Làm mát bằng nước có thể đeo: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Một số bạn có thể nhớ Máy làm mát cổ tay USB 5 phút của tôi, một dự án được sử dụng để làm mát cơ thể của tôi mà không cần phải đổ mồ hôi. Nhược điểm của điều này là nó chỉ kéo dài khoảng 5 phút. Nhờ sự tài trợ từ DFRobot, tôi đã có thể kéo dài thời gian này lên khoảng ba giờ và hạ nhiệt nhiều hơn chỉ cổ tay trái của tôi.

Dự án này đã sử dụng làm mát nước trong một khối nhôm bằng cách sử dụng Mô-đun Peltier và Quạt PC, sau đó đẩy nước qua một số đường ống bằng máy bơm DC. Chúng được cung cấp năng lượng bằng pin li-ion có thể sạc lại có thể được sạc bằng bảng năng lượng mặt trời gắn phía sau. Ống của Thiết bị làm mát bằng chất lỏng có nghĩa là được mặc dưới một chiếc áo lót vừa vặn để tiếp xúc tối đa với da. Sử dụng Dfrduino, tôi thậm chí còn thêm một bộ điều khiển nhiệt độ tự động sử dụng DHT22 để kích hoạt thiết bị đeo được.

Hình ảnh tôi mặc nó sắp ra mắt (phiên bản 2), nhưng bây giờ, hãy bắt đầu!

Bước 1: Công cụ và vật liệu

Đối với dự án này, bạn sẽ cần (tất cả chúng đều tự động mở trong các tab mới):

Bộ chuyển đổi Boost

DFRduino Uno Rev3

Máy bơm nước 12VDC

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời 12VDC Sunflower

Bộ sạc đa chức năng thông minh

Peltier Fan Kit

5/16 Ống nhựa Vinyl

Jumper Wires (để thử nghiệm)

Breadboard (để thử nghiệm)

Pin Li-ion

Pin dự phòng

Đồng hồ vạn năng

Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT-22

Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 5 Watt

Bước 2: Lắp ráp thiết bị làm mát

Đầu tiên, che khối làm mát bằng nhôm của bạn trong miếng tản nhiệt, keo tản nhiệt hoặc mỡ tản nhiệt. Đừng đặt quá nhiều vì nó sẽ cản trở quá trình truyền nhiệt. Bây giờ dán mô-đun Peltier của bạn lên đó với mặt được dán nhãn không đối diện với bạn.

Thứ hai, hãy đảm bảo bộ kết hợp tản nhiệt và quạt của bạn hoạt động. Vặn quạt vào bộ tản nhiệt và bật nó lên. Phần dưới cùng của tản nhiệt nên mát hơn một chút so với môi trường xung quanh, nhưng không quá nhiều vì lúc này quạt đang thổi không khí. Nếu nó hoạt động, hãy chuyển sang bước tiếp theo.

Cuối cùng, phủ mặt còn lại của Peltier và dán nó lên tản nhiệt. Bây giờ, khối nhôm của bạn sẽ làm mát nước chảy qua nó và quạt gắn với Peltier sẽ thoát nhiệt thừa. Tôi đã sử dụng một số băng keo để tạo ra một liên kết cơ học bền hơn nhưng điều đó là không cần thiết. Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng kết nối nó với máy bơm và bể chứa bằng đường ống của chúng tôi. Nối hai dây thành một để đi dây dễ dàng hơn. Đây là các thành phần vẽ dòng điện cao 12v, vì vậy hãy đảm bảo sử dụng một thước đo dây lớn.

Bước 3: Máy bơm và hệ thống ống nước

Bơm điện tử

Máy bơm đi kèm với một phích cắm tiêu chuẩn với dây tiếp xúc ở cuối. Hàn những dây này với một bộ chuyển đổi tăng áp vì điện áp mặc định của chúng tôi là 5 volt sẽ không cắt nó. Chúng tôi sẽ sử dụng bộ tăng cường để nhận 11vdc từ pin của chúng tôi. Ở phía bên kia, hàn cáp USB. Sử dụng chiết áp để đặt điện áp đầu ra khoảng 11 vôn. Máy bơm có tỷ lệ cho 6v-12v, nhưng tôi quyết định giữ an toàn với 11 và cũng không tạo gánh nặng cho bộ chuyển đổi tăng cường quá nhiều vì nó không có tản nhiệt bổ sung. Kiểm tra thiết bị điện tử của bạn bằng cách kết nối máy bơm và ngâm nó trong nước. Nó sẽ được bật.

Bể và ống

Để chứa nước cho hệ thống, tôi đã sử dụng một lon nhôm 2 ". Tôi đã thử sử dụng ống PVC 2", nhưng nó quá dày để lắp máy bơm, yêu cầu tôi phải giũa máy bơm hoặc cạo bên trong toàn bộ. Ống nhựa PVC. Tôi sẽ cập nhật dự án lên PVC trong phiên bản tiếp theo. Kết nối đường ống đi kèm với máy bơm của bạn với nó, sau đó với khối nhôm. Sử dụng một số ống nhựa vinyl, kết nối mặt còn lại của khối làm mát bằng nhôm và dán nó vào bên trong két nước của bạn (trong trường hợp này là lon nhôm). Sau khi hoàn thành việc này, hãy kiểm tra máy bơm của bạn bên trong bể bằng cách đổ đầy và bật nó lên. Điều quan trọng là làm điều này để kiểm tra rò rỉ.

Bước 4: Làm mát, Mã và Mạch

Làm mát

Sử dụng Dfrduino, bạn sẽ cần đặt chỉ số nhiệt độ tối thiểu để kích hoạt bộ kết hợp làm mát Peltier và quạt. Chúng tôi sẽ làm điều này bằng cách sử dụng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT22 rẻ tiền nhưng đáng tin cậy. Tôi sẽ sử dụng Analog Pin 0 cho dây dữ liệu, nhưng bạn có thể sử dụng một pin khác nếu muốn. Kết nối VCC và GND với các điểm tương ứng trên Dfrduino. Điều này sẽ cung cấp cho chúng tôi thông tin, nhưng không phải tự nó làm bất cứ điều gì. Để thực sự bật (và tắt) thiết bị làm mát mà chúng tôi đã chế tạo, chúng tôi cần thiết lập một rơ le để bật và tắt nguồn điện. Tôi chỉ có rơ le 12v và Arduinos đầu ra tối đa là 5v, vì vậy tôi đang sử dụng bộ chuyển đổi tăng cường để tăng điện áp từ 5v lên 12v để nó kích hoạt.

Mạch điện

Mạch nói trên được cung cấp năng lượng mặt trời bằng Bộ điều khiển năng lượng mặt trời Sunflower của DFRobot. Nó lấy đầu vào từ bảng quang điện 12v (5W) của tôi và điều chỉnh nó thành điện áp và dòng điện có thể sử dụng được. Bộ sạc đa chức năng thông minh cũng của DFRobot sử dụng bộ sạc này để sạc pin được hiển thị trong hình ảnh, nhưng cũng đóng vai trò như một bộ sạc dự phòng để cung cấp năng lượng cho thiết bị làm mát hoạt động.

Mã số

Liên kết đến mã để kích hoạt chỉ số nhiệt độ.

Sao chép, dán mã vào Dfrduino của bạn để quạt (và bằng cách mở rộng mô-đun Peltier) bật nếu nó đủ nóng.

Bước 5: Cách thức hoạt động

Giống như trong các bản dựng Peltier khác của tôi, bộ làm mát nhiệt điện nhận được điện áp đặt (trong trường hợp này là 12 vôn) và bơm nhiệt từ mặt này sang mặt kia của mô-đun. Điều này làm nguội đáng kể một mặt của hình vuông gốm và làm nóng mặt còn lại. Để tránh làm hỏng thành phần của chúng ta thông qua sự lan truyền ngược nhiệt, chúng ta phải sử dụng làm mát tích cực dưới dạng một bộ tản nhiệt lớn và quạt. Dự án này sử dụng mặt mát để loại bỏ nhiệt từ nước truyền qua một khối nhôm và sau đó sử dụng một máy bơm một chiều để đẩy nhiệt này đi khắp cơ thể người dùng bằng cách sử dụng ống nhựa vinyl. Để tăng khả năng tiếp xúc với da, bạn nên mặc một chiếc áo sơ mi bó sát bên ngoài.

Để tiết kiệm một chút năng lượng từ những bộ phận sử dụng nhiều năng lượng nhất, quạt và Peltier sẽ được tắt nếu trời quá lạnh (ví dụ như bạn vào trong nhà). Dfrduino được kết nối với bộ chuyển đổi tăng áp để bật rơ le và cấp nguồn cho cụm làm mát nếu và chỉ khi dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT22 đảm bảo cho nó.

Bước 6: Đặc biệt cảm ơn DFRobot

Đây là một dự án khá lớn, vì vậy tôi rất vui khi được DFRobot tài trợ. Chất lượng sản phẩm tuyệt vời và vận chuyển nhanh chóng như mọi khi. Kiểm tra cửa hàng của họ ở đây.