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Steuerung eines Peltierelements
Illumina-Mitglied

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Nachdem in diesem Forum so wenig los ist, mal wieder eine neue Frage. Vielleicht ist ja noch oder wieder jemand da, der helfen kann Wink

Hab mir zum spielen bei Ebay ein Pelztier mit folgenden Daten bestellt:

U: 12V DC
Imax: 6A
Umax : 15,5V
Qmax: 61W
ΔTmax: 67K

Hab einige alte CPU-Kühler herumfahren, mit denen sollte eine ausreichende Kühlung möglich sein. Betreiben werde ich das Teil an einem PC-Netzteil, das bringt maximal 15A an 12V, ist also ausreichend.
Nun lassen sich mit Pelztieren nur tiefste Temperaturen erzeugen, wenn der Kühlkörper ausreichend dimensioniert ist. Ist er es nicht, lassen sich oft mit verminderter Spannung tiefere Temperaturen erzeugen, da eine geringere Abwärme entsteht. (Ja, wenn viel Wärme gepumpt werden soll ist mehr zu bedenken, aber wie gesagt - erst mal Spielerei). Man könnte dem Peltierelement dazu einfach einen geringen Widerstand vorschalten, oder an eine geringere Spannung hängen. Wäre aber zu einfach, deswegen zu meiner Frage:


FRAGE:
Ich würde gerne das Peltierelement mit einem Potentiometer (o.Ä.) regeln. Mit Elektronik kenne ich mich nicht gut aus, weiß aber dass ~70W zu viel für ein normales Poti sind. Ich habe mir gedacht, man könnte es vielleicht über einen Transistor regeln bei dem im Steuerkreis das Poti verbaut wird, im Regelkreis das Thermoelement. Allerdings weiß ich nicht, wie man das ganze dann auszulegen hat bzw den Transistor auswählt. Oder gibt es eine ganz andere, einfachere Lösung?

Die Lösung sollte:
- günstig sein, ist ja nur ne Spielerei
- für jemanden der ein paar Widerstände und LEDs zusammenlöten kann machbar sein Wink
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Da bist du einem kleinen Irrtum aufgesessen. Wenn du dem Peltier-Element eine geringere Spannung zur Verfügung stellst, erreicht das
Peltier eine geringere Differenz-Temperatur. Du kannst Verlustleistung nicht von der Wirkleistung trennen - Thermodynamik !
Wenn ein einfacher Spannungsregler benutzt wird (zb. 78xx, LM317 o.ä.), verbratet es die Leistung eben am Kühlkörper des Reglers.
Besser ist ein getaktetes Netzteil, die gibt es auch variabel. Musst halt mal tief googeln. Man findet auch Schaltpäne.
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Schau mal hier:
http://www.jufo.stmg.de/1997/Radioaktive_Strahlung/Diffusionsnebelkammer.pdf

Da bastelt sich jemand eine Nebelkammer. Die Versuche zur Anordnung und Spannungsversorgung der Peltiere sind interessant.

Hier findest du ein paar Vorschläge zur Ansteuerung mit LM317ern:
https://www.google.de/search?q=lm317+spannungsregler&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=QqjXUvvaCsnSsgbZoIHgAg&sqi=2&ved=0CC8QsAQ&biw=1024&bih=605#q=lm317+spannungsregler&tbm=isch

Für höhere Leistung kann man die auch parallel schalten: http://powersupply88.com/power-supply-4-5-a-with-3-lm317-in-parallel.html

Das ganze würde durch PWM Ansteuerung natürlich effizienter,aber zum rumspielen fast schon zu kompliziert, einfach mal googeln.
Dass die Leistung am Spannungsregler verbraten wird ist ja für die Thermodynamik am Peltier selbst eher unrelevant.

Ich würd noch vorschlagen, statt zu löten den ganzen Kram erstmal auf einen Steckbrett aufzubauen.
Da macht das rumspielen mit Elektronik erst richtig Spass, weil man einfach flexibler ist.

_________________
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Okay, ich denke in den Antworten steckt das meiste was ich brauche, jetzt muss nur noch die Zwiebel auf dem Hals zum denken angeregt werden Very Happy
Wenn so ein LM317 1,5A aushält, müsste man ja 6 parallel schalten, um beim Maximalstrom von 8A nicht alles zu verheizen. Doch etwas mehr Aufwand als ich dachte. Hätte ich nur ein kleineres Peltierelement genommen Very Happy

Vielleicht mal n Kollegen fragen ob er nicht sein Schaltnetzteil verleiht Very Happy


Das Ergebnis der Peltierexperimente stellt gut dar, was ich meinte als ich schrieb, dass eine reduzierte Spannung tiefere Temperaturen/ höhere Temperaturdifferenzen erzeugen kann. Allerdings habe ich es auch nur gelesen und nicht selbst experimentiert
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MM rechne mal lieber nicht mit 1,5A pro Stück LM317.
Je nach Versorgungsspannung, Kühlkörper und Hersteller des LM317 würde ich den realistischen Maximalstrom für die Anwendung mal mit 0,5A ansetzen.

Daher lieber ein paar mehr kaufen, kosten ja eh kaum was.

Betrieb z.B. als Konstantstromquelle und dann immer 2st dieser Einzelquellen über einen Schalter an die Last legen. Ergibt 0-10A Ausgangsstrom schaltbar in 1A schritten.

Das ist mit ner hand voll zusätzlicher Dioden und Kondensatoren sogar geeignet eine ALC60X Röhre zu betreiben Wink

Wenns PWM sein soll ist das hier recht simpel (billig): http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pwm555.htm

Vom Prinzip her die gleiche Schaltung (anderer Transistor) setze ich im Betrieb als Drehzahlsteller für 10A 24V Motoren ein. Past in ne Zigarettenschachtel und kommt dabei ohne Kühlkörper aus solange man den Motor nicht blockiert Wink
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Okay, alles etwas komplizierter als ich mir vorgestellt habe. Werde das Teil jetzt erst mal an 5V/ 12V betrieben (PC-Netzteil vom Schrott, 350W). Ein alter GPU Kühler (nVidia 8800GTS) mit einem 14W Radiallüfter tut gute Dienste - die Beharrungstemperatur in den Lamellen stellt sich auf ~ 2-3K über Umgebungstemperatur ein. Die maximal erreichbare Temperaturdifferenz zwischen Kaltseite und Umgebung liegt bei ~ 40K.

Alles in allem ein faszinierendes Bauteil und schöne Spielerei. Vielleicht findet sich irgendwann sogar eine Verwendung Very Happy
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Ok, der Fred ist schon uralt. Aber für alle welche Peltiers in kleineren Leistungsstufen benötigen (im Hobbybereich seehr sinnvoll), kann man auch eine
Kühlbox fürs Auto ausschlachten. Die Dinger laufen mit 12V und sind je nach Preisklasse regelbar.

Da ist mit einer Anschaffung alles drin was man braucht.

Ich hatte mir seinerzeit einen geregelten Aktivkühler für einen Festkörperlaser gebastelt. Bei voller Leistung hatte ich Eiskristalle um den Kühlkörper.

_________________
Ich wünschte ich wäre ich selbst - komme aber selten dazu...

Grüßle Tim
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Steuerung eines Peltierelements
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