【YouTube】×「ペルチェ素子で冷却システムを作る(イチケン)」ポイントとは
電気工作、ものづくり、技術解説YouTuberのイチケン さんの動画から「ペルチェ素子を用いた冷却システム」の勘所について学びます。
【目次】
ペルチェ素子を用いて出来ること
電気の力だけで、冷却するシステムを簡便に作製できる。
ペルチェ素子を動作させるために必要なもの
①安定化電源
②駆動回路(定電流回路)
本動画では、最大 5A 流すことの出来るLED用の定電流ドライバをペルチェ素子の駆動に応用している。
1A 以上の電流が流れるため、駆動回路上のICに対してヒートシンク等で放熱対策も必須である。
③放熱器(ヒートシンク・ファン等)
ペルチェ素子の冷却を最大限に生かすために、冷却面と対になる放熱側にヒートシンクとファンを組合せて用いる。
④放熱シリコーン
ペルチェ素子の固定に用いる。
ペルチェ素子冷却の一例
動画中では、ラズベリーパイのCPUを冷却するためにペルチェ素子を使用し、ラズベリーパイのCPU温度が上昇した場合に、ペルチェ素子による冷却を行っています。
【必要な制御①】CPU温度のモニタリング
ラズベリーパイではCPU温度を確認するためのAPIが用意されている模様。
【必要な制御②】I/O制御による冷却ON/OFF
ラズベリーパイの「GPIOピン」をON/OFFすることで、駆動回路で使用されている「MOS-FET」がON/OFF動作し、ペルチェ素子へ電流が供給される。このようなスイッチング動作かつ大電流を供給するためにも「MOS-FET」は重要な電子部品である。
ペルチェ素子冷却の留意事項
①消費電力が大きくなる
②物理的構造が大きくなる(ヒートシンクやファンを用いるため)
③結露の抑制(局所的に冷却されるため、冷却部の断熱材を覆い、冷却部と外気との温度差をなるべく少なくする)