Hi Uwe,
danke für die schnelle Antwort. Regeln will ich es so: ich lege eine Zieltemperatur für das innere der Box fest (sagen wir 4°C - 6°C brauche ich für lebensmittelechte durchzertifizierte Kühlkette 
). Es gibt "befüllt" und "unbefüllt" und die Zahl 4,19 (es wird also Messungen oben und unten geben)
Ich habe einen der Temperatursensoren (wird "analog" gemessen) mal getestet, 1-2°C Fehler sind da definitiv vorhanden - ist aber noch nicht verlötet/fest verbaut.
Die Frage liegt eher am Peltier - wie "schnell" (also kHz bei geringen Änderungen/millis in Arduino-code) beschalte ich das (also hier ein kleines Delta Strom). Bzw, also "träges" (im vgl zum microcontroller extrem träges) System.
Sagen wir, ich messe 1x pro Sekunde die Temperatur, und die schwankt noch. Dann kann ich ja nicht dauernd die Leistung am Peltier hoch und runter fahren...
So ungefähr.
zur Veranschaulichung in Pseudocode
start
target_Temperatur= 4°C
jede Sekunde oder Minute, etc:
messe temperatur_außen= 25°C
messe temperatur_innen = 12°C
"außen - innen"(Target)= 21°C
lese Peltier theoretisches Optimum (z.B. aus einer Tabelle) = etwa 30% I_max
teste Innentemperatur, falls zu warm mach einfach weiter,
andernfalls ... mach was anderes
stop
wenn ich jetzt meine Temperatur erreiche oder unterschreite.
start
target_Temperatur= 4°C
jede Sekunde:
messe temperatur_außen= 25°C
messe temperatur_innen = 2°C
"außen - innen" (Target)= 21°C
"außen - innen" (real)= 23°C
lese Peltier theoretisches Optimum = etwa 30% I_max
andernfalls ... mach was anderes, z.B.:
- oh, ich habe zuviel gekühlt, reduziere I_max ?
- mach 1 minute nix?
- etc.
ende
im 2. Fall habe ich den "Sprung" im Strom, den ich verhindern will.
Möglichkeit 2
start
target_Temperatur= 4°C
messe alle 1/1000 s (kann ich das überhaupt? gibt der Sensor das her?)
messe Temperatur_innen = 8°C
innen>target:
- gib vollgas/bzw mehr Leistung als bisher
andernfalls:
- reduziere Leistung ein wenig, bis es nicht mehr passiert.
In der 2. Möglichkeit, wenn ich bei gemessenen 4.0,4.1,3.9°C ... bin, schwankt mein Strom auf dem Peltier ständig ..
Du berücksichtigst in keiner Weise die "Energieverluste" in der Isolierung. Auch die nötige "Kühlleistung" um das Kühlgut herunterzukühlen wird nicht berücksichtigt ( falls das Kühlgut nicht die Zieltemperatur hat).
Je genauer Du die Temperatur messen willst, dasto aufwändiger und teurer ist die Messchaltung / Sensor.
Da brauchst Du aber auch ein kalibriertes (zertifiziertes) Temperaturmeßsystem.
Grüße Uwe
Hallo Uwe,
also, das 2. war ein Scherz - ich sage mal, ich brauche die 6°C - ungefähr... lege das dann auf 4°C ...
was Punkt 1 angeht - Temperatur T, Wärmeleistung Q, hatte ich ja gesagt, ich gehe erstmal von "Temperatur" aus.
Lebenszyklen vs. Lötzyklen. Also mein "Testlauf" bei voller Leistung ist nur ein Lötzyklus am Kabel. Die Sorgen, und worum es mir geht, sind die "Lebenszyklen" des Peltier-Elements. Und - wie gesagt, ich bin kein Experte - laut Suchmaschine verringere ich diese stark, wenn ich hohe Stromsprünge auf dem Ding fahre.
Wir reden hier glaube ich ein wenig aneinander vorbei. Also, meine "Temperaturmessungen" sehe ich alle als "ungefähre Werte". Die Frage ist eigentlich die nach der Frequenz (im Sinne von Stromstärkenänderung), mit der ich das Peltier-Element beschalte, und ob ich einen Mess-An-Aus Code, oder einen Mess-Mach-Sofort-Coce verwenden soll. Der Kern hier wäre dann die Schnelligkeit/Genauigkeit der Mess-Auslesung(heißt, es bringt mir nichts, wenn ich ein An/Aus Schalten verhindere, aber dann aufgrund von falschen/springenden Temperaturmesswerten dasselbe tue).
Und, wie gesagt, falls ich es eh mit einem Microcontroller überschreibe/schreibe - das Timing.
Ja, und was die Energieverluste - in Terms of Q - angeht. Das ist ja gerade das Ding. Heißt, Du sagst, meine erste Option is eh Mist.
Merci, Gruß
Warum bestomst Du das Peltier-Element nicht mit einer 2-Punktregelung mit entsprechender Hysterese? Also z.B. bei 5°C aus, bei 7°C wieder ein. Oder wie Deine Temperaturbereiche sind?
Gruß Tommy
Edit: Wenn die Box gut isoliert ist, ändert sich die Temperatur nur sehr langsam.
Um 1 kg Wasser um 1°C zu Kühlen / heizen braucht man ca 4190 J ( oder Ws)
Das ist die elektrisch zugeführte Leistung, nicht die Kühlleistung des Peltierelements. Ich weiß jetzt nicht welches Model Du hast; als Beispiel dieses:
Da sind bei 20°C bzw 30°C Temperaturdifferenz irgendwas zwischen 0,4 und 0,3, also etwas zwischen 24W und 18 W Kühlleistung bei 60W el Leistungszufuhr.
Mit 18W ohne Kählteverluste wäre das eine Abkühlung von 1°C in ca 4 Minuten von 1 kg Wasser. Da da mehr als 1 kg Wasser drin sein wird ist die Abkühlzeitraum viel länger.
Ich weiß nicht wie man die Wärmeverluste der Kühlbox berechne könnte. Messen könnte man es indem man mißt wie lange es dauert bis 1l Wasser um 1 °C wärmer wird wenn es in der Kühlbox ist bei einem definierten Temperaturdiferenz zwischen dem Wasser / Innenraum und der Außentemperatur.
Grüße Uwe
Hallo Tommy,
also - hier "Lebenszyklen" des Peltier. Man kennt das vom Kühlschrank - Kompressor geht an, aus - dann Pause, etc. Beim Peltier könnte ich das auch machen - also insgesamt Version 1 meines (noch nicht vorhandenen!) Programmes. Heißt, Messung - immer mal wieder - mit genügend Zeit die Messung genau ( ... als mehrmals) zu machen. Man könnte auch das Peltier-Element dann vlt "microcontrollermäßig" langsam hochfahren, ich bin bei so einem 0-1 Gedanken, und dann schwächt das die "Lebenszyklen" des Peltier Elements erheblich. Der Grundgedanke ist aber genau der, den ich machen will, auch wenn das vlt umständlich formuliert habe.
@uwefed
ja. erstens - lese ich morgen nochmal drüber. Aber, wenn Du jetzt hier eine Kurve durch die Maxima legst, wäre das meine Ausgangskurve (oben) gewesen. wenn man jetzt "delta T" und nicht "delta Q" nimmt, und zurück zum Auto geht (ich würde bei 35°C nicht weiterfahren und aussteigen), müsste man eigentlich nur die Kurven/Maxima für 10K, 20K, vlt 30K anschauen (die Maxima kann man dann fast linear approximieren...). Jetzt kann ich mich hier mit meinem I/I_max an den Maxima der Graphik bewegen. (also eine Kurve durch die Maxima ...). Das war meine ursprüngliche Idee (Tabelle schreiben, dann bißchen mehr nehmen). Diese vs. Messung am Kühler ("realtime").
Das 4,19 Problem lösen wir erst, wenn die Kiste wirklich verbaut und der Bodensensor installiert ist (also "oben", dann tmp_oben_eingestellt= min(0 oder -2, durchschnittstemperatur_viele_Meßpunkte)), ...
Die Wärmeverluste außen an der Kühlbox werden auch erst später geschätzt (wenn der Lüfter_innen angeschlossen ist). (anm.: wg. ip67 einen viel zu Leistungsstarken Lüfter organisiert, nachdem ich die 3. Dimension des im 1. Post erwähnten Schaufelrads verstanden habe ... - ok, gleich hier, der Innenlüfter ist eigentlich schwachsinnig, kann theorethisch 1x pro Sekunde das komplette Innenvolumen umlüften, was mir auch schon "theoretische Außenverlustüberlegungen" eingebracht hat, außerdem habe ich mir nochmal etwa 3W in die Kiste gebaut, aber damit lebe ich jetzt einfach).
gut, danke für's späte lesen und antworten. Uwes Post lese ich morgen nochmal im Hinblick auf Leistung. Es ist spät.
Danke
Oscar
Da sind bei 20°C bzw 30°C Temperaturdifferenz irgendwas zwischen 0,4 und 0,3, also etwas zwischen 24W und 18 W Kühlleistung bei 60W el Leistungszufuhr.
no. unten steht I/I_max, also rel. Leistung. Das ist ja der Witz
Das steuern mit PWM ist auch nur ein 0-1, nur schneller. Es dürfte also auch schneller den Lebenszyklus verringern.
