Enceinte réfrigérée par module Peltier, MOSFET et µContrôleur

[nornand]

J'aime bien les box Alien dodo !
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[DAUDET78]

J'aime bien les box Alien dodo !

Oh, tu sais , on ne la fait pas à un vieux de la vieille !
Quand j'ai vu le faux prétexte

avec chaque fois une reine de bourdon en hibernation.

j'ai tout se suite pigé que ce n'était pas une demande très cathodique et qu'il y avait anguille sous roche .
J'ai longuement analysé la question et la seule réponse possible : des envahisseurs en état d’hibernation

[yoan1005]

Oh, tu sais , on ne la fait pas à un vieux de la vieille !
Quand j'ai vu le faux prétexte j'ai tout se suite pigé que ce n'était pas une demande très cathodique et qu'il y avait anguille sous roche .
J'ai longuement analysé la question et la seule réponse possible : des envahisseurs en état d’hibernation

Merci Daudet78 tu as fait ma journée

[Jean-Marie45]

Hello RomVi,

Voici des schémas de l'enceinte avec et sans isolation. J'espère qu'il n'y a pas d'erreur mais c'est toujours possible !
J'ai trouvé une tôle de 300 x 200 x 10 mm pour 18 € (à Bruxelles).
Faut-il un isolant entre le fond de la cuve et la tôle, étant donné qu'il y a déjà 50 mm d'isolant de l'autre côté du fond de la cuve ?
Deuxième question: comment relier la tôle au module Peltier qui est fixé au couvercle (le module n'est pas dessiné) ? En effet, il faut pouvoir soulever le couvercle.

Voici les caractéristiques du radiateur Zalman:

FICHE TECHNIQUE DE ZALMAN CNPS7000C-ALCU - RADIATEUR PROCESSEUR - VENTILATEUR 92MM

Poids: 434 g
DESIGN
Matériel: Aluminium & cuivre
INFORMATIONS GÉNÉRALES
Compatibilité: Intel socket 775 AMD sockets AM2/754/939/940
Niveau de son (vitesse rapide): 24 dB
Dimensions: 109(L) x 107(W) x 63(H) mm
Weight: 434g
Base Material: Pure Copper & Pure Aluminum
Dissipation Area; 2,890㎠
Bearing Type: 2 Ball-Bearing
Speed(1): 1,350rpm ± 10% ~ 2,400rpm ± 10%
Noise Level(2): 17.0dBA ± 10% ~ 24.0dBA ± 10%

Peux-tu faire quelque chose avec tous ces renseignements ?

[Jean-Marie45]

Bon, j'ai déjà trouvé une erreur: la cote sous l'isolation de la cuve n'est pas de 320 mm mais de 420 mm.

Et j'ai oublié de dire que la cuve est en plastique semi-transparent.

[DAUDET78]

La plaque d'ALU, tu la mets en haut avec des alvéoles ( voir mon schéma #30). Cette plaque est en contact avec le Peltier

[RomVi]

Bonjour

J'essayerai de faire une simulation ce weekend à partir de ces données. Il faut attendre confirmation, mais intuitivement je dirais qu'il n'est pas indispensable de prendre une plaque aussi épaisse, l'alu est tout de même un très bon conducteur, et le flux est faible coté froid.
Attention peut être au renouvellement d'air dans la boite, je ne sais pas si les insectes ont besoin de beaucoup d'oxygène, mais il ne faudrait pas non plus les étouffer.

Faut-il un isolant entre le fond de la cuve et la tôle, étant donné qu'il y a déjà 50 mm d'isolant de l'autre côté du fond de la cuve ?

A vérifier aussi, mais je pense que ce n'est pas indispensable.

[DAUDET78]

'il n'est pas indispensable de prendre une plaque aussi épaisse, l'alu est tout de même un très bon conducteur, et le flux est faible coté froid.

La plaque sert non seulement de conducteur thermique, mais participe aussi à l'inertie thermique

[Jean-Marie45]

Je ne cherche pas non plus à obtenir un froid de canard dans l'enceinte. En partant d'environ 15° extérieur (l'enceinte sera dans une sorte de demi-cave avec une petite fenêtre donnant sur l'extérieur), il ne devrait pas être si difficile de garder les bourdons aux alentours de 5°. Les glacières de camping ont un volume bien plus grand, une isolation bien plus mince et un refroidisseur moins perfectionné que le mien.

