Sida 1 av 2

Hur använda PWM signal för att styra peltiers o pumpar

Postat: 17 augusti 2008, 02:48:53
av Thomas Thorsell
Hej allesamans, jag har ett par universitets kurser inom ämnet men jag är novis inom elektronik (jag håller mest på med energi besparingar i byggnader). Trots detta har jag tagit på mig att bygga styrsystemet till en kalibreringsbox för temp- och fuktighetssensorer som innehåller två peltier element, två pumpar och en liten befuktare.

Jag kommer att använda en AVR Butterfly som hjärna i systemet därför att den har all hårdvara inbyggda, till och med LCD skärm och navigationsknappar.

Jag behöver styra pumparnas hastighet (vattenflöde) och peltiernas effekt mot mätta temperature på olika positioner i systemet. Jag antar att bästa sättet är att använda pwm utgångarna på AVR:n .
Jag klarar av att läsa av mina sensorer via ADCerna och jag planerrar att styra befuktaren med ett SSR MEN,

1. Jag tror mig ha förstått att jag behöver en H-brygga som går att styra med PWM signalen från AVRn för att kunna styra mina peltiers för att kunna ge bade värme och kyla men jag kan inte hitta någon som ser riktigt enkel ut, finns det? Jag blev tipsad om att använda en MOSFET, specifikt en IRFZ44, vilket verkar rimligt men jag har ingen aning om vilka ytterligare kretsar som behövs. Jag hoppas att ni kan hjälpa mig. Specar på mina peltier element finns nedan.

2. Jag behöver kretsar för att styra pumparna också men jag tror att de är enklare för pumparna kommer bara köras åt ett hall men jag behöver ett krets schema. Se pump specar nedan.
Jag vill inte lägga ut en förmögenhet här men jag räknar med ett par tusen, så om det finns färdiga kretsar så använder jag dem gärna.

Specificationer
Pumpar:
8-25 Volt DC, 3-35 Watts, 0.30 - 1.50 Amps
Peltiers:
Operates from 0-16 volts DC and 0-32 amps ( Kommer troligen inte drivas till mer än halvfart då de tappar effektivitet om de maxas ut).

Postat: 17 augusti 2008, 05:28:42
av Mindmapper
Du skulle kunna använda denna för att styra peltier'n om du klarar dig med 20A.
50V 20A H Bridge Motor Drive
I2C Interface
Artikelnr: MD03 Exkl moms: 629,00 sek
http://www.lawicel-shop.se/shop/

Kan vara en fördel att den styrs med seriebuss, då du bara ställer in den på ett visst värde och sen håller den det till du ändrar.

Att styra pumparna är så enkelt att hitta scheman på, att det hittar du lätt.
Jag skulle t.ex använda
ELFA 71-266-00 IPS021
Den är logikstyrd så det är bara att koppla in till fjärillen utan att tänka på någon anpassning. (Har för mig att Butterfly körs på 5V.)

Postat: 17 augusti 2008, 06:45:05
av Thomas Thorsell
Tack for det snabba svaret Mindmapper det verkar som om du har löst mina problem men jag har ett par följdfrågor:

1. Om jag bestämmer mig för att använda två peltiers, en för värme och en för kyla så skulle jag kunna använda samma MOSFET som för pumparna (en för varje peltier) eftersom jag då inte behöver vända potentialen, stämmer det?

2. Butterfly kan köras på max 4.5 V är det ett problem? Vad jag kan förstå genom att läsa produktbladet så måste logic signalen vara över 4 v vilken den då är.

3. I kopplingsschemat på produktbladet föreslås en resistor i serie med signalens positiva ledare. Den enda anledningen jag kan se för den resistor är for att minska signal spänningen, korrekt?

Tack för hjälpen.
Thomas
.

Postat: 17 augusti 2008, 09:02:31
av Micke_s
Thomas Thorsell
2: Vad behöver du 5v till, i2c är en buss som drar mot jord och borde kunna mata butterfly:en och MD03 med olika spänningar, beroende på var pull-up motståndet sitter.

Postat: 17 augusti 2008, 10:35:42
av Mindmapper
1. Ja, men du måste välja en typ som tål strömmen naturligtvis.
Edit2: Kom också ihåg att de måste klara frekvensen på din PWM. Vid större strömmar brukar snabbheten minska.

2. Det räcker. Med logikstyrda FET förstör du inget om de inte leder ordentligt eftersom de är skyddade. Med vanliga FET har du inte skydden och kan få för stor värme utvekling och bränna upp dom. Naturligtvis ska du alltid kontrollera att drifttemperaturen blir ok i båda fallen. (Är inte säker på att Butterfly bara kan matas med 4,5V)

3. Egentligen strömmen. Det verkar som man inte får skicka in mer än 10mA på ingången. Tittar man på en senare fig. så ser man att det ligger en zenerdiod för att skydda resten mot höga positiva spänningar samt negativa spänningar. Resistor begränsar strömmen så att den inte kan skadas. Du ligger inte i farosonen men det är ändå bra med en resistor där vid tillslag/frånslag t.ex kan det uppstå transienter/backströmmar. Det finns rekommenderade värden i databladet.

Edit: La till ordet välja.

