Aplicaciones Celulas Peltier


El efecto Peltier es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1834 por Jean Peltier, trece años después del descubrimiento del mismo fenómeno, de forma independiente, por Thomas Johann Seebeck.

El efecto Peltier hace referencia a la creación de una diferencia de temperatura debida a un voltaje eléctrico que se hace pasar por dos metales o semiconductores(tipo n y tipo p) conectados por dos “celulas de Peltier” de modo que la corriente propicia una transferencia de calor de una unión a la otra: una se enfría en tanto que otra se calienta.

Una consecuencia interesante de este efecto es que la dirección de transferencia de calor es controlada por la polaridad de la corriente, de modo que si invertimos la polaridad cambiará la dirección de transferencia y así el signo del calor absorbido/producido.

Actualmente las celulas Peltier pueden ser adquiridas de diferentes potencias y tamaños en tiendas de electrónica y en portales de Internet de componentes electrónicos por muy poco coste  y constituyen el elemento clave  si lo  asociamos con un ventilador  para construir un enfriador o un calentador Peltier:

  • Si lo utilizamos  como bomba de calor termoeléctrica constituirá una bomba de calor activa de estado sólido pues  transfiere calor de un lado del dispositivo al otro.
  • Si lo utilizamos  para enfriar mediante células Peltier es el llamado Enfriamiento termoeléctrico.

Este tipo de células Peltier se alimentan con corriente continua,normalmente a  12v   con potencias de 72W en adelante  y con estás es posible obtener frío en cuestión de minutos o de calor para hervir, simplemente invirtiendo la polaridad de la alimentación, pudiendo  utilizase  para numerosas aplicaciones desde disipadores de CPU ,hasta  fuentes de energía alternativas, o incluso para enfriar o calentar  bebidas en su coche.
Un aspecto importante es que estos dispositivos deben usarse junto con un disipador de calor para evitar quemarse  teniendo dos caras :

  • Por un lado es fría ,soliendo ser la del número de modelo impreso
  • Por a otra parte es caliente,soliendo ser la cara donde  no hay impreso ninguna palabr) !cuidado evitar el uso de radiación bajo ninguna condición sobre 2segundos!

Un ejemplo interesante de aplicación de las células de Peltier es como enfriador rápido  de líquidos,para lo cual ,para  su construcción ,lo  primero sera construirse un disipador para la célula Peltier ,bien adquiriendo lo en las tiendas de componentes electrónicos( vale cualquier radiador convencional de aluminio de los usados con los transistores de potencia)  ,bien reciclando de  partes de  PC’s (por ejemplo de las aletas de refrigeración del procesador de una computadora ) o bien fabricándolo uno mismo  usando chatarra y metales. 


Si usted es astuto se habrá dado cuenta de la Peltier pude montarse en tubos de cobre de 1/2 pulgada ( incluso podrían usarse dos chips ).
Después hay que realizar el disipador de cobre  que puede ser  un  diseño de jaula de ardilla  ,pues  es mucho más eficiente que un ventilador lateral porque sopla aire a una mayor tasa de flujo.
El equipo completo  podría instalarse en una caja de madera  ,acrílico ,etc para contener todo el conjunto de  la célula ,el radiador y el ventilador .Obviamente habría que practicar una abertura para la toma de aire del exterior para el ventilador en un lateral y obviamente otra abertura circular en la parte superior del diámetro del agujero interior de ventilador justamente para colocar el vaso con el liquido a refrigerar.
Por último para alimentar el conjunto de célula+ventilador  si no lo vamos a alimentar desde la batería del coche, deberemos utilizar una fuente  220v a 12V  de potencia acorde con la célula peltier utilizada (nos puede servir una vieja fuente de PC )
Fuente aqui 
Anuncios

Transmisor de ultrasonidos para Netduino


El ultrasonido es una señal sonora de alta frecuencia, que para los seres humanos comienza en la barrera de los 20 khz. Algunos animales son capaces de escuchar estas frecuencias, como los perros, los murciélagos, ratones, algunas aves entre otros animales.

