تا به حال شده که در کمپ در جنگل و کوه نیاز به روشنایی داشته باشید یا
باطری چراغ قوه شما تمام شود، شارژ گوشی تلفن همراه یا پخش کننده موسیقی رو
به اتمام باشد ویا به هر صورت دیگر نیاز به منبع برق داشته باشید و در
دسترس شما نباشد ؟ تا به حال فکر کرده اید چه می‌شد اگر وسیله ای وجود داشت
که از گرمای آتش ،مستقیما برق تولید می‌کرد؟
مهمترین جز در کل این پروژه دستگاهی است به نام Peltier Module که با نام TEC (ترمو کولر) شناخته می‌شوند. روی این قطعه کوچک ۴۰ در۴۰
میلیمتر مربع سفید رنگ از جنس سرامیک ،جایی است که جادو رخ می‌دهد! این
دستگاه معمولا در لوازم خنک کننده ی کوچک، مثل خنک کننده‌های نوشیدنی و
چیلرهای جدید استفاده می‌شود.
یک Peltier module اساسا شامل یک صفحه سرامیکی ساندویچی شکل، یک فیلم فلزی
باریک، یک نیمه رسانا، یک فیلم فلزی باریک دیگر و در نهایت یک صفحه سرامیکی
الحاقی است. وقتی جریان برق به دو سیم بیرونی دستگاه اعمال می‌شود، گرما
را از یک سمت به سمت دیگر منتقل می‌کند. یک سمت دستگاه خنک تر است در
حالیکه سمت دیگر گرمتر می‌شود و در نتیجه یک اختلاف دما به وجود می‌آید.
با این حال، اگر برعکس این عمل اتفاق بیفتد
یعنی اختلاف دما بر روی سطح peltier قرار بگیرد، مثل اینکه یک سمت بر روی
منبع گرما قرار بگیرد و سمت دیگر بر روی منبع سرد، برق تولید خواهد شد. این
روند با نام پدیده زبک (Seebeck Effect ) شناخته می‌شود.
+ لوازم مورد نیاز:در اینجا بخشهای مورد نیاز برای ساخت این طرح آورده شده است:
• ترمو کولر
• دیود شاتکی ( یکسوساز)
• پایانه‌های فنری
• نگه دارنده باتری قابل سارژ
• باتری‌های قابل شارژ
• دافع حرارت سی پی یو بزرگ
• مفتول مسی
• یک پوشش پلاستیکی کوچک
• سایر لوازم متناسب
+ ساخت دستگاه: اولین قدم برای ساخت، لحیم کاری مدار است. در صورت نیاز، شما می‌توانید قبل
از اینکه لحیم کاری را شروع کنید ، مدار را روی یک صفحه نمونه قرار دهید.
لطفا جهت کمک برای لحیم کاری به دیاگرام موجود در عکس‌ها مراجعه کنید.
برای وصل کردن peltier module به مخزن حرارتی، ما در یک درب قوطی کنسرو
بزرگ، سوراخی به بزرگی یک اینچ ایجاد می‌کنیم. سپس peltier را بر مرکز
سوراخ ایجاد شده مثل ساندویچ بین مخزن حرارتی و درپوش قرار می‌دهیم و از
پیچ‌ها و سیمهای نرم به منظور محکم کردن و بالا بردن ایمنی آنها استفاده
می‌کنیم. گزینه دیگر برای وصل کردن مخزن حرارتی به peltier، استفاده از
ماده حرارتی است، نوعی از چسب حرارتی رسانا. در نهایت هم لوله‌های کوچک
حرارتی را که بر روی سیمهای peltier قرار دارد منقبض می‌کنیم تا جلوی گرما
را بگیرد. برای حمل آسان تر، بخش کوچکی از پلاستیک را به اندازه مربع برش
می‌دهیم و پایانه‌های فنری را به جعبه پیچ می‌کنیم. بعد از پیچ کردن آن،
اقدام به لحیم کردن سیمها و اجزا می‌کنیم. به علاوه به پایانه‌های فنری
می‌چسبانیم تا راحت تر بتوانیم سرهمش کنیم.
حالا که اطلاعاتی را در مورد این وسیله خواندید، احتمالا کنجکاو شدید تا
بدانید ای مدار چطور کار می‌کند. به صورت مختصر و مفید که بگوییم،ابتدا
Peltier module جریان برق را از اختلاف دما تولید می‌کند. یک سمت آن به شدت
در معرض گرما است و سمت دیگر آن به تبادل کننده حرارتی متصل است. پره‌های
آن را می‌بینید؟ اینها فقط برای زیبایی نیستند؛ بلکه برای بیشینه کردن سطح
مقطع برای انتقال حرارت و خنک کردن این قسمت از دستگاه است. این شبیه به
فلز سخت احاطه کننده سیلندر موترسیکلت عمل می‌کند.
سپس، جریان برق به دیود در مدار می‌رسد. دیود تنها اجازه می‌دهد تا جریان
برق را از یک جهت به گردش در آید . اگر دیود در مدار قرار نگرفته باشد،
آنگاه به دلیل ماهیت متناوب (سینوسی) برق تولیدی، باتری به خودی خود شارژ و
سپس تخلیه می‌شود.
در نهایت، جریان برق به باتری می‌رسد و اگر ولتاژ ایجاد شده بیشتر از باتری باشد، شروع به شارژ کردن آن می‌کند.
+ استفاده از دستگاه:برای استفاده از دستگاه، به راحتی سیم قرمز رنگ را به ولتاژ ورودی
پایانه‌های فنری و سیم مشکی دستگاه را به پایانه زمینی متصل می‌کنیم. در
نهایت، سیم مثبت باتری را به ولتاژ خارجی پایانه و سیم منفی را به دیگر
پایانه زمینی متصل می‌کنیم. این مساله بسیار اهمیت دارد که به قطبیت سیمها
هنگام متصل شدن توجه کنیم. دستگاه را بر روی منبع حرارتی قرار دهید به طوری
که جهت درپوش به سمت پایین باشد. هنگامی‌که به درجه حرارت کافی رسید، یک
مقداری از برق برای شارژ کردن باتری تولید خواهد شد. برای مطمئن شدن از
اینکه دستگاه به دردستی کار می‌کند، ابتدا مقدار ولتاژ باتری قابل شارژ را
اندازه بگیرید. بعد از مدت کوتاهی، دوباره ولتاژ آن را اندازه بگیرید، شما
متوجه خواهید شد که ولتاژ آن افزایش یافته است.
منبع