J'ai réfléchis au schéma de DAUDET78. Peut-être faudrait-il abandonner l'idée de partir d'une boite toute faite.
Sur une base en polystyrène de 5 cm d'épaisseur, on dépose une plaque d'alu de même taille et de 5 mm d'épaisseur.
Sur celle-ci, on dispose des barrettes d'alu de l'épaisseur d'une boite d’allumettes (5 ou 6 barrettes) entre lesquelles se trouvent les boites d'allumettes. Tout ceci constitue le fond de l'enceinte.

Le couvercle en bois est constitué du radiateur-ventilateur fixé sur le module Peltier, celui-ci étant lui-même contre une autre plaque d'alu de même taille que la première et qui repose sur les barrettes en alu du fond. Le couvercle est partiellement recouvert de polystyrène. Le couvercle peut nêtre soulevé pour accéder aux boites d’allumettes.

Le côtés sont constitués de plaques de polystyrène de 5 cm d'épaisseur, collées entre elles et au fond.

Voici une esquisse de la chose:

[DAUDET78]

Je ne cherche pas non plus à obtenir un froid de canard dans l'enceinte.

C'est le régulateur qui va définir la température.
C'est le contact entre le Peltier et la plaque d'ALU qui va "distribuer" le froid
C'est l'épaisseur et la masse de la plaque d'ALU qui va réduire le gradient de température dans ta boite

[DAUDET78]

Le bois? c'est en jaune ?
Perso, le ventilateur ne me plait pas. tu fais un brassage d'air au voisinage d'un truc froid, tu le réchauffes.
Sur un CPU, on s'en moque. Plus on brasse de l'air, plus la carte mère se porte mieux!

Je t'ai proposé un refroidissement par eau qui est beaucoup plus performant. Une pompe d'aquarium, un échangeur thermique et basta .

[Jean-Marie45]

Hello DAUDET78,

J'ai mis le bois en jaune mais je peux aussi le mettre en brun. L'alu est bien en vert !

Le ventilateur est au milieu de la partie supérieure du radiateur. Il aspire l'air chaud et le souffle vers le haut. Une circulation d'eau est certainement encore plus efficace mais ce que tu me proposes est la Rolls des refroidisseurs et coûte assez cher pour un refroidissement de 80 mm de long. Je peux tout au plus refroidir 2 boites d'allumettes mais j'en ai 10 fois plus. De plus, l'eau sortant d'un refroidisseur peut difficilement aller à un autre refroidisseur. Donc chaque refroidisseur a intérêt à avoir sa propre pompe. Et qui va refroidir l'eau sinon l'air d'un peu plus loin ? Je crois que c'est exagéré pour l'hibernation de quelques bourdons. Je m'en tient donc au dernier projet. Il est toujours temps de changer son fusil d'épaule si jamais ça ne marche pas. En tout cas, merci de m'avoir fait évoluer de l'idée de départ au dernier projet.

[DAUDET78]

Il aspire l'air chaud et le souffle vers le haut.

Donc c'est un ventilateur de CPU de PC qui tourne à l'envers ?
Je ne sais pas si c'est possible. Mais je pense qu'il sera moins efficace.

mais ce que tu me proposes est la Rolls des refroidisseurs et coûte assez cher

je ne propose rien ! je montre un concept et j'ai utilisé le premier lien WEB venu .

pour un refroidissement de 80 mm de long. Je peux tout au plus refroidir 2 boites d'allumettes mais j'en ai 10 fois plus.

Le Water cooling, c'est pour refroidir la face chaude du Peltier à la place du ventilateur ! Pas pour le remplacer .....

[Jean-Marie45]

Le Water cooling, c'est pour refroidir la face chaude du Peltier à la place du ventilateur !

Sorry, j'ai de nouveau mal compris. Je m'imaginais que c'était pour refroidir les boites d'allumettes.
Mais cela ne règle pas la question du refroidissement de l'eau. As-tu une idée ?

