Pernah bertanya-tanya tentang memiliki kulkas portabel kecil untuk mendinginkan air, minuman, dan jus selama acara musim panas Anda?
Pendinginan AC adalah cara paling umum untuk pendinginan di lemari es atau ruangan. Tapi ini adalah proses tugas berat, yang membutuhkan daya listrik yang signifikan dan perangkat keras listrik yang besar untuk melakukan tugas ini.
Untungnya, lemari es yang menjaga makanan tetap dingin dapat dibuat menggunakan baterai DC portabel dan sesuatu yang disebut efek Peltier.
Apa itu Efek Peltier?
Pendingin termoelektrik atau perangkat efek Peltier adalah perangkat yang relatif mini yang digunakan untuk pendinginan atau pemanasan. Perangkat Peltier menggunakan DC (arus searah) untuk pendinginan, berbeda dengan lemari es atau AC konvensional yang menggunakan arus AC. Efek Peltier adalah proses di mana arus DC dilewatkan melalui rangkaian yang memiliki dua konduktor yang berbeda bahan, panas dari satu persimpangan dihilangkan, menyebabkannya menjadi dingin, dan persimpangan lainnya menyerap panas, menyebabkannya menjadi panas.
Juga dapat diamati bahwa jika polaritas arus dibalik, sambungan yang sebelumnya dingin menjadi panas; sedangkan sambungan yang tadinya panas sebelum membalikkan polaritas arus, menjadi dingin.
Menggunakan Perangkat Peltier Termoelektrik untuk Kontrol Suhu
Fenomena di atas membuka peluang untuk merancang suatu alat yang dapat mengekstraksi dan menghilangkan panas. Jika Anda menempatkan sambungan yang lebih dingin pada permukaan atau perangkat yang panas dari mana panas perlu diekstrak, dan sambungan yang lebih panas berjalan pada peredam panas, Anda dapat menjaga permukaan atau perangkat tetap dingin. Tidak hanya itu, tetapi Anda dapat mempertahankan suhu optimal yang berkelanjutan untuk kinerja yang baik.
Cara Membuat Kulkas Mini DC
Kami akan menggunakan konsep yang disebutkan di atas untuk mendesain kulkas DC. Kulkas mini adalah desain targetnya, namun dapat diskalakan menjadi kulkas berukuran sedang menggunakan beberapa perangkat efek Peltier menggunakan teknik yang sama.
Apa yang Akan Anda Butuhkan
Peralatan yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:-
- Modul Peltier (TEC1-12706) dengan kabel terpasang.
- Dua Heat Sink.
- Baterai 12 V DC atau catu daya DC.
- Kotak (Internal harus berupa bahan nonkonduktif termal seperti kayu, karton, atau styrofoam)
- Dua Fans Delta elektronik FFB0412HN pada sirip heat sink untuk konveksi paksa
- Pasta Termal
- Kabel listrik
Perangkat Peltier pendingin termoelektrik yang kami gunakan di sini adalah perangkat operasi DC dengan tegangan operasi optimal 12VDC yang membutuhkan arus hampir 6A (72W). Tegangan operasi tidak boleh melebihi 15 VDC. Jangan nyalakan perangkat Peltier tanpa heat sink. Jika digunakan bahkan untuk sesaat, ini dapat melebihi suhu pengoperasian maksimum sambungan perangkat dan mengakibatkan penurunan kinerja atau kegagalan total perangkat.
Langkah 1: Siapkan Kotak
Sekarang ambil sekotak kosong bahan isolasi termal. Untuk demonstrasi ini, kami menggunakan karton. Buat lubang atau rongga sesuai dengan dimensi perangkat Peltier TEC1-12706 (yaitu 40mm x 40mm) untuk desain kulkas mini. Tempatkan perangkat Peltier tepat di rongga yang Anda buat di dalam kotak
Langkah 2: Tempatkan Heat Sink di Perangkat Peltier
Sekarang tempatkan heat sink di kedua sambungan perangkat Peltier. Setiap persimpangan perangkat Peltier terpasang ke heat sink menggunakan pasta termal yang sangat konduktif. Pasta termal memastikan aliran panas yang lancar antara setiap sambungan Peltier dan pelat dasar unit pendingin tidak membiarkan sambungan panas menjadi terlalu panas dan sambungan dingin menjadi terlalu dingin untuk merusak juga persimpangan jalan.
Unit pendingin meningkatkan efisiensi perangkat Peltier dengan menjaga aliran udara secara teratur. Ini karena pertukaran panas antara udara ambien dan perangkat Peltier meningkat karena permukaan yang besar area yang ditawarkan oleh heat sink untuk ekstraksi panas dari sambungan dalam dan penghilangan panas melalui sambungan luar persimpangan jalan. Untuk desain yang baik, heat sink dengan sirip yang lebih besar dan luas permukaan yang lebih besar direkomendasikan.
Langkah 3: Pasang Kipas
Sekarang lampirkan kipas angin pilihan Anda pada setiap sirip heat sink. Konveksi paksa yang disediakan oleh kipas meningkatkan kecepatan aliran udara melalui sirip heat sink, yang memungkinkan ekstraksi panas lebih banyak.
Kipas yang digunakan dalam proyek ini adalah 12VDC brushless (Delta electronics FFB0412HN) dengan aliran udara 10,6 cfm. Setiap kipas mengkonsumsi daya kurang dari satu watt dari baterai. Namun, seseorang dapat menggunakan kipas dengan lebih banyak aliran udara untuk kinerja yang lebih baik.
Berhati-hatilah untuk tidak menyambungkan sambungan perangkat melalui antarmuka logam seperti sekrup yang dipasang pada unit pendingin, untuk menghindari hubungan arus pendek sambungan termal. Hal ini dapat mengakibatkan penurunan yang signifikan dalam kinerja lemari es perangkat Peltier, karena aliran panas mungkin mendapatkan jalur terpendek melalui sekrup logam, dll.
Jika sekrup tidak dapat dipasang karena korsleting termal antara dua unit pendingin, Anda dapat menggunakan lem untuk memasang unit pendingin ke kotak. Namun, wajib menggunakan pasta heat sink antara heat sink dan perangkat Peltier.
Langkah 4: Nyalakan Menggunakan 12 VDC
Sekarang sambungkan persimpangan perangkat Peltier dan kabel kipas dengan baterai 12 VDC. Baterai harus memiliki kapasitas arus untuk menyediakan arus DC 7A. Baterai 10Ah atau lebih cukup untuk modul Peltier tunggal dengan kipas ini. Atur polaritas tegangan sambungan perangkat sedemikian rupa sehingga sisi dalam kotak menjadi lebih dingin dan sisi luar menjadi panas, mengeluarkan panas dari kotak untuk pendinginan.
Sekarang gabungkan kabel dengan baterai untuk memungkinkan perangkat mengambil arus. Amati dengan seksama arus yang diambil dari baterai. Itu harus dalam batas yang ditentukan oleh produsen perangkat Peltier. Biarkan sistem mengambil arus untuk beberapa waktu dan amati voltase dan arus untuk batas aman.
Setelah beberapa saat, Anda akan merasakan udara yang lebih dingin di dalam kotak. Anda bisa menambahkan botol air dan jus agar tetap dingin. Sekarang tutupi kotak untuk digunakan sebagai lemari es mini. Untuk operasi yang andal, Anda bisa tambahkan pengatur suhu untuk melindungi perangkat Peltier agar tidak melebihi batas operasional.
Anda Telah Membuat Kulkas Mini DIY Sendiri
Sekarang Anda dapat membuat sendiri Kulkas mini menggunakan perangkat Peltier dan beberapa komponen sederhana lainnya. Modul efek peltier juga dapat digunakan untuk kontrol suhu untuk aplikasi seperti pendinginan perangkat elektronik, sirkuit, dan sistem di mana anggaran rendah dan sistem pendingin ringan diperlukan.