Postat: 17 augusti 2008, 10:58:59
av blueint
Peltier element gillar inte pulsad DC. Så du lär få jämna ut den (mha induktans?).

Postat: 17 augusti 2008, 14:51:48
av Mindmapper
Det var inte så bra. Här står det lite -
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/1757
Frågan är om det spelar så stor roll att effektiviteten minskar.
Spelar det roll får man öka PWM-frekvensen så att det blir lättare att filtrera. Då är man tillbaka på de transistorer du nämnde först och drivningen av dessa blir lite krångligare vid högre frekvenser.

Postat: 17 augusti 2008, 16:16:03
av danei
Varför inte polvända med relä?

Postat: 17 augusti 2008, 17:09:05
av Thomas Thorsell
Blueint: du passerade just över toppen av mitt kunskapsberg. Skulle du kunna tänka dig att uteckla lite.

Danei: finns det reläer som polvänder?

Jag fick just en ide. Skulle man kunna anända en DA converter istf PWM för att få en stabil matningsspänning att mata en MOSFET med?

TFAH
Thomas

Postat: 17 augusti 2008, 17:35:09
av Onkelborg
Det är inte mycket ström du får ut från en DA, så det kan du nog avskriva

Postat: 17 augusti 2008, 17:48:27
av Thomas Thorsell
Onkelborg: Jag blandade ihop vokabulären naturligtvis menade jag att använda dc signalen fra0n DACn som styr signal till MOSFETEN. Sorry my mistake, men skulle det fungera?

Postat: 17 augusti 2008, 18:04:13
av danei
Om man lågpass filtrerar en PWM signal så får man en likspänning. Induktans är ett annat namn på en spole.

Med ett tvåpoligt växlande relä kan du få en polvändande funktion. Annars får man bygga med fler relän.

Postat: 17 augusti 2008, 18:26:11
av xxargs
vad används peltieren till - som daggpunktsdetektor mha spegel för fuktmätning ???

Då misstänker jag att den ingår i en servoloop som gör att den precis pendlar kring antydan kring imbildning på spegeln.

Postat: 17 augusti 2008, 19:17:33
av Thomas Thorsell
Xxargs: vad du beskriver skulle absolute kunna fungera som daggpunkts detektor, vilken bra ide!

Det är inte så jag har tänkt använda den. Iden för min lilla apparat är en isolerad box I storleksordning 2-3 liter där jag placerar mina temp och fukt sensorer som skall kalibreras. Jag hart tänkt klimatisera luften med ett litet recirkulations flöde som jag behandlar. Behandlings processen i stora drag är:
1. Kyla/värma till önskad daggpunkt med ena sidan av peltiern (Normalt kommer detta vara kylning).
Jag har inte bestämt mig än om jag ska ansluta min kylfläns direct mot peltiern (då krävs direct kontroll av peltiern via en H-brygga eller liknande) eller om jag ska använda ett vattenblock och flytta värmen via vattnet in I en värmeväxlare ( da kan jag av/på styra peltiern och justera pumpens varvtal för att få rätt temp pa luften I steg 1).

2. Befukta med en miniatyr fogger
Foggern är av den typ som används för terrarier och kommer att styra med av/på styrning. Eftersom luften har daggpunkttemperaturen kommer luften inte kunna mer än mättas, dvs det spelar ingen större roll om man kör foggern lite för mycket.

3. Återvärma till önskad temperature med värme från peltierns varma sida via vatten system
Här kommer det endast handla om att värma luften. Min tanke är att ansluta ett vattenkylsystem (till en dator) på peltiern och styra mängden överförd värme genom reglering av pumpen. Jag kommer att fräsa ett eget vattenblock med goda värmeöverföringsegenskaper från sida till sida så att överbliven värme (som jag inte kyler bort via vattensystemet) kan ledas bort via en kylfläns pa bortre sidan (fran peltiern sett) av vattenblocket.

TFAH
Thomas

Postat: 17 augusti 2008, 20:12:45
av Thomas Thorsell
Den H-bryggan som Mindmapper föreslog funkar säkert mycket bra men jag befinner mig för tillfället I USA och mitt universitet vill inte gärna köpa komponenter från butiker utanför USA, skitlöjligt men så är det. Jag kunde inte heller hitta den MOSFETEN som föreslogs men jag hittade ett ersättnings chip på www.mouser.com vilken är, tillsamans med www.digikey.com, de stora inköpskällorna för den avdelningen jag är på. Databladet för MOSFETen jag hittade finns på: http://www.st.com/stonline/products/lit ... s/1104.pdf den ser likvärdig ut i mina ögon men jag kan inte mycket. Kan ngn vara snäll och kolla?

Vad det gäller H-bryggor hittade jag följande här I USA. Jag tycker att den från tecel ser bra ut (mkt bra pris) men som sagt jag är allt annat än expert så jag undrar om nogon som kan kunde kolla om den verkar ok för min applikation. OM inte kan någon av de andra vara något?
http://www.tecel.com/d200/ $35
http://www.robotpower.com/products/simple-h_info.html $80
http://www.junun.org/MarkIII/Info.jsp?item=66# $117

TFAH (Tack för all hjälp)
Thomas