Pour le sens du ventilateur, j'avoue que je n'ai pas vérifié dans quel sens il tournait.Mais si le sens n'est pas idéal, ne peut-on inverser la polarisation pour le faire tourner dans l'autre sens ?

[DAUDET78]

Mais cela ne règle pas la question du refroidissement de l'eau.

Un grand bac de flotte , un courant d'eau de robinet (c'est comme ça qu'on refroidissait les pompes à diffusion), un échangeur avec un ventilo ....

Pour le sens du ventilateur, j'avoue que je n'ai pas vérifié dans quel sens il tournait.

Il souffle sur le radiateur

Mais si le sens n'est pas idéal, ne peut-on inverser la polarisation pour le faire tourner dans l'autre sens ?

Pas évident ! C'est un moteur BrushLess avec électronique intégré.
Faut pas seulement inverser deux fils !

[Jean-Marie45]

Un grand bac de flotte , un courant d'eau de robinet

Je ne peux pas demander à mon ami de laisser le robinet ouvert pendant 3 semaines. Quant au grand bac d'eau, c'est très encombrant. Je vais d'abord essayer avec le radiateur-ventilateur puisqu'il est dans ma réserve.

[RomVi]

Bonjour

Le refroidissement à eau est très efficace, mais il apporte d'autres contraintes qu'il faut gérer : Il faut une pompe avec une réserve fermée, utiliser un liquide de refroidissement spécifique pour éviter le développement de bio, de tartre et les corrosions galvaniques, et il faut assurer la compatibilité des métaux. Par ailleurs le cout n'ets plus le même puisqu'il faut une pompe, un radiateur, un waterblock et un ventilateur à haute pression statique.

Étant donné la taille de l'enceinte et les spécifications demandées le ventilateur que tu possèdes sera bien suffisant, surtout qu'il s'agit d'un modèle très performant. Le seul intérêt du refroidissement liquide est de diminuer un peu la température de la face chaude, et donc de diminuer la consommation du module, mais l'économie n'est pas pertinente.

[Jean-Marie45]

Merci RomVi, tu me confortes dans mon idée d'essayer d'abord le radiateur-ventilateur Zalman. En effet, le volume à refroidir s'est considérablement réduit par rapport au premier projet. Je tiendrai le forum au courant mais il faut d'abord que je me procure le polystyrène et surtout l'aluminium (ce dernier à Bruxelles, c'est à dire à 190 Km de chez moi !).

[RomVi]

Avant d'acheter quoi ce soit tu peux attendre le résultat de la simu, qui permettra peut être d'explorer d'autres pistes.
En ce qui concerne la structure je te conseille de prendre des plaques de polyuréthane extrudé, cette matière est un peu plus isolante et solide que le PS. Tu peux aussi utiliser une bombe de mousse polyuréthane expansée qui a l'avantage de pouvoir former facilement n'importe quelle structure (on l'injecte entre 2 boites ou 2 parois. Elle peut aussi servir à coller ou faire un raccord.

[Jean-Marie45]

Je vais suivre ton conseil. D'abord attendre ta simulation. Et si c'est OK, utiliser le polyuréthane à la place du polystyrène pour isoler.

[Jean-Marie45]

Hello DAUDET78,

J'ai essayé le Zalman sur 5V. Tu as raison, il souffle l'air vers le bas et n'aspire pas l'air vers le haut. De toute façon, cela revient au même. L'important est que l'air passe entre les lamelles et emporte la chaleur. En tout cas, il est très silencieux. Je crois que 5V lui suffit. Inutile de le faire tourner au maximum sur 12V et d'augmenter le bruit.

[Jean-Marie45]

J'ai trouvé plus de renseignement sur le Zalman que je vais utiliser.

Au cours de cet article nous publierons les mesures obtenues avec les tensions d’alimentation du ventilateur de 5V, 7V, 9V et 12V, que ce soit via la régulation fournie ou une additionnelle externe.

Quatre mesures sont reportées : la vitesse de rotation du ventilateur, la nuisance sonore, le delta de température sur le processeur en charge non overclocké, puis overclocké. Côté nuisance sonore, les résultats obtenus s’échelonnent entre 32 et 68 dB(A). Autant dire qu’à 32 dB(A) c’est inaudible boîtier fermé, et qu’à 68 dB(A) c’est ... totalement insupportable ! En fait à 35 dB(A), cela est quasi inaudible. A 40 dB(A) la ventilation reste discrète, à 45 dB(A) le bruit commence à être bien présent. A 50 dB(A) il est très présent et au delà il faut aimer les PC bruyants ...

Le delta de température représente la différence mesurée entre la température de l’IHS du processeur et la température de l’air utilisé pour le refroidir. Ici les valeurs mesurées varient entre 12°C et 45°C. Sachant qu’en plein été, il n’est pas rare d’avoir une pièce à 30°C, et que l’air du boîtier sera facilement à 40°C, il est important d’avoir un delta assez faible. Dans ce type de condition, afin d’avoir un processeur ne dépassant pas les 65°C un delta inférieur à 25°C sera donc nécessaire !


Le tableau ci-dessous précise les mesures effectuées pour sur le CNPS7000-AlCu entre 5 et 12 V

Bilan
Pas de mystères, c´est le moins bon des 4 Zalman testés. L´aluminium accuse sa faiblesse au niveau de sa conductivité thermique puisqu´il y a très peu de cuivre au contact du Pentium 4. On remarquera qu´il est, comme ses 3 frères, peu sensible à la ventilation si l´on passe de 12 V à 7 V par exemple et que plus de ventilation n´apportera pas grand chose si ce n´est du bruit. On peut donc sous-volter sans complexe et réduire ainsi les nuisances sonores qui sont tout de même non négligeables en 12 V, mais qui deviennent très intéressantes vers 7-8 V.

• - Une première chose est que le ventilateur peut être alimenté en 5V. Ce n'est pas le cas de tous les ventilateurs.
• - A 5V, il est l'un des plus silencieux parmi 25 refroidisseurs examiné, alors qu'à 12V, le bruit n'est pas négligeable.
• - Le delta de T° indique la différence de T° entre le processeur et l'air ambiant, c'est à dire dans le coffret de l'ordinateur. La cave est évidemment moins chaude que l'intérieur du coffret d'ordinateur, particulièrement en été. Il faut également noter que le refroidisseur est fait pour refroidie un precesseur qui dégage pas mal de chaleur, alors que les bourdons restent beaucoup plus froid, particulièrement quand ils sont en hibernation et ne bougent pas.
• - Le Delta de T° avec OC (dernière ligne du tableau) n'est pas à prendre en compte car OC veut dire "overclock".
• - Adresse du site: http://www.hardware.fr/articles/568-...ocesseurs.html

[RomVi]

Bonjour Jean Marie

Malheureusement ces essais ne nous apportent pas grand chose, c’est souvent le problème avec des tests pratiqués par des personnes qui n'ont pas de vraies connaissances en thermique.
Le paramètre à connaitre est le delta T pour une puissance donnée. La bonne nouvelle c'est que cette mesure est assez facile à réaliser, comme tu as l'air bricoleur tu peux surement t'en charger.
Il faut utiliser une résistance de puissance dans ce style : http://composants.e44.com/images/pro...-10e_16602.jpg

Il suffit de bien la plaquer sur le radiateur de ton ventilateur et de mesurer la température d'équilibre à une puissance donnée. Si par exemple tu dissipes 25W et que la résistance se stabilise à 30°C pour une température ambiante de 20°C alors le ventilateur + radiateur possède une résistance thermique de (30-20) / 25 = 0.4°C/W

Idéalement il faut isoler la résistance de l'air (afin de dissiper l'intégralité vers le radiateur) et mesurer la température à la jonction.

