智能PID半导体TEC加热制冷模式自适应驱动源

型号：TEC-10A                       

一 、特性描述

TEC-10A是一款高功率密度的TEC温度控制器，额定工作负载5A，峰值电流可达10A。此温度控制器可以连接专用调试器来进行参数的调节，参数调节完毕并保存后，撤去调试器，此温度控制器仍可以独立工作。可以通过专用RS232调试线和电脑进行通讯，以进行参数设置和温度监视，以及进行温度程控。

二 、控制器指标

输入：DC12V~13V

输出：-12V到+12V

额定电流：6A

控制温度范围：-55°~125°

控制器主板尺寸：64mm*40mm

图2 TEC控制主板尺寸及接口定义

三、 接线图

TEC-10A接线端子为6芯连接器，如上图所示。接线时首先连接电源线和DS18B20，并且将GND端和DS18B20的GND端接到一起，等到接通电源后，接入TEC。接线时，保证12V电源线界面大于0.5mm*mm。

接通电源后，LED1指示灯常亮，LED2指示灯指示当前控制板的工作状态。1.0版本软件为加热时候，LED2亮，制冷时候，LED2灭。1.1版本为当温度控制范围在设定温度的0.625度范围内时亮起，超过这个范围时，LED2熄灭。

DS18B20，常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。

注意：正确接线

面对着扁平的那一面，左负右正，一旦接反就会立刻发热，有可能烧毁！同时，接反也是导致该传感器总是显示85℃的原因。

四 、操作流程

调试TEC控制器，需要将TEC控制器调试器通过排线和主控制板连接，显示屏幕显示如图所示波形。

图4 调试器液晶显示屏

操作步骤

第一步：温度设置。切换按键“Choose”键，使“#”在SV:xx.xxx的后面；通过“UP”键，向上调节设定温度，通过“DOWN”向下调节设定温度，步进量为0.0625度，但不保存；

第二步：PID参数设置。切换按键“Choose”， 使“#”在Pxxx#的后面，按“UP”键或“DOWN”键，可以设置P，依次设置I和D；

第三步：确认设定参数，点击“ENTER”。此时，调试器将参数发送到主控制板，然后存储于主控制板内部。

五 、PID参数的设置经验

  要想得到精密的温度控制，必须设置好PID的值。要得到快速的温度控制响应，冷端的温度传感器请尽量靠近TEC的冷端。

第一步：输入目标温度，将P和I设为0；

第二步：P从0以5的步进缓缓增加，每次增加，请等待几分钟，以观察当前温度和目标温度的差异，直至得到一个P值，能使当前温度尽可能的接近目标温度并且不产生振荡。0.5度以下的温度差异为佳。

第三步：设定积分相参数I，将I从0开始以1的步进增加，以消除误差。I太小则误差消除慢，温度稳定时间加长，I太大，则容易产生温度振荡，温度不宜稳定。

第四步：一般不使用微分参数D也可以得到和快速响应的温度控制，这里D=0.000。如果温度变化比较频繁，可以适当设置D的值，以得到稳定的控制。

六、TEC-10A的使用安装

  小制冷功率的应用情况下，TEC稳定平衡后的工作电流一般比较小，此时TEC-10A 可以通过自然风冷的方式进行散热，此时仅仅需要螺柱支撑安装固定即可。对于大功功率制冷的情况下，TEC常态工作电流也是很大的情况下，可以通过底部导热的安装方式解决线路板的热量问题，如上图所示。

如果用户需要在工作过程中改变温度，这时候需要在TEC控温上添加用户人机界面（调试器），人机界面的的安装是很方便的，安装意图如上图所示，在机箱面板上开孔即可。

 

温度探头分为贴片型温度探头和直插型温度探头，其中，贴片型温度探头的安装如下图所示：

  

 

七、 TEC-10A和上位机连接

主控板可以通过接插件直接和电脑的串口连接。接口定义如下图所示。

 

图5 控制板和电脑串口的连接示意图

 

将GND、TXD、RXD和公头DB9连接器连接，注意连接的对应线号不能有错。连接完毕后，打开电脑控制软件，选择串口号。

 

图6 上位机软件图

工作顺序为：

1连接并打开串口；2给TEC-10A控制板供电；3观察曲线设定温度、PID参数。

温度设定、PID参数设定通过鼠标点击数字右方的上下按钮调节，可以点击也可以长时间按住快速调节。设定完毕后，点击Send按钮发送数据到TEC-10A的控制主板上。在绘图区，可以通过鼠标滚轮调节图像大小，也可以通过鼠标右键，选择导出功能，将温度数据输出处理。

串口设置：RS232.SetSettings("115200,n,8,1")

  主控制板开机工作后，通过RS232接口传输数据，数据类型为int型，传输间隔为1S。

表一：串口通信

表一所示的温度传输为字头加数据的结构，表示温度为00A0*0.0625，当前显示温度为6.25度。

 

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