[Projeto]Controle de temperatura com pastilhas peltier

Marcio Miranda · 19 de março de 2013

Estou pegando o bonde andando mas vou dar um pitaco.
O solicitante informou que o dissipador externo está influenciando a parte de dentro.

Será que esse fan que você colocou não está ventilando o dissipador direito não?

O dissipador chega a ficar muito quente?

Falou

beleza,

A pastilha é C4 x L4 Cm, e o dissipador é 8 x 8 cm, então como ele é maior, a pastilha esquenta ele, que por sua vez esquenta o pvc (Essa caixinha onde eu parafusei o dissipador é de pvc, aquelas caixas por onde passam os fios de luz), tem a questão também do parafuso, que ao esquentar envia o calor para o lado interno. No inicio chega ao +2C sem o dissipador interno, apos alguns minutos o pvc esquenta o lado de dentro devido o contato direto com o dissipador externo. Terei que fazer como o Faller, colocar um bloco no tamanho de 4x4 em cima da pastilha e depois o dissipador em cima desse bloco

vianney · 2 de setembro de 2013

Olá pessoal, li o tópico todo sou iniciante em eletrônica e queria entender alguns conceito se possível.

Par ajustar a potencia de um peltier eu preciso apenas controlar a tensão ou preciso me preocupar com a corrente como é feito em um led?

Como funciona eletronicamente esse controlador de potencia do peltier, tipo no caso eu queira controlar a potencia de uma pastilha de peltier girando um potenciômetro como eu faria?

Eu tenho visto para controle de circuitos como coolers, temperaturas de peltier tanto o pessoal usando circuito oscilador, quando um controlador de tensão simples usando lm317 e potenciômetro, qual a diferença, eletronicamente falando.

como funciona esse circuito de controle por oscilação, ele oscila o que? a corrente ou a tensão?

Como eu faria para limitar a potencia do peltier em 5w por exemplo?

Por exemplo se eu ligar uma célula de peltier de 15v/6A a uma fonte de PC ~12v 14A e limitar a tensão do peltier para 5v, poderei queimalo devido a pico de corrente acima dos 6A, não sei se ele funciona como um led que se você não limitar a corrente ele sai consumindo corrente acima do limite do led.

De início não quero nada microcontrolado com pic ou arduino, quero fazer algo fixo, no máximo com potenciometro de ajuste, mas pode ser com resistência fixa também.

Me desculpem, é que eu gosto de saber como as coisas funcionam de fato, não me sinto bem em apenas reproduzir um projeto, gosto de saber o por que das coisas.

Obrigado por tudo!

Abraço

Vianney

MOR_AL · 2 de setembro de 2013

Apenas mais uma informação!

A pasta térmica NÃO é um bom condutor térmico.

O que ocorre é que ela é um condutor térmico MELHOR QUE O AR!

Se visualizarmos duas superfícies lisas em contato, com um microscópio, ocorre que as duas faces não são totalmente lisas. Haverão regiões em que o contato é ótimo e outras não.

A pasta térmica tem a capacidade de ocupar essas regiões em que o contato entre as superfícies não é íntimo. A espessura da camada é, e TEM que ser, mínima.

Neste caso, a camada da pasta térmica melhora a condução térmica naquela região, expulsando o ar entre as superfícies.

Faça um pequeno teste.

Coloque uma camada de pasta térmica de, digamos, meio centímetro no corpo metálico e quente de um ferro de soldar ligado.

Encoste o dedo na superfície da pasta, oposta ao ferro de soldar. Verifique se a temperatura é igual ou próxima da temperatura do corpo do ferro onde se encontra a pasta. É claro que não.

Se as duas temperaturas fossem bem próximas, significaria que a pasta térmica seria um ótimo condutor térmico.

Se você substituir a pasta térmica por um metal, ou alumínio, com as mesmas dimensões, você vai queimar o dedo.

MOR_AL

JaimeReis · 25 de fevereiro de 2016

Boa noite pessoal

Bem só novo no fórum e vai desculpando ai qualquer coisa que eu falar de errado.

Olhando alguns videos sobre peltier fiquei impressionado com essa fantástica pastilha e tenho algumas duvidas.

1° vendo alguns videos do youtube percebi que se você esquenta ou esfriar o lado da partilha ela gera energia correto.