[Jean-Marie45]

Hello RomVi,

Excuse-moi pour le retard, mais je n'ai pas pu répondre plus tôt.
Il ne faut pas que la résistance dépasse le module (40x40 mm). Donc il semble que je sois limité à une résistance de 25 W (27 mm de long. Voir photo dans le site.) car la taille suivante est de 50 mm.
Je me propose d'utiliser une résistance de 6,8 Ohm et de l'alimenter en 12 V.
12 V / 6,8 Ohm = 1,76 Ampères
Puissance = 12V x 1,76A = 21,12W. La résistance devrait supporter cette charge.
Je te demande ton avis avant de commander cette résistance.
Voici le site de la résistance: https://fr.aliexpress.com/item/RX24-...8-131153b900df

[DAUDET78]

Oui, mais il faut que tu la fixes sur une plaque de Cu ou Alu de 40x40 mm

[Jean-Marie45]

Hello DAUDET78,

C'est pour la rigidité ou pour des raisons thermiques ?
En fait, je n'ai pas trop compris où mettre cette plaque et son rôle.

[RomVi]

Je te demande ton avis avant de commander cette résistance.
Voici le site de la résistance: https://fr.aliexpress.com/item/RX24-...8-131153b900df

Oui cette résistance est bien adaptée, par contre c'est un peu dommage de la commander juste pour ça si elle ne te sert plus ensuite.
Il faut qu'elle soit bien plaquée sur le radiateur, et mettre un peu de pâte thermique si possible. Si on est pointilleux on peut aussi frotter la base de la résistance sur du papier de verre à grain fin (du 600 est suffisant) pour avoir une surface bien plane.

[RomVi]

En attendant la simu je t'ai mis en pièce jointe un bricolage que j'avais fait, ça te donnera peut être des idées...

Le radiateur est ici du coté froid, un ventilateur modeste permet d'expulser l'air froid dans l'enceinte. J'ai taraudé le radiateur et utilisé des tiges filetées en nylon afin de ne pas avoir de pont thermique. De l'autre coté j'ai un échangeur à eau posé sur le module qui est encastré dans la plaque de polyuréthane, afin de ne pas avoir de partie froide exposée à l'air. Un cube en aluminium de 40mm d'arête permet de traverser l'épaisseur de la plaque et faire le couplage thermique. Un joint en caoutchouc souple se comprime légèrement au serrage afin de bien plaquer tous les éléments ensemble.
Le bloc de polyuréthane s’encastre de force dans un trou de la même dimension d'une caisse en polystyrène comme celles que l'on utilise pour expédier des produits frais dans la glace. Ce n'est pas très "soigné", mais ça marche bien.

Ici le but est d'obtenir la température la plus froide possible dans l'enceinte, donc chaque élément est pensé dans ce sens, mais il n'est pas non plus indispensable d'aller aussi loin, tu peux remplacer l'échangeur à eau par le radiateur que tu as déjà. De l'autre coté tu peux par exemple utiliser un profilé alu où seront placé les têtes de vis (si ça ne te dérange pas de faire des trous dans ton beau radiateur).

[DAUDET78]

C'est pour la rigidité ou pour des raisons thermiques ?

Ton froid est fait sur une surface de 40x40mm
Ta résistance chauffe sur une surface de AxB mm .
Donc il faut répartir la chaleur sur 40x40 mm

[Jean-Marie45]

Hello DAUDET78,

J'ai compris ce que tu voulais dire avec ta plaque d'alu. La base du radiateur mesure 30 x 40 mm alors que le module mesure 40 x 40 mm. Il va donc déborder de 5 mm de chaque côté. Une plaque d'alu améliorerait les échanges thermiques. Par contre, la résistance ne mesure que 27 x 15 mm. Le module Peltier dépasse donc de beaucoup la résistance. A nouveau, une plaque d'alu améliorerait de beaucoup la conduction car je pense que le module seul conduit mal la chaleur. Il faudrait donc une plaque d'alu des deux côtés du module.


Hello RomVi,

La résistance ne coûte pas cher. Ce n'est pas un problème si elle ne sert qu'une fois.
Merci également pour l'explication de ton montage. Les tiges en nylon sont une bonne idée pour l'isolation.
Je n'aurai pas aussi difficile que toi de plaquer les composants contre le radiateur car celui-ci comporte de chaque côté deux pattes perforées à 1 cm de la base. (regarde l'une des photos du message 22). Je pourrai donc facilement y passer un colson pour maintenir les composants provisoires le temps de faire les mesures. Pour les composants définitifs, des vis maintiendront la feuille d'alu. Voir dessin (qui n'est pas à l'échelle).