Cooler com Arduino e pastilha termoelétrica TEC1-12706
Vamos montar um pequeno cooler para manter a água gelada utilizando Arduino? Isso é possível com o uso da pastilha termoelétrica TEC1-12706, que vamos utilizar nesse post:
Essa pastilha usa o Efeito Peltier para gerar temperaturas muito baixas (muitas vezes abaixo de 0), em um lado da pastilha, e temperaturas muito altas do outro lado.
Ela é usada frequentemente em bebedouros , mini coolers ou então pode ser utilizada para refrigeração de CPU´s, ideal para quem gosta de um overclock. 😉
Como funciona a pastilha TEC1-12706
A imagem abaixo ilustra o funcionamento da pastilha, com os seus pares de elementos semicondutores tipo P e N. Na pastilha TEC1-12706 temos 127 pares de elementos, responsáveis por gerar a diferença de temperatura entre os dois lados do componente:
Uma das características dessa pastilha é esquentar de maneira muito rápida. Em poucos segundos um dos lados fica bem quente, e nesse lado é necessário um dissipador de calor para que as temperaturas não entrem em equilíbrio e anulem o efeito da pastilha. A ausência do dissipador pode até mesmo danificá-la.
Nos meus testes eu utilizei um dissipador de calor retirado de uma CPU, e uma fonte de computador para alimentação, já que a pastilha apresentou melhores resultados quando alimentada com 12v.
Não recomendo ligar a pastilha diretamente no Arduino, pois ele não vai fornecer a corrente necessária para esquentar/esfriar a pastilha.
Verifique o datasheet da TEC1-12706 para se certificar dos níveis de tensão e corrente suportados. Nos meus testes a pastilha começou a esfriar a partir de 1A (mais um motivo para não utilizar diretamente os 5v do Arduino). Opte por uma fonte de alimentação externa, de no mínimo 12V e 2 A.
Ok, e o que podemos fazer se a pastilha não funciona diretamente com o Arduino?
Circuito cooler com Arduino
Podemos utilizar o Arduino como um auxiliar para ligar e desligar a alimentação da pastilha, adaptando um sensor de temperatura que vai acionar a pastilha quando a temperatura chegar à um valor X, e desligar a alimentação quando a temperatura diminuir e chegar à um valor Y, formando assim um “cooler”.
Para isso, utilizei um circuito composto pelo Arduino Uno, sensor de temperatura LM35 e relé de 2 canais (utilizando apenas um dos relés):
Fixei o LM35 em um recipiente com água e montei o meu cooler conforme a imagem abaixo.
Não gostei muito do resultado com o LM35, já que o tipo de encapsulamento do sensor não ajuda na hora de monitorar a temperatura. Talvez o circuito fique melhor com um DS18B20, o DHT11 ou algum outro sensor de temperatura.