A minha duvida e a seguinte: quando agente compra a partilha ela vem descrito a sua tensão e sua corrente, no caso de uma pastilha 12706, ela e 12 volt e de 06 amp, bem se eu aquecer essa pastilha e conseguir a "troca perfeita" de calor ela vai me fornecer os 12v e o 06 amp? ou essa informação e só para saber qual fonte devo alimentá-la?

2° como eu devo saber qual a tensão e corrente que a pastilha vai me fornecer tem alguma especificação?

valeu por equnto

FelipeZ. · 25 de fevereiro de 2016

Ela não tem essa eficiência não, as especificações de tensão e corrente são o consumo total, o que ela realmente consegue transformar em potência útil são outros 500, eu chuto que se você aquecer uma dessas a uma temperatura considerável (tipo chama de uma vela) e resfriar o outro lado ela de uns 10% a 15% da corrente que ela consome quando ligada em uma fonte. Certa vez vi em algum lugar que a eficiência destas pastilhas eram bem baixas (tipo uns 10%) mas não consigo confirmar esta informação....

.if · 25 de fevereiro de 2016

Me lembro vagamente que as 1ªs células solares tinham eficiência de 3%. Penso que se a peltier for 10% é uma eficiência fenomenal. Também não tenho estas informações.

De fato penso que esta não é a proposta dela. Penso que se for pra converter diferença de temperatura em energia, um motor stirling acoplado em um gerador é bem mais eficiente.

faller · 25 de fevereiro de 2016

Se você desejar usar a mesma como geradora, somente para sinal, para amostrar não a temperatura absoluta mas sim a diferença de temperatura..

Não é usual essa aplicação

JaimeReis · 26 de fevereiro de 2016

Faller boa noite

Dando uma olhada nos videos do youtube vi o pessoal gerando energia quando esquenta a pastilha.

Vi um video tambem de um rapaz ligando umas 6 pastilhas em serie e conssiguindo um valor de 12volts e uns 250 micro amper, e outro video ele ligando as mesma 6 em paralelo e obtve 2 volts e 3 amper.

Minha duvida se casou eu fizesse a serie para atingir uns 10 volts e outras 6 em paralelo para obter uns 2 volts e 3 amperes. Se caso eu ligasse essas duas ligações em paralelo eu obteria os +- 12volts com os 3.2 amp, e com isso eu conssigueria carregar uma bateria de 12 volts 7 amp ?

Lembrando que irei esquentar a pastilha ate uns 90 graus e vou resfriá-la também para obter a energia.

valeu ajuda pessoal:

faller · 26 de fevereiro de 2016

15 horas atrás, JaimeReis disse:

Faller boa noite

Dando uma olhada nos videos do youtube vi o pessoal gerando energia quando esquenta a pastilha.

Vi um video tambem de um rapaz ligando umas 6 pastilhas em serie e conssiguindo um valor de 12volts e uns 250 micro amper, e outro video ele ligando as mesma 6 em paralelo e obtve 2 volts e 3 amper.

Minha duvida se casou eu fizesse a serie para atingir uns 10 volts e outras 6 em paralelo para obter uns 2 volts e 3 amperes. Se caso eu ligasse essas duas ligações em paralelo eu obteria os +- 12volts com os 3.2 amp, e com isso eu conssigueria carregar uma bateria de 12 volts 7 amp ?

Lembrando que irei esquentar a pastilha ate uns 90 graus e vou resfriá-la também para obter a energia.

valeu ajuda pessoal:

Acredito sim que seis pastilhas em série seriam capaz de entregar 12 Volts. Também acredito que 6 delas em paralelo seriam capazes de entregar por quase 2 Amperes. Agora, para somar os dois efeitos e obter 12V x 2A se necessita de um arranjo de 6 x 6 = 36 pastilhas e muito mas muito calor de um lado e muito frio do outro..

Tranquilo né??? 36 pastilhas a R$ 25 Dilmas cada uma dá quase mil reais só de pastilha para conseguir 24 Watts./ O custo dessa energia dai seria mais ou menos de 900,00por 24 Watts ou seja, 900/24 = 38 reais o kiloWatt hora sem contar o fogo para gerar e a energia para esfriar.. Grande negócio hein um custo maior só umas 50 a 60 vezes maior que o da energia da tomada.

Onde vais querer parar???

O efeito peltier é ruim, muito ruim e ineficiente para gerar frio e só perde mesmo para ele gerando energia..

JaimeReis · 27 de fevereiro de 2016

9 horas atrás, faller disse:

Acredito sim que seis pastilhas em série seriam capaz de entregar 12 Volts. Também acredito que 6 delas em paralelo seriam capazes de entregar por quase 2 Amperes. Agora, para somar os dois efeitos e obter 12V x 2A se necessita de um arranjo de 6 x 6 = 36 pastilhas e muito mas muito calor de um lado e muito frio do outro..

Tranquilo né??? 36 pastilhas a R$ 25 Dilmas cada uma dá quase mil reais só de pastilha para conseguir 24 Watts./ O custo dessa energia dai seria mais ou menos de 900,00por 24 Watts ou seja, 900/24 = 38 reais o kiloWatt hora sem contar o fogo para gerar e a energia para esfriar.. Grande negócio hein um custo maior só umas 50 a 60 vezes maior que o da energia da tomada.

Onde vais querer parar???

O efeito peltier é ruim, muito ruim e ineficiente para gerar frio e só perde mesmo para ele gerando energia..

Ok so para ser um pouco mais claro, gostaria de coloca um conjunto dessas placas no defletor do meu carro e refrige las com agua e a energia que geraria eu iria armazenar em uma bateria, e vi em outro video que uma unica pastilha consegui o entregar 2volts e 2 ampres. Isso seria inviável ?

10 minutos atrás, JaimeReis disse:

Ok so para ser um pouco mais claro, gostaria de coloca um conjunto dessas placas no defletor do meu carro e refrige las com agua e a energia que geraria eu iria armazenar em uma bateria, e vi em outro video que uma unica pastilha consegui o entregar 2volts e 2 ampres. Isso seria inviável ?

Esse Video pode explicar melhor que estou falando:

.if · 27 de fevereiro de 2016

permita-me opinar de novo... é muito p. pra pouca mrd. Pra bateria do carro é melhor esquecer

Mas não deixa de ser um projeto curioso pra carregar bat de celular p.ex. onde não há luz elétrica - num acampamento p.ex.

faller · 27 de fevereiro de 2016

15 horas atrás, JaimeReis disse:

Ok so para ser um pouco mais claro, gostaria de coloca um conjunto dessas placas no defletor do meu carro e refrige las com agua e a energia que geraria eu iria armazenar em uma bateria, e vi em outro video que uma unica pastilha consegui o entregar 2volts e 2 ampres. Isso seria inviável ?

Inviável é um termo muito forte.. Vou dar um chute ai.. Como a capacidade de transformação de uma pastilha Peltier se baseia no diferencial de temperatura, imagine que de um lado justaponhas a pastilha no coletor de descarga do motor e do outro lado a refrigeres em ambiente de nitrogênio líquido. Talvez consigas tirar dai algo como uns 12V@4A. Mas tem de manter no hidrogênio líquido.. Agora olhe para uma pastilha Peltier, mentalize a mesma e te darás conta de que ela, com seus, 3 mm de espessura terá de manter uns 60 graus, de modo estável, de diferença de temperatura entre as faces. Imagine a fuga de energia nesses 3 mm que separam as lâminas de cerâmica, por isso também de tanta perda ai na pastilha Peltier. Lembre-se de que as faces são unidas por elemento semicondutor e nem um pouco isolador térmico.. Leia mais sobre isso, procure por efeito Seebeck que é o verdadeiro efeito que rola ai nessa transformação que desejas.. Ficando tão próximas essas duas superfícies imagine o parto para manter uma diferença grande de temperatura..

Baixe o trem de pouso e volte para a terra..

Rafael Loni · 5 de abril de 2017

Boa tarde @faller,

permita-me retomar o conteúdo da discussão.

Bom, estou buscando uma melhor eficiência no controle da pastilha peltier, vi em vários artigos mencionar que a aplicação da corrente direta na pastilha sempre obterá maior eficiência que o uso de um PWM.

Em alguns casos foi utilizando conversores buck na aplicação.

Queria saber se você tem um conhecimento a respeito, da corrente direta x PWM. No começo deste tópico (primeiras publicações), você mencionou a criação de um conversor buck mas utilizando também um controle de PWM, poderia me explicar melhor o funcionamento?

Rafael Loni · 10 de abril de 2017

@faller Poderia me ajudar?

faller · 10 de abril de 2017

Em 05/04/2017 às 15:43, Rafael Loni disse:

Boa tarde @faller,

permita-me retomar o conteúdo da discussão.

Bom, estou buscando uma melhor eficiência no controle da pastilha peltier, vi em vários artigos mencionar que a aplicação da corrente direta na pastilha sempre obterá maior eficiência que o uso de um PWM.

Em alguns casos foi utilizando conversores buck na aplicação.

Queria saber se você tem um conhecimento a respeito, da corrente direta x PWM. No começo deste tópico (primeiras publicações), você mencionou a criação de um conversor buck mas utilizando também um controle de PWM, poderia me explicar melhor o funcionamento?

Sim, posso ajudar. O problema todo está na física da coisa e isso venho tentando lhe dizer desde a primeira postagem.

Imagine uma peça qualquer, uma fina chapa metálica aquecida a 60 graus Celsius tente ser mantida a 2,5 mm afastada de outra placa essa a zero graus... Imaginastes o problema????? Só por condução já existe uma enorme chance de migração de energia térmica entre uma placa e outra.. A chance de fuga de uma placa para outra é enorme. Há que pensar muito bem na mecânica de separação ai... Há de se imaginar que se deva oferecer determinada energia só para compensar essa perda dai...

Modo como eu fiz a minha caixa: Note que ai se trata de uma visão em corte mas que mostra bem que tem uma torre de alumínio exatamente das mesmas dimensões da pastilha. Outro fator a considerar. Veja que para unir, sanduichar a pastilha com seus mais diferentes elementos eu usei parafuso, tarugo e parafuso de novo. Você uniu a parte quente com a fria com parafuso, aumentando a perda eu usei o tarugo de nylon que dificulta essa perda..

Outra diferença gritante é o dissipador interno. Eu usei uma lâmina de alumínio de 5 mm dobrada em U para cobrir 3 lados da caixa e você colocou uma folha fina de alumínio. Ora meu amigo esse seu dispersor térmico é o fim da picada, não adianta de nada, não propaga a energia térmica, não retira o frio da pastilha, altíssima resistência térmica..

Ou seja, são pequenos detalhes que mudam somente tudo quando a eficiência do sistema é baixa. Se não ajudar em tudo que for possível de nada adianta. Seu sistema de fan é convencional, o fluxo de ar não é ajudado e sim insuflado conta parede do fan. Note que eu criei um caminho para o ar que vai arrasando-se nas paredes do labirinto dissipador e sai sem obstáculo do outro lado, melhorando a retirada de calor.

Os contatos mecânicos do dissipador externo com a torre de alumínio são polidos com lixa dágua 400 e 600,

Além disso deve ser colocado um meio pingo de pasta, suficiente para se ver que foi colocada, um nada quase, para não atrapalhar e sim ajudar..

Quanto ao controle PWM é a coisa mais banal do mundo.. Alimente o chaveador PWM com a maior tensão tolerada pela pastilha (acho que em torno de 14 Volts para essa sua pastilha, confira) e mande ver)

Se o pulsos do PWM forem estreitos tanto a tensão média aplicada a pastilha será mais baixa quanto a corrente drenada. Não é necessário se preocupar nem com uma nem com outra. Se o PWM chegar em seu limite superior a ponte dele nem sequer oferecer mais pulsos ele estará oferecendo a máxima tensão que a pastilha tolera e a corrente se adapta a isso e ai será o ponto de maior desempenho (alimentação contínua da pastilha com a máxima tensão e corrente suportada pela mesma). Isso nada tem a ver com o tipo do conversor...

O PWM pode ser algo simples assim:

E claro, o transistor de saída pode e deve ser trocado por um MOSFET.

E isso tudo se necessitares ajuste preciso de temperatura. Para uma aplicação típica de refrigerador (ajuste de temperatura da placa fria de zero a 5 graus) nem é necessário reverter o ciclo da pastilha, é só desligar a mesma e ela passa a aquecer em menos de minuto (lembre-se que a 2,5 mm de distância da parte fria tem uma parte quente a 60 graus. É desalimentar a mesma e logo o calor aparece internamente.)

Te dei um princípio básico de um PWM. Podes deixar de usar o mesmo e usar somente um comutador ligando a pleno com toda a carga a pastilha. Um operacional, amplificador de erro, comparando a temperatura desejada com a temperatura lida por um sensor e decidir se deve ligar ou não o frio e mandar bala...

