderten 
Betriebsspannung nicht auf die 4 kommt. Aber wie gesagt, absolut kein 
Problem.

Soll ich dann ein Step-Down von Conrad oder RS Bestellen und einbauen? 
Wird wohl am besten sein.

LG und vielen vielen Dank!

Autor: Floh (Gast)
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Bal Kol schrieb:
> Der Peltier zieht Anfangs 3,6A und fällt
> langsam. Ich nehm einmal an, dass es wegen der verminderten
> Betriebsspannung nicht auf die 4 kommt.
jep.
Bal Kol schrieb:
> Soll ich dann ein Step-Down von Conrad oder RS Bestellen und einbauen?
> Wird wohl am besten sein.
Brauchst halt einen der 4 A macht.
:-)

Autor: Jan Schulz (Firma: GSG-Elektronik.de) (chopper925)
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Das mit den nicht ganz 4A könnte auch an deinen Krokoklemmen liegen,
die billigen können Ströme auch ganz wunderbar begrenzen. (Praktisch
erprobt, ansonsten eignen sie sich auch als träge Sicherung)

Autor: Ulrich (Gast)
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An den Kabeln, dem Messgerät und der Sicherung geht auch noch einiges an 
Spannung verloren. Mit dickeren Kabeln und ohne das Messgerät kann es 
dann schon etwas mehr Strom werden. Das der Strom sinkt, kann daran 
liegen das die Spannung des Akkus sinkt, und auch daran, dass sich am 
Pletierelement eine Gegenspannung aufbaut, weil man einen 
Temperaturdifferenz hat.

Wenn man nicht Regeln muss und  mit dem Strom so auskommt, braucht man 
auch keinen Step-down Wandler.  Der würde hier auch nicht helfen, denn 
damit geht die Spannung immer runter man käme also nie auch die vollen 4 
A und vermutlich auch kaum bis 3,5 A.

Autor: MaWin (Gast)
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> PWM ist nicht zu empfehlen, da die Peltiers das nicht mögen.

Ja und nein.

Da es nicht über den Nenndaten betrieben wird,
ist PWM (also schnelles ein- und ausschalten damit im Mittel das Ding 
nicht die ganze Zeit an ist und somit in der Summe weniger Wärme 
transportiert) schon möglch, und da er ja die Wärmetransportleistung 
reduzieren will, ist auch der dann nicht ideale Wirkungsgrad nicht 
hinderlich.

Allerdings will er vermutlich maximale Betriebsdauer aus dem winzigen 
Akku holen, da kann es schon sinnvoll sein, bei weniger Kühlbedarf nicht 
durch PWM (NE555 mit MOSFET) sondern geglätteten Gleichstrom durch sein 
Peltier zu schicken, und da bietet sich die geschaltete Step Down 
Variante an bei der der Strom mit einer Spule geglättet wird weil man ja 
Verluste wie sie z.B. ein Linearregler haben würde gerade nicht haben 
will.

Allerdings muss die Spannung nicht unbedingt geregelt werden, er ist ja 
eh nur an der Temperatur interessiert und stellt die ein (oder will die 
regeln). Also reicht ein NE555 mit MOSFET, und eine SPule mit 
Freilaufdiode als ungeregelte Spannungsreduzierung.

Die hat gegenüber den handelsüblichen Spannungsreglern den Vorteil, im 
voll eingeschalteten Zustand auch volle Spannung durchzulassen, und 
nciht 2.5V oder mehr für dich selbst zu verbrauchen.

  +--100kPoti--1k--+----+-----+-- ca. +12V
 1k     |          |  Peltier |
  |     |  +-----+ |    |     |
  +-|<|-+--|7   8|-+  Spule   | (ca. 330nH 5A)
  | 1N4148 |NE555|      +-|>|-+ Freilaufdiode (z.B. SB530)
  +--------|2    |      |
  +--------|6 1 3|-----|I NPN (BUZ11 oder so)
  |        +-----+      |E
 10nF         |         |
  +-----------+---------+-- Masse

Autor: Simon Wi (sonnensimon)
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Hallo,

bin grad über den Beitrag gestolpert und habe bemerkt, das hier von 
MaWin die Lösung für mein Problem gepostet wurde. MaWin, könntest du 
auch mal in "meinem" Thread vorbeischaun? :) 
Beitrag "Abwärtswander mit Minimalaufwand und gut erhältlichen Teilen?" (Weil du ja als Gast 
schreibst, gibts keine andere Möglichkeit, dich zu erreichen?

.. habe mich auch mal mit Peltierelementen beschäftigt, allerdings zur 
Stromerzeugung. Wichtig ist ja, dass man die Dinger nicht starr 
einspannt.

Viele Grüße,
Simon

Autor: Bal Kol (Firma: VCE) (crashmerlin)
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Simon Wi schrieb:
> Wichtig ist ja, dass man die Dinger nicht starr
> einspannt.

Weshalb? Wie meinst Du starr Einspannen? Ich hab mein Element zw. zwei 
Kühlrippen eingespannt. Habs nicht festgeschraubt, aber so, dass es 
schon hält.
Ist es wegen der Wärmeausdehnung?

LG, Balázs

Autor: Simon Wi (sonnensimon)
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Bal Kol schrieb:
> Ist es wegen der Wärmeausdehnung?

Genau. Einerseits sollte für einen guten Wärmeübergang ein genügend 
hoher Anpressdruck da sein, aber er darf (durch die Wärmeausdehnung bei 
starrer Einspannung) eben auch nicht zu hoch werden. Deshalb am besten 
irgendwas Federartiges :)

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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blödsinn.

ich hab hier die "kühleinheit" einer defekten 12V-kühltruhe rumliegen 
(bei dieser hatte es den besagten step-down-wandler der 
leistungsregulierung zerrissen). das ding besteht aus zwei 
gegeneinandergeschraubten kühlkörpern, die das peltier-element und einen 
aluklotz direkt einklemmen. sind vier ziemlich dicke schrauben, zur 
vermeidung von wärmebrücken einseitig mit plastik unterlegt. das reicht 
offensicht aus damit's da keine probleme gibt.

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