O programa abaixo monitora a temperatura do sensor (porta analógica A0) e aciona o Relé 1 (ligado à porta digital 4) caso a temperatura esteja abaixo daquela determinada na variável TEMP_MAX. Caso a temperatura chegue ao mesmo valor da variável TEMP_MIN, o relé é desligado. Os resultados também são enviados para o serial monitor, mostrando a temperatura atual, e o estado do relé:
// Programa: Cooler com pastilha termoeletrica TEC1-12706 // Autor: Arduino e Cia int pin = A0; // Pino analogico para ligacao do LM35 int pinorele = 4; //Pino digital ligado ao rele (IN1) int TEMP_MAX = 20; // Temperatura maxima - liga a pastilha int TEMP_MIN = 10; // Temperatura minima - desliga a pastilha String estadopastilha; // Variavel que armazenam a temperatura em Celsius int tempc = 0; int samples[8]; // Array para precisão na medição int i; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(pinorele, OUTPUT); } void loop() { // Loop que faz a leitura da temperatura 8 vezes for(i = 0;i<=7;i++) { samples[i] = ( 5.0 * analogRead(pin) * 100.0) / 1024.0; // A cada leitura, incrementa o valor da variavel tempc tempc = tempc + samples[i]; delay(100); } // Divide a variavel tempc por 8, para obter precisão na medição tempc = tempc/8.0; // Se a temperatura estiver acima de TEMP_MAX, aciona a pastilha if(tempc >= TEMP_MAX) { digitalWrite(pinorele, LOW); estadopastilha = "Acionada"; } // Se a temperatura estiver abaixo de TEMP_MIN, desliga a pastilha if(tempc <= TEMP_MIN) { digitalWrite(pinorele, HIGH); estadopastilha = "Desligada"; } Serial.print("Temperatura : "); Serial.print(tempc,DEC); Serial.print(" Cels. - Pastilha : "); Serial.println(estadopastilha); tempc = 0; delay(1000); // Aguarda 1 segundo e reinicia o processo }
Obviamente esse circuito não pode ser considerado um cooler “profissional”, ainda precisa de muitos ajustes e algumas adaptações (um potenciômetro para regular a faixa de temperatura seria uma boa idéia), mas pode servir como base para o seu projeto utilizando a pastilha termoelétrica.
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Mas se a pastilha trabalha em 6A, se ligar em uma fonte de 2A não vai queimar a fonte?
Boa tarde,
Segundo o fabricante, ela funciona com correntes entre 0 e 6A e tensão entre 0 e 15,2V.
Abraço!
Ok, mas vendo pela eletronica, se eu ligar algo (um motor por exemplo) em uma fonte que gera uma corrente maior que a fonte suporta, a fonte não queimaria?
Bom dia,
Se você ligar um motor de 5A em uma fonte de 2A, a fonte vai queimar, pois o motor está "puxando" mais corrente do que a fonte aguenta.
Agora se vc ligar um motor de 2A em uma fonte de 5A, o motor só vai puxar os 2A que ele precisa.
Abraço!
Sim.. mas é isso q estou falando.. se ligar a placa peltier que "puxa" 6A em uma fonte de 2A ela vai queimar, não é?
Boa noite,
Sim, mas essa placa funciona com correntes de "até" 6 Amperes. 6 Amperes é o máximo.
Abraço!
Para o exemplo dado de um motor de 5A ligado a uma fonte de 2A eu creio que não queimaria o moto, ele apenas não teria corrente suficiente pra funcionar de medo adequado.
Estou utilizando uma fonte de pc.. na pastilha peltier o gnd é -12v e o positivo é +12v?
Estarei utilizando uma fonte de Pc, no peltier é +12v e -12v?
Bom dia.
GND e +12V.
Abraço!
A minha não está congelando de modo algum..Não sei o q se passa..
Tem algum contato seu pra eu enviar o que estou utilizando aqui?
queimou amigo!! Essas pastilhas não podem ser acionadas no modo ON/OFF. Ou vc utiliza um circuito analógico bem planejadO ou o arduino com PWM.
Voce teria alguma dica pra montar o circuito analogico?
Deixo como sugestão não utilizar Relays para acionamento. A vida útil das pastilhas vai cair para 1/4 do que duraria se fosse acionada com um drive e o controle PWM. Essas pastilhas são muito sensíveis a variações abruptas de corrente. É muito interessante até inserir um indutor de alta indutância em série com pastilha. Fica a dica.
Como você faria isso, usando PWM? E alteraria o código fonte?
alem disso, para melhor eficiencia o sensor de temperatura deve ficar proximo ao "motor", no caso a face fria da pastilha.
Amigo, você diz que a variação abrupta de tenção e consequentemente corrente reduz a vida útil da pastilha. Controlar por PWM não faria isto aplicando uma onda quadrada na pastilha usando um mosfet de potência por exemplo com driver? Ou desta forma não danifica? Outra pergunta se souber. Posso inverter a polaridade para aquecer o lado frio e esfriar o lado quente? ou isto também danifica a pastilha? Pergunto porque queria fazer uma pequena câmara climática para testar estabilidade térmica de circuitos elétricos e eletrônicos variando a temperatura de uns 6 graus à uns 60 graus. Grato.