Isso tudo faz parte do processo chamado de KISS, de Keep It Simple, Stupid

Rafael Loni · 10 de abril de 2017

A parte física eu tinha entendido, a dúvida estava mesmo com relação ao controle da pastilha.

Beleza, obrigado pela explicação.

Isabel Almeida Calado · 15 de fevereiro de 2018

Boa Noite. Gostaria de saber se é possivel utilizar pastilhas de peltier para refrigerar um recipiente de 30L que inicialmente será ligado a uma tomada de 220v normal, e depois de alcançado a temperatura entre 2ºC e 9ºC será transferido para uma tomada de carro, que tem 12v e 2A? se sim, existe algum calculo para isso? E quantas pastilhas serão necessárias e de quantos amperes?

Flavio Fellipe · 31 de maio de 2018

Em 14/02/2018 às 21:20, Isabel Almeida Calado disse:

Boa Noite. Gostaria de saber se é possivel utilizar pastilhas de peltier para refrigerar um recipiente de 30L que inicialmente será ligado a uma tomada de 220v normal, e depois de alcançado a temperatura entre 2ºC e 9ºC será transferido para uma tomada de carro, que tem 12v e 2A? se sim, existe algum calculo para isso? E quantas pastilhas serão necessárias e de quantos amperes?

Boa Noite, existe sim uma possibilidade. porém você tem que ter bastante conhecimento de como funciona uma pastilha peltier.
Ela esfria rápido de um lado porém esquenta muito do outro, se você nao conseguir ter uma otima eficiência no esfriamento da parte quente, você não tera uma boa eficiencia na parte gelada, deixa eu te dar um exemplo:
numa bacia com agua fria e gelo com a temperatura de 6C° refrigerando um dissipador mergulhado sem molhar a pastilha na parte quente eu conseguir temperaturas de - 48 Cº na parte fria da pastilha!
Com um resfriamento de 43Cº eu consegui temperaturas de -10C°
Eu consegui criar um ar condicionado eficiente com 2 pastilha e fiz 8 meses de teste em bancada pra atingir a temperatura fria mais baixa possivel e o melhor resfriamento possivel sem transferir o calor para o ambiente que esta sendo usado o ar condicionado...
o que eu posso garantir é que nao é fácil manter um equilibrio termico na parte quente, usando um dissipador com um cooler o ar que sai dele é bastante quente e tem que ser isolado da parte que vai esfriar.. você provavelmente quer fazer um mini freezer com um cooler de bebida né ???
Se for tá ai em baixo!

você vai precisar de 1 cooler ou um caixa de isopor bem isolada, 4 ventiladores 4 cooler de alumínio, 2 pastilhas peltier (ORIGINAIS DA MARCA LATINA), pasta térmica, um termostato digital, uma fonte 12v /220v, um plug de carregador e um carregador bom12v para carro!

A base desse projeto você acha no YouTube, só escrever como construir uma mine freezer peltier ...
você vai ter que colocar um cooler de um lado da caixa e o outro cooler do outro lado para conseguir melhor eficiência..
O ventilador quente tem que jogar o vento para o dissipador e o ventilador frio tem que ser tirando vento do dissipador e jogando para o interior da caixa.
eu consegui refrigerar em 12 minutos uma lata de cerveja de 550ml cheia de agua em um isopor de 12 litros com tampa a uma temperatura de 2C° com 1 pastilha esfriada na parte quente a 30 C° usando agua, block Water cooler e bomba de aquário que no seu caso nao serviria, porque você quer colocar no carro, e eu coloquei um ventilado interno direto na frente da lata que ajuda a refrigerar mais rápido, que também no seu caso nao vai poder porque alem do espaço ser maior você vai ter que usar a fisica ao seu favor e para obter melhor eficiência, seus dois ventiladores opostos um ao outro terão que ficar no ponto mais alto da caixa porque é a onde vai se acumular o ar quente.. ar quente sobe e ar frio desce .
então o que eu posso garantir pra você é o seguinte, estude bem sobre termodinâmica, troca de calor, isolamento térmico e equilíbrio térmico...
sua engenhoca vai funcionar o problema todo é saber se vai ser eficiente pra refrigerar muitas coisas rápido, porque 30 litros e bastante coisas, então tem algumas variáveis que só montando pra saber ... mas gelar com certeza vai.. o tempo que vai demorar é outra coisa que você vai ter que olhar depois de pronta!