Gruß Tommy
Wie Tommy56 schon gesagt hat: Bei "zu warm" ein und bei "Wunschtemperatur" wieder aus, alles andere ist overengeniered.... Und den Kühlerlüfter am Peltier muss laufen wenn das Peltier an ist, sonst verliert es recht schnell Leistung, - die Dinger haben eh einen Wirkungsgrad unter aller Kanone... ;-)
ja, wahrscheinlich richtig. Bisserl over the top für eine Kühlbox.
Ich denk da nochmal drüber nach. Bei der Graphik, die Uwe gepostet hat, will man ja schon irgendwie auf der linken Seite bleiben. Man könnte also auch einfach den I_max begrenzen.
Die 2 Sensor Möglichkeit hätte halt schon den Charme, daß ich meinen Zielwert kenne (Wärmeverlustschätzung kann ja die KI ausrechnen), und dann zumindest ein wenig Effizienz in die Kiste kriege.
Ja, und mit dem pwm pendel ich wahrscheinlich immer am Ziel vorbei.
Danke, Gruß!
Du hast noch nicht wirklich verstanden, was PWM ist. Das sind einige hundert Wechsel pro Sekunde (ich bin jetzt zu faul den genauen Wert raus zu suchen). Da ist Dein Peltierelement viel träger.
Du solltest auch einen technischen Grundsatz verinnerlichen:
So genau wie nötig, nicht so genau wie möglich.
Gruß Tommy
der mosfet schleift das durch. Ja, dann hast du absolut recht. Dann ist auch klar, wo die 5W geblieben sind. Öch.
Gut. Guter Hinweis.
I/I_max ist das Verhältnis des Nennstroms (maximalstrom) des Peltierelement zum Strom das durch das Peltierelement fließt. Durch diese Schreibweise ist die Grafik unabhängig vom Nennstom und damit gültig für mehrere Modelle.
Das befremdet mich sehr.
Du willst Kühlen, nicht etwas bauen das nicht genügend kühlt aber das mit dem Besten möglichen Wirkungsgrad.
Nemen wir das Beispieldiagramm und die (graue) dt Kurve von 20°C und ein Teil mit Nennstrom zB 5A (60W).:
Bei ca 30% des Nennstroms ist das Wirkungsgrafmaximum von ca 1.2. Der Wirkungsgrad bei Nennstrom ist ca 0,4.
Also 60W*30%*1,2 = 21,6W Kühlleistung
Und 60W *0,4 = 24W Kühlleistung.
Also beim besten Wirkungsgrad ist die absolute Kühlleistung nicht das Maximim.
Grüße Uwe
eben. Richtig.
Heißt doch, ich verballer für 2,4W zusätzliche Kühleistung 40W Strom.
Und da ich ja die "inneren Kühlparameter", Verlust, etc. nicht kenne, würde ich ja erstmal schauen, ob ich mit den 21,6W hinkomme.
Also das Problem ist nicht: maximiere Kühlleistung. Sondern ich nehme als Nebenbedingung den Wirkungsgrad mit rein.
Alles, was ich über dem Optimum reinnehme heizt dann ja nur das Auto
Ich warte jetzt erstmal ab, bis das real-life Projekt zusammengebaut ist, und dann teste ich einfach mal vs Realität.
Danke, Gruß
Oscar
Hallo Tommy,
also, noch eine letzte Frage zur Klarheit. Meine o.g. "Taktsorgen" wären ja aus meinem Programm entstanden. Und Du sagst, mit dem mosfet habe ich mir sowieso einen Takt auf das Peltier-Element gelegt. Die Uno hat wohl einen pwm Takt von etwa 500hz (Zielgröße sind wohl 2 millis). Man kann jetzt überall lesen, daß man ein Peltier nicht unter 1khz, bei kleinen Spannungsänderungen (also nicht 12V) betreiben soll. Ist die Konstruktion somit hinfällig?
Ich kenne mich mit Peltierelementen nicht aus. Ich habe Dich nur darauf hin gewiesen, dass die analogWrite - Spannung PWM und damit auch 0-1 ist.
Zu variablen Frequenzen für PWM sind in diesem Thread viele Quellen verlinkt.
Gruß Tommy
ok, danke. Dann wird es timer überschreiben plus Spule und Kondensator.
Merci
Wo den zum Beispiel?
hallo wwerner,
wenn Du die Suchmaschine bemühst, peltier + cop, ist der erste Treffer die Seite von der Uwes Graphik oben stammt. Ich hab's auch erst überlesen, aber es steht da im Text. meerstetter heißen die glaube ich. Natürlich wollen die auch was verkaufen, aber ich gehe mal davon aus, das die Information stimmt.
Ansonsten führt eigentlich so ziemlich jede Suchanfrage mit den Worten, peltier, tec, pwm, lebensdauer, etc. zu diesem Ergebnis.
Gruß