Оптимизация термоэлектрических систем контроля температуры

Цель. Целью исследования является разработка методов регулирования температуры с помощью элемента Пельтье в заданном диапазоне температур.

 Метод. Применен способ нагрева с использованием элемента Пельтье в устройстве контроля температуры небольшой пластины путем регулирования тока и с применением охлаждающего вентилятора для уменьшения инерционности.

Результат. Получена методика управления элементом Пельтье для поддержания необходимой температуры, которая осуществляется с помощью метода ШИМ, генерируемым процессором ATmega2560. Hмост на интегральной микросхеме L6203 переключает направление тока и может управлять током до 5А на элементе Пельтье с использованием сигнала ШИМ.

 Вывод. Полученный алгоритм управления обеспечивает увеличение тока нагрева на Пельтье до тех пор, пока температура не повысится до заданного высокого значения температуры, а затем, путем изменения направления тока создается ток охлаждения на элементе Пельтье пока температура медной пластины не снизится до заданной низкой температуры. При многократном повторении этой последовательности, отслеживается закономерность изменения температуры для исследования процесса нагрева и охлаждения пластины с помощью элемента Пельтье

1. Медведев Д.М. Структуры и алгоритмы обработки данных в системах автоматизации и управления : учебное пособие / Медведев Д.М.. - Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2023. - 120 c.- ISBN 978-5-4497- 1873-0. - Текст : электронный // IPR SMART : [сайт]. - URL: ttps://www.iprbookshop.ru/ 127572.html.

2. Жмудь В.А. Системы автоматического управления. Новые концепции и структуры регуляторов : учебник / Жмудь В.А., Димитров Л.В., Носек Я.. - Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2023. - 158 c. - ISBN 978-5-4497-1876-1. - Текст : электронный // IPR SMART : [сайт]. - URL: https:// www.iprbookshop.ru/ 127571.html.

3. Ким К.К. Электрические измерения неэлектрических величин : учебное пособие / Ким К.К., Анисимов Г.Н., Ткачук А.А.. - Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2023. - 144 c.-— ISBN 978-5-4497-1881-5. - Текст : электронный // IPR SMART : [сайт]. - URL: https://www.iprbookshop.ru/127578.html.

4. Лепявко А.П. Контактные средства измерений температуры : учебное пособие / Лепявко А.П.. - Москва : Академия стандартизации, метрологии и сертификации, 2022. - 88 c. - ISBN 978-5-93088- 216-2. - Текст : электронный // IPR SMART : [сайт]. - URL: https://www.iprbookshop.ru/ 126032.html.

5. Лысенко, В. Г. Микропроцессорные информационно-управляющие системы : учебное пособие / В. Г. Лысенко, О. В. Кубкина. - Ростов-на-Дону : РГУПС, 2019. - 70 с. - ISBN 978-5-907494-05-3. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/ book/261956.

6. Трофименко, В. Н. Микропроцессорные информационно-управляющие системы связи : учебное пособие / В. Н. Трофименко. - Ростов-на-Дону : РГУПС, 2019. - 120 с. - ISBN 978-5-88814-904-1. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/ book/134040.

7. Кузнецов, Е. Н. Элементная база и функциональные узлы информационно-измерительных и управляющих систем : учебное пособие / Е. Н. Кузнецов. - Пенза : ПГУ, 2019.- 348 с. - ISBN 978-5- 907102-89-7. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https:// e.lanbook.com/book/162234.

8. Деулин, Б. И. Элементная база электроники : учебное пособие / Б. И. Деулин. - Орел : ОрелГАУ, 2013. - 131 с. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/71395.

9. Мирина, Т. В. Функциональные электронные узлы измерительных и диагностических систем : учебное пособие / Т. В. Мирина, Н. В. Мирин. - 3-е изд. - Москва : ФЛИНТА, 2012.- 271 с. - ISBN 978-5-9765-1518-5. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/60734.

10. Бусурин, В. И. Основы получения информации в измерительных и управляющих системах : учебное пособие / В. И. Бусурин, Н. А. Макаренкова, Л. А. Шлеенкин. - Москва : МАИ, 2022. - 102 с. - ISBN 978-5-4316-0890-2. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/298583.

11. W. S. Jeon, D. Y. Pang, K. H. Choi, T. K. Kwon, N. G. Kim and S. C. Lee, “Temperature control of aluminum plate using Peltier element,” Proceedings of KSPE 2004, pp.764-767, October, 2004.(in Korean).

12. W. S. Jeon, D. Y. Pang, K. H. Choi, T. K. Kwon, N. G. Kim and S. C. Lee, “Temperature-pressure characteristics of SMH actuator using Peltier module,” Journal of Control and Systems Engineering, Vol.7, No.1, pp.191-194, December, 2004.(in Korean).

13. Gao, Min., and Rowe, D. M., “Improved model for calculating the coefficient of performance of a Peltier module,” Energy conversion & Management, Vol.41, pp.163-171, 2000.

14. Chein, Reiyu., and Huang, Guanming., “Thermo- electric cooler application in electronic cooling,” Applied Thermal Engineering, Vol.24, pp. 2207- 2217, 2004.

15. Dilhaire, Stefan, Salhi, Amine, Grauby, Stephane, and Claeys, Wilfrid, “Laser Seebeck Effect Imaging(SEI) and Peltier Effect Imaging(PEI): complementary investigation methods,” Microelectronics Reliability, Vol.43, pp.1609-1613, 2003.

16. Kang, B. H., Chang, H. J., Kim, S. Y., and Kim, S., “Cooling characteristics at hot side of the thermoelectric module for an air conditioner,” Korea J. of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering, Vol. 14, No.3, pp.482-488, 2002.