Mas qual foi o resultado do projeto? A água gelou? Até que temperatura a pastilha atingiu (lado frio e lado quente) ? Quantos whats foram necessários? Consumiu muita energia? Desculpe tantas perguntas mas o assunto é interessante.
Uma duvida, eu posso colocar 1 dissipador em cada lado? ou o lado frio teria problemas pra se manter em temperatura menor que o lado quente?
Oi Felipe,
Um dissipador de cada lado provavelmente iria anular o efeito de resfriamento.
Abraço!
Pode sim. Usamos assim para fazer um tipo de estufa. Um dos lados do Peltier fica dentro de uma caixa térmica (para aquecer OU resfriar), e o outro lado, obviamente, do lado de fora da caixa. Ambos os lados têm um cooler. Tem funcionado bem.
Eles sao a prova de agua? Vi um video onde colocam agua diretamente no componente, isso pode?
Bom dia,
Não cheguei a mergulhar na água, mas eles são bem lacrados, quase 100% de certeza que são à prova dágua.
Eu também cheguei a fazer essa experiência de colocar água diretamente no componente, sem problemas. 🙂
Abraço!
Estou fazendo uma estufa com uma caixa de brinquedo, será que consigo diminuir a temperatura da caixa de plastico com um cooler e o peltier sem nenhuma isolação térmica? Aguardo a resposta para comprar o componente.
Oi Bruno,
Com a pastilha peltier você consegue montar um esquema de refrigeração sim, só não tenho os detalhes do seu projeto para dizer se isso vai funcionar no seu caso.
Abraço!
Eu estou tentando usar o mesmo meto(esquma) que você ultilizou para fazer sua pastilha funcionar, só que em uma caixa termica, entretando não estou consiguindo fazer com que a pastilha funcione idependente de quantos volts eu use.
eu testei com uma bateria de 11v de airsoft e um de 9v
Bom dia Jeferson,
Qual a amperagem dessas baterias ?
Abraço!
olá,
gostaria de fazer um projeto aqueça a água e mantenha aquecida, de modo que leia a temperatura da água a partir de um sensor apropriado e de acordo com a temperatura ele ligue ou desligue esta pastilha, e nesse caso a água seria adequada para dissipar o calor da placa? gostaria de alguma ajuda, pois sou realmente muito novo no arduino.
Obrigado,
Boa tarde, sou leigo em eletronica entretanto gostaria de comprar a pastilha termoeletrica e adaptar no meu cooler do processador, poderia me ajudar ?
Seria possível fazer uma mini geladeira?
Olá eu sou o Kevin , e gostaria de perguntar que tipo de programa você utiliza para esquematizar seu projeto , pois estou utilizando o fritzing e ele não tem muitos componentes novos , o que eu poderia fazer, qual tipo de programa utilizar?
que tipode programa você utiliza para desenhar seus projetos?
Oi Kevin,
Uso o Fritzing também. Alguns componentes são difíceis de achar mesmo.
Abraço!
SE EU FOR USAR O SENSOR DE TEMPERATURA DS18B20 TERIA QUE MUDAR PARA PORTA DIGITAL E COMO FARIA ISSO SE PODER ME AJUDAR AGRADECO MUITO
Boa tarde! Se o meu sensor for um DS18B20, como ficaria o código? Alguém pode me ajudar?
Vocês poderia me informar quais itens eu preciso comparar para montar uma caixa de isopor para controlar a temperatura pelo Arduino ?
Oi João,
Vai depender do seu projeto, mas eu recomendo uma pastilha termoelétrica, um display para mostrar a temperatura e um potenciômetro, além do Arduino, claro. É só uma sugestão de configuração, ok?
Abraço!
Adilson