Riassunto analitico
L’obbiettivo dell’elaborato è la realizzazione di un banco di misura per la caratterizzazione di moduli termoelettrici TEG (ThermoElectric Generators) ad effetto Seebeck: le celle di Peltier. Di tali dispositivi, in particolare, è d’interesse caratterizzarne le prestazioni come generatori di tensione quando essi sono sottoposti ad un gradiente termico. È stato quindi realizzato un sistema in grado di imporre temperature diverse, selezionabili dall’utente, sulle due facce del TEG che si vuole caratterizzare elettricamente.
Un apparato di misura di questo tipo può essere implementato in una pluralità di soluzioni differenti, in quanto ogni elemento che lo determina viene scelto sulla base dei criteri imposti dal progettista.
Il sistema di caratterizzazione per moduli TEG che è stato sviluppato, nello specifico, prevede l’uso di due piastre di alluminio per realizzare il gradiente termico necessario alla misurazione. Una di queste viene associata al “lato caldo” del dispositivo e viene pilotata da un banco di resistenze di riscaldamento; l’altra, associata al “lato freddo”, è collegata termicamente ad una cella di Peltier utilizzata come TEC (thermoelectric cooler). La temperatura delle piastre viene misurata attraverso sensori digitali, dispositivi pilotati attraverso un protocollo operativo specifico che è implementato da un microcontrollore. Esso svolge anche le operazioni necessarie alla comunicazione con un computer, dove, in ambiente LabVIEW, è stata realizzata la parte di controllo del sistema.
Tale sezione si occupa di implementare l’interfaccia utente, in cui è possibile selezionare le temperature associate alle due piastre, ed il modulo di pilotaggio delle resistenze di riscaldamento e della cella di raffreddamento. Il software realizzato in LabVIEW contiene inoltre un regolatore PID (Proporzionale-Integratore-Derivatore) che modifica le tensioni di uscita di un generatore di tensione programmabile a cui sono connesse le resistenze di riscaldamento e la cella di raffreddamento in modo da controllare le temperature presenti alle estremità del modulo TEG da caratterizzare.
Come conclusione del lavoro svolto, verranno poi presentate le misure effettuate su un dispositivo commerciale col sistema di caratterizzazione realizzato.
|
