AstroFotografia - Tutorial peltier termoelectrico

	La idea de esta sección es tratar de simplificar el trabajo para que otros puedan construir o acceder a piezas que son complicadas de armar. En este caso, intentaré recrear el paso a paso para el armado de una caja fria con un modulo peltier para la camara. Los elementos utilizados en este caso son: -Caja estanca de la linea Tablepol 13x20x18cm aprox. -Modulo peltier 12v 6Amp 4x4cm -Funte 220v a 12v de 10 amp -Cooler, disipador, en este caso se utilizo un Master Hyper 212 + Sensor digital de temperatura -Espuma de poliuretano 3M -Telgopor, fastix, film aluminio para cocina, cutter, taladro con mecha copa, cables, fichas conectores, varilla rosca de 1/4, arandelas y tuercas. Antes de comenzar quiero hacer las siguientes aclaraciones: no soy experto en la materia, no soy ingeniero electronico. Se muy poco sobre electronica, electricidad y refrigeracion termoelectrica.. Todo lo que sé, es lo que aprendí de leer sobre el tema, preguntando y con el viejo y querido sistema "prueba y error". Llegar a la caja fria funcional final, me llevo casi 3 intentos y en el camino rompí 3 módulos peltier. En este tutorial no voy a explicar qué es y cómo funciona el modulo peltier, eso pueden leerlo y estudiarlo desde la web http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_termoel%C3%A9ctrica Lo que les voy a resumir, de una manera sumamente burda es que, de un lado de la placa el modulo expide calor y del otro frio. Cuanto mas se disipe el calor del lado mas caliente, mas bajara la temperatura del lado mas frio. Lo interesante del sistema peltier es que consume muy poca electricidad y con una fuente switching funciona muy bien. Si cuentan con el dinero suficiente les recomiendo comprar en este sitio http://www.customthermoelectric.com/assemblies.html Aca tienen los mejores peltier y disipadores de calidad. Lamentablemente como aun estoy experimentando siento que no se justifica comprar este módulo. Pero si se que hay grandes diferencias en la calidad y en la temperatura final obtenida. En Argentina se pueden comprar en Mercadolibre, son casi todos chinos, medio pelo, pero para el fin que requiero alcanza. Con el desarrollo de esta caja fria hay que tener en cuenta varios factores, que posiblemente nos jueguen en contra. El mas importante es que esta termina siendo una caja pesada. Entre la camara, relleno y disipadores estaremos entre 0.900 y 1.2 kilos. Es importante contemplar el peso, pues al agregarlo al telescopio se nos puede desbalancear mucho y hasta puede quedarnos corta la cola de milano. Así mismo, si está muy cargada la montura, podremos estar exigiendola de más para trabajar toda la noche. En mi caso con el telescopio newton no tuve problemas de balanceo, pero con el WO (apo) que es mas corto, tuve que rebuscarmelas agregando contrapeso de aluminio en la parte frontal del equipo.

			De acuerdo al modelo de caja estanca, lo ideal primero es seleccionar que lado de la caja utulizar para colocar la camara. Segun el tipo de camara y disipador metalico interno y cooler se puede elegir uno u otro lado. En este caso seleccioné el lado mas profundo de la caja. Lo primero que hice fue colocar la camara donde me gustaría que quede fija. Tomé las mediciones de los cables laterales (USB) y deje lugar para poner una base de telegopor en los laterales y base. Es importante contempar estas medidas, pues si no dejamos espacio luego se complica para el relleno. Una vez que estoy conforme con la posición hago una marca con un marcador para delimitar el flash (que sobre sale de la camara). Es complicado hacer la marca, pues hay poco espacio.

			Terminada la marca lo que hice fue tomar una madera y trabajarla para generar una punta similar a la parte del flash. Esta madera la recubro en cera, con una vela. Luego con un encendedor caliento la superficie (del lado de adentro de la caja), se va a oscurecer bastante y el plastico se empezará a quemar. Una vez que se ablandó el plastico, con la madera empiezo a hundir para generar la contra forma donde descansara la cámara. HAy que hacerlo con cuidado, si derretimos demasiado y presinamos se puede romper o desgarrar el material.

			Luego una vez que la cámara calza bien con el hueco hago la marca donde se insertará el adaptador a 2” del telescopio. Es decir de un lado con la camara estara el anillo T2 y luego el adaptador a 2”. También puede ser que necesiten el corrector de coma, entonces deberan contemplar esos espacios entre el anillo T2 y el corrector de coma. En este caso no uso corrector por lo tanto debo hacer un calado de unos 5cm de diametro ue es el tamaño que tiene el anillo T2 para que entre la rosca del adaptador. Utilizo un juego de mecha copa para madera, de buena calidad y una perforadora de pared.

			De tantas veces que intenté hacer la caja fría, fui rompiendo módulos peltier. Así que me los guardé y con uno de los módulos hago las marcas donde estará colocado en la caja. Esta parte es importante. