Vattenkylning bärbar: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Några av er kanske kommer ihåg min 5 -minuters USB -armkylare, ett projekt som används för att kyla ner min kropp utan att behöva svettas. Nackdelen med detta var att det bara varade cirka 5 minuter. Tack vare en sponsring från DFRobot kunde jag förlänga den här tiden till cirka tre timmar och svalna mer än bara min vänstra handled.

Detta projekt använde kyler vatten i ett aluminiumblock med hjälp av en Peltier -modul och en PC -fläkt, och skjuter det sedan genom några slangar med en likspump. Dessa drivs med laddningsbara litiumjonbatterier som kan laddas med en bakmonterad solpanel. Slangen för Liquid Cooling Wearable är avsedd att bäras under en åtsittande underklänning för att maximera kontakten med huden. Med en Dfrduino lade jag till och med till en automatisk temperaturregulator som använder en DHT22 för att aktivera den bärbara.

Bilder med mig på mig kommer snart (version 2), men för nu, låt oss komma igång!

Steg 1: Verktyg och material

För detta projekt behöver du (de öppnas alla i nya flikar automatiskt):

Boost -omvandlare

DFRduino Uno Rev3

12VDC vattenpump

12VDC Sunflower Solar Charge Controller

Smart multifunktionell laddare

Peltier fläktkit

5/16 vinylrör

Jumper Wires (för testning)

Brödbräda (för testning)

Li-ion batterier

Powerbank Batteri

Multimeter

DHT-22 temperatur- och fuktsensor

5 Watt solpanel

Steg 2: Montera kylenheten

Täck först ditt aluminiumkylblock i termokuddar, termisk pasta eller termiskt fett. Lägg inte för mycket eftersom det kommer att hämma värmeöverföringsprocessen. Sätt nu fast din Peltier -modul med den märkta sidan inte vänd mot dig.

För det andra, se till att din kylfläns och fläktkombination fungerar. Skruva fast fläkten på kylflänsen och slå på den. Den nedre delen av kylflänsen ska vara lite svalare än omgivningen, men inte för mycket eftersom fläkten bara blåser luft just nu. Om det fungerar, gå till nästa steg.

Sätt sist på den andra sidan av Peltiern och sätt den på kylflänsen. Nu kommer ditt aluminiumblock att kyla vattnet som kommer att strömma genom det och fläkten som är ansluten till Peltier kommer att bli av med överskottsvärme. Jag använde lite tejp för att skapa en starkare mekanisk bindning men det är inte nödvändigt. Nu är vi redo att ansluta den till pumpen och tanken med våra slangar. Anslut de två ledningarna till en för att göra kablarna enklare. Dessa är 12v högströmsteckningskomponenter, så var noga med att använda en stor trådmätare.

Steg 3: Pumpar och VVS

Pumpelektronik

Pumpen levereras med en standardkontakt med synliga ledningar i slutet. Löd dessa kablar till en boost -omvandlare eftersom vår standardspänning på 5 volt inte kommer att skära den. Vi kommer att använda boostern för att få 11vdc från våra batterier. På andra sidan, löd en USB -kabel. Använd potentiometern för att ställa in utspänningen till cirka 11 volt. Pumpen har en hastighet på 6v-12v, men jag bestämde mig för att vara säker med 11 och inte belasta boostomvandlaren för mycket eftersom den inte har någon extra kylfläns. Testa din elektronik genom att ansluta pumpen och sänka den i vatten. Det borde vara på.

Tank och slangar

För att lagra vattnet för systemet använde jag en 2 "aluminiumburk. Jag försökte använda 2" PVC -rör, men det var för tjockt för att pumpen skulle passa, vilket krävde att jag antingen filade pumpen eller rakade insidan av hela PVC rör. Jag uppdaterar projektet till PVC i nästa version. Anslut slangen som följde med pumpen till den och sedan till aluminiumblocket. Använd några av vinylrören, anslut den andra sidan av aluminiumkylblocket och tejpa fast den på insidan av din vattentank (aluminiumburk i detta fall). När detta är gjort, testa din pump inuti tanken genom att fylla den och slå på den. Det är också viktigt att göra detta för att kontrollera om det finns läckor.

Steg 4: Kylning, kod och kretsar

Kyl

Med Dfrduino måste du ställa in ett lägsta temperaturindex för att aktivera kombinationen Peltier och fläktkylning. Vi kommer att göra detta med den billiga men pålitliga DHT22 temperatur- och luftfuktighetssensorn. Jag använder Analog Pin 0 för datakabeln, men du kan använda en annan om du vill. Anslut VCC och GND till sina respektive punkter på Dfrduino. Detta kommer att ge oss information, men inte göra något av sig själv. För att faktiskt slå på och stänga av kylenheten vi byggde måste vi sätta upp ett relä för att elektromekaniskt slå på och stänga av strömmen. Jag har bara 12v reläer och Arduinos matar ut max 5v, så jag använder en boost -omvandlare för att öka spänningen från 5v till 12v för att den ska aktiveras.

Kretsar

Den ovannämnda kretsen drivs med solenergi med DFRobots Sunflower Solar Controller. Den tar ingång från min 12v (5W) fotovoltaiska panel och reglerar den till en användbar spänning och ström. Den smarta multifunktionella laddaren också från DFRobot använder denna för att ladda batterierna som visas på bilden, men fungerar också som en powerbank för att ge energi för att kylenheten ska fungera.

Koda

Länk till kod för temperaturindexutlösare.

Kopiera klistra in koden i din Dfrduino så att fläkten (och i förlängningen Peltier -modulen) slås på om den är tillräckligt varm.

Steg 5: Hur det fungerar

Precis som i mina andra Peltier -byggnader får den termoelektriska kylaren en inställd spänning (12 volt i detta fall) och pumpar värme från modulens ena sida till den andra. Detta kyler drastiskt ena sidan av det keramiska torget och värmer den andra sidan. För att förhindra att vår komponent skadas genom värmeåterförökning måste vi använda aktiv kylning i form av en stor kylfläns och fläkt. Detta projekt använder den svala sidan för att avlägsna värme från vatten som passerar genom ett aluminiumblock och använder sedan en likströmspump för att driva detta genom användarens kropp med vinylrör. För att öka kontakten med huden bärs en tight skjorta över den.

För att spara lite energi från de mest energikrävande delarna av detta stängs fläkten och Peltier av om det blir för kallt (du går till exempel inomhus). Dfrduino är ansluten till en boost -omvandlare för att slå på ett relä och driva kylaggregatet om och bara om data från DHT22 temp- och fuktighetssensorn motiverar det.

Steg 6: Särskilt tack till DFRobot

Det här var ett ganska stort projekt, så jag är glad att jag har sponsrats av DFRobot. Bra produktkvalitet och snabb leverans som alltid. Kolla in deras butik här.