ساخت هیتر با کمک المنت حرارتی

در این ویدئو نحوه‌ی ساخت یک المنت حرارتی را آموزش خواهیم داد. ترفند درست کردن یک بخاری کوچک شاید بتواند در مکان‌های بسیار سرد که امکان دسترسی به وسایل گرمایشی با سوخت فسیلی وجود ندارد، بسیار کاربردی باشد. با کمک این المنت حرارتی می‌توان دستگاه‌های الکتریکی که به دماهای بسیار پایین حساس هستند را گرم کرد و از آسیب رسیدن به مدار بر اثر سرمای بسیار شدید جلوگیری کرد.

این المنت به راحتی قابلیت جاسازی در دستگاه‌های مختلف را دارد و در صورتی که محفظه مدار دارای شیار مناسب باشد المنت حرارتی به سهولت داخل شیار قرار می‌گیرد و اطراف خود را گرم می‌کند.

شروع ساخت المنت حرارتی

برای ساخت این بخاری برقی کوچک از ورو برد استفاده می‌کنیم. ورو برد نوعی صفحه برای سوار کردن قطعات الکترونیکی است. اجزای یک مدار الکترونیکی روی ورو برد نصب شده و کانال‌های ایزوله ساخته شده و سپس همه اجزا در پشت صفحه لحیم می‌شوند.

ابعاد و ویژگی‌های المنت حرارتی

ابعاد المنت حرارتی ساخته شده در این ویدئو ۱۰٫۵ سانتی متر طول و ۵٫۵ سانتی متر عرض دارد. البته ابعاد با توجه به نیاز و سلیقه شما قابل تغییر است. در این ابعاد ۲۰ نوار وجود دارد. جریان برق را به گوشه سمت چپ در بالا و همچنین گوشه سمت چپ در پایین وصل می‌کنیم.

جریان برق در امتداد نوار اول حرکت کرده و سپس به نوار دوم پرش داده می‌شود. پس از آن تا انتهای نوار دوم حرکت کرده و مجدداً به نوار سوم پرش داده می‌شود. جریان الکتریسیته این مسیر را تا نوار آخر و رسیدن به گوشه سمت چپ در پایین ادامه می‌دهد.

اختلاف پتانسیل dc با قدرت ۵ ولت به دو نقطه‌ی گفته شده یعنی در گوشه سمت چپ بالا و گوشه سمت چپ پایین وصل می‌‎شود.

حرکت جریان الکتریسیته در طول این نوارها حرکت می‌کند و با وجود جریان الکتریسیته در این نوارها الکتریسیته به حرارت تبدیل می‌شود.

مجموع طول این نوارها ۲۱۰ سانتی متر است. به ازای هر ۱۶۱٫۵ سانتی متر، یک اهم مقاومت خواهیم داشت. با یک محاسبه‌ی ساده مقاومت کل مدار به دست می‌آید. در نمونه ساخته شده در این ویدئو مجموع مقاومت نوارها با توجه به طول آن‌ها ۱٫۳ سانتی متر است.

وصل کردن المنت حرارتی به جریان برق

با وصل کردن هیتر ساخته شده به مدار و تغییر ولتاژ و جریان می‌توان توان مصرفی و مقدار انرژی حرارتی تولید شده را به دست آورد. به ازای اختلاف پتانسیل ۲ ولت و جریان عبوری ۱٫۵۹ آمپر، توان مصرفی مدار ۳٫۱۹ وات است. با بیشتر شدن اختلاف پتانسیل به میزان ۳ ولت، توان مصرفی به ۷٫۱۱ وات می‌رسد.

با رسیدن به اختلاف پتانسیل ۵ ولت و عبور جریان ۳٫۵ آمپری، توان مصرفی هیتر ساخته شده به ۱۸ وات می‌رسد. در این حالت دمای هیتر با کمک یک دماسنج مادون قرمز اندازه گیری شد که دما تقریباً ۵۱ درجه سانتی گراد بود. گرما به صورت یکنواخت در المنت حرارتی توزیع شده است و هیچ نقطه‌ی مرده‌ای وجود ندارد.

جریان عبوری از هیتر

با کمک میکروکنترلر جریان عبوری از هیتر ساخته شده کنترل می‌شود. نقشه‌ی سیگنال PWM را روی صفحه کلید خواهیم داشت تا با کمک آن درصد PWM کنترل شود. با افزایش ولتاژ جریان نیز افزایش پیدا می‌کند. با تغییر جریان عبوری می‌توان دمای المنت حرارتی را کنترل کرد.

داخل میکروکنترلر M320 یک سنسور دما وجود دارد. در نتیجه می‌توان یک سیستم حلقه بسته طراحی کرد که روی دمای المنت حرارتی نظارت داشته باشد. در این حالت می‌توان دمای مشخصی را تعیین کرد و در صورتی که دمای المنت از آن دما بیشتر شد، جریان برق قطع شود.

با کمک یک اسپری آب سرد می‌توانیم عملکرد این سنسور دما را امتحان کنیم. با اسپری کردن آن روی سنسور دما شاهد کاهش دمای سنسور و بیشتر شدن دمای المنت حرارتی می‌شویم. با تبخیر آب و گرم شدن مجدد سنسور، مجدداً جریان کمتر می‌شود.

نکات مهم در مورد هیتر حرارتی

هیترهایی که توسط ورو برد ساخته می‌شوند توان تحمل بیشتر از ۴ آمپر را ندارند. پس حتماً این نکته را در نظر داشته باشید که چه در طول آزمایش و چه در زمان استفاده از هیتر به هیچ وجه جریان بیش از ۴ آمپر به آن وارد نکنید.

برای محاسبه مقاومت از نسبت ۱۶۱ بر اهم استفاده می‌کنیم. طول نوار ورو برد باید بر عدد ۱۶۱ سانتی متر تقسیم شود تا میزان مقاومت مدار به دست بیاید. همچنین برای اندازه گیری مقاومت می‌توان از هیتر استفاده کرد.

نکته‌ی بسیار مهم دیگری که در مورد استفاده از این هیترها باید مد نظر داشته باید این است که با افزایش دما، مقاومت مدار افزایش پیدا می‌کند.