Refroidissement par eau portable : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Certains d'entre vous se souviennent peut-être de mon refroidisseur de poignet USB de 5 minutes, un projet utilisé pour refroidir mon corps sans avoir à transpirer. L'inconvénient, c'est que cela n'a duré que 5 minutes environ. Grâce à un parrainage de DFRobot, j'ai pu prolonger ce temps à environ trois heures et refroidir plus que mon poignet gauche.

Ce projet utilisé refroidit l'eau dans un bloc d'aluminium à l'aide d'un module Peltier et d'un ventilateur PC, puis la pousse dans certains tubes à l'aide d'une pompe à courant continu. Ceux-ci sont alimentés par des batteries li-ion rechargeables qui peuvent être chargées avec un panneau solaire monté à l'arrière. Le tube du Liquid Cooling Wearable est destiné à être porté sous un maillot de corps ajusté pour maximiser le contact avec la peau. À l'aide d'un Dfrduino, j'ai même ajouté un contrôleur de température automatique qui utilise un DHT22 pour activer le portable.

Bientôt des photos avec moi le portant (version 2), mais pour l'instant, commençons !

Étape 1: Outils et matériaux

Pour ce projet, vous aurez besoin (ils s'ouvrent tous automatiquement dans de nouveaux onglets):

Convertisseur boost

DFRduino Uno Rev3

Pompe à eau 12VDC

Contrôleur de Charge Solaire Tournesol 12VDC

Chargeur multifonction intelligent

Kit de ventilateur Peltier

Tube en vinyle 5/16"

Cavaliers (pour les tests)

Planche à pain (pour les tests)

Batteries Li-ion

Banque d'alimentation Batterie

Multimètre

Capteur de température et d'humidité DHT-22

Panneau solaire de 5 watts

Étape 2: Assemblage du dispositif de refroidissement

Tout d'abord, recouvrez votre bloc de refroidissement en aluminium de tampons thermiques, de pâte thermique ou de graisse thermique. N'en mettez pas trop car cela gênerait le processus de transfert de chaleur. Collez maintenant votre module Peltier dessus avec la face étiquetée non tournée vers vous.

Deuxièmement, assurez-vous que votre combo dissipateur thermique et ventilateur fonctionne. Vissez le ventilateur sur le radiateur et allumez-le. La partie inférieure du dissipateur thermique doit être un peu plus froide que la température ambiante, mais pas trop car le ventilateur ne fait que souffler de l'air en ce moment. Si cela fonctionne, passez à l'étape suivante.

Enfin, enduisez l'autre côté du Peltier et collez-le sur le dissipateur thermique. Désormais, votre bloc d'aluminium va refroidir l'eau qui va le traverser et le ventilateur fixé au Peltier va se débarrasser de l'excès de chaleur. J'ai utilisé du ruban adhésif pour créer une liaison mécanique plus forte, mais ce n'est pas nécessaire. Nous sommes maintenant prêts à le connecter à la pompe et au réservoir avec notre tube. Connectez les deux fils en un seul pour faciliter le câblage. Ce sont des composants de dessin à courant élevé de 12 V, alors assurez-vous d'utiliser un gros calibre de fil.

Étape 3: Pompes et plomberie

Électronique de pompe

La pompe est livrée avec une prise standard avec des fils dénudés à l'extrémité. Soudez ces fils à un convertisseur boost car notre tension par défaut de 5 volts ne le coupera pas. Nous utiliserons le booster pour obtenir du 11vdc de nos batteries. De l'autre côté, soudez un câble USB. Utilisez le potentiomètre pour régler la tension de sortie à environ 11 volts. La pompe fonctionne pour 6v-12v, mais j'ai décidé de rester en sécurité avec 11 et de ne pas trop charger le convertisseur boost car il n'a pas de dissipateur de chaleur supplémentaire. Testez vos appareils électroniques en connectant la pompe et en la plongeant dans l'eau. Il devrait être allumé.

Réservoir et tubes

Pour stocker l'eau du système, j'ai utilisé un bidon en aluminium de 2 ". J'ai essayé d'utiliser un tuyau en PVC de 2", mais il était trop épais pour que la pompe s'adapte, ce qui m'a obligé à limer la pompe ou à raser l'intérieur de l'ensemble Tuyau PVC. Je mettrai à jour le projet en PVC dans la prochaine version. Connectez-y le tube fourni avec votre pompe, puis le bloc en aluminium. À l'aide d'une partie du tube en vinyle, connectez l'autre côté du bloc de refroidissement en aluminium et collez-le à l'intérieur de votre réservoir d'eau (une canette en aluminium dans ce cas). Une fois cela fait, testez votre pompe à l'intérieur du réservoir en le remplissant et en l'allumant. Il est également important de le faire pour vérifier les fuites.

Étape 4: Refroidissement, code et circuits

Refroidissement

En utilisant le Dfrduino, vous devrez définir un indice de température minimum pour activer le combo Peltier et refroidissement par ventilateur. Pour ce faire, nous utiliserons le capteur de température et d'humidité DHT22 peu coûteux mais fiable. J'utiliserai la broche analogique 0 pour le fil de données, mais vous pouvez en utiliser une autre si vous le souhaitez. Connectez VCC et GND à leurs points respectifs sur le Dfrduino. Cela nous donnera des informations, mais ne fera rien par lui-même. Pour allumer (et éteindre) réellement le dispositif de refroidissement que nous avons construit, nous devons configurer un relais pour allumer et éteindre électromécaniquement l'alimentation. Je n'ai que des relais 12v et les Arduinos produisent un maximum de 5v, j'utilise donc un convertisseur boost pour augmenter la tension de 5v à 12v pour qu'il s'active.

Circuits

Le circuit susmentionné est alimenté par l'énergie solaire à l'aide du contrôleur solaire Sunflower de DFRobot. Il prend l'entrée de mon panneau photovoltaïque 12v (5W) et le régule en une tension et un courant utilisables. Le chargeur multifonction intelligent également de DFRobot l'utilise pour charger les batteries illustrées dans l'image, mais sert également de banque d'alimentation pour fournir de l'énergie au dispositif de refroidissement.

Code

Lien vers le code pour le déclenchement de l'indice de température.

Copiez collez le code dans votre Dfrduino pour que le ventilateur (et par extension le module Peltier) s'allume s'il est assez chaud.

Étape 5: Comment ça marche

Comme dans mes autres constructions Peltier, le refroidisseur thermoélectrique obtient une tension définie (12 volts dans ce cas) et pompe la chaleur d'un côté du module à l'autre. Cela refroidit considérablement un côté du carré en céramique et chauffe l'autre côté. Pour éviter d'endommager notre composant par rétropropagation de chaleur, nous devons utiliser un refroidissement actif sous la forme d'un grand dissipateur thermique et d'un ventilateur. Ce projet utilise le côté froid pour éliminer la chaleur de l'eau traversant un bloc d'aluminium, puis utilise une pompe à courant continu pour la pousser dans tout le corps de l'utilisateur à l'aide de tubes en vinyle. Pour augmenter le contact avec la peau, une chemise serrée est portée par-dessus.

Pour économiser un peu d'énergie sur les parties les plus énergivores de celui-ci, le ventilateur et le Peltier sont éteints s'il fait trop froid (vous allez à l'intérieur par exemple). Le Dfrduino est connecté à un convertisseur boost pour activer un relais et alimenter l'ensemble de refroidissement si et seulement si les données du capteur de température et d'humidité DHT22 le justifient.

Étape 6: Remerciements particuliers à DFRobot

C'était un assez gros projet, donc je suis heureux d'avoir été parrainé par DFRobot. Excellente qualité de produit et expédition rapide comme toujours. Découvrez leur magasin ici.