En electrónica los ultrasonidos son utilizados en diferentes propósitos, como en los controles remoto, barreras, radares y sonares. También se utiliza el ultrasonido para alejar ciertas plagas, como los ratones y algunas clases de insectos(los mosquitos). En la medicina estética también se utiliza el ultrasonido, como tratamiento para algunas enfermedades de la piel, como la celulitis, entre otras patologías, aunque no esta comprobado su eficacia al 100%.

El circuito de ultrasonido que presentamos en este post y en una siguiente entrega , puede ser utilizado para diversos usos, como por ejemplo, la detección de un objeto u obstáculo, para ser acoplado  a un proyecto de robótica,  o como barrera ultrasónica y con la conjunción de Netduino podríamos medir la distancia a la que se encuentra un objeto.

Centrándonos  en el transmisor, se ha utilizado el popular circuito integrado 555 en modo astable, es decir como oscilador o generador de pulsos sucesivos. La frecuencia de operación se encuentra alrededor de los 40 Khz, la cual es  la frecuencia  que debería resonar   el trasductor 40T.

Para el diseño del oscilador ultrasónico se emplea un 555 haciéndolo funcionar como multivibrador  astable conectando los pines  el Trigger, Threshold,Discharge y Reset (Terminales 2, 6, 7 y 4 respectivamente)

El condensador C (de 1KpF)  se carga a través de las tipicas resistencias entre los pines  6 y 7  del 555 hasta el nivel del threshold (aproximadamente 0.67 del voltaje de alimentación) y la descarga a través de la resistencia conectada  al pin 6 hasta el nivel del voltaje del Trigger (aproximadamente 0.33 del voltaje de alimentación). De esta forma se tiene a la salida un valor máximo durante el tiempo de carga (Tiempo de subida) y un valor mínimo durante el tiempo de descarga (Tiempo de bajada).Por último ,la señal de ingreso Reset puede eliminar todos los impulsos y puede ser utilizado para iniciar un nuevo ciclo.

Conociendo el funcionamiento del oscilador podemos diseñar el circuito de oscilación,que tiene como principal finalidad el proporcionarnos una onda que oscila a la frecuencia de resonancia para los sensores transmisores que debería rondar los 40khz.

Para lograr tener una relación marca-espacio de onda cercana al 50% haremos que el valor de R1 sea mucho menor al de R2.

Gracias a la herramienta   555 calculator , obtenemos muy fácilmente la frecuencia obtenida a la salida del oscilador.

 astable
Si se requiere precisión la frecuencia de ultrasonido debe ser ajustada a la frecuencia de resonancia del sensor de ultrasonido,para lo cual es posible ajustar la oscilación de la frecuencia variando el valor de la resistencia R2 empleando una resistencia variable.

Para lograr un alcance óptimo de la señal de ultrasonido, se debe amplificar la señal de 40 Khz bien por medio de un simple par de transistores complementarios (por ejemplo el BC 548 y el BC 558 ) o bien mediante  puertas lógicas cmos opción  ultima que se ha tomado en este diseño.

Para la etapa  de amplificacion , se utiliza un circuito integrado
4069UB, el cual  contiene seis circuitos inversores en su interior(este integrado el típico que puede ser utilizado en cualquier propósito cuando se necesiten aplicaciones de inversión con niveles de conversión lógicos).
La señal entregada por el circuito oscilador  basado en el 555 es enviada a dos grupos de inversores colocados en paralelo con la finalidad de incrementar la señal, al primer grupo la señal es enviada directamente y al segundo grupo la señal de ingreso pasa previamente por un inversor, de manera que se tiene un voltaje a aplicar al terminal positivo y un voltaje a aplicar al terminal negativo, los mismos que han sido desfasados 180 grados.

Finalmente la corriente directa es cortada con el capacitor, y el doble del voltaje del circuito oscilador ultrasónico, es aplicado al sensor transmisor de ultrasonido.

Y por último a continuación el esquema del circuito completo:

emisor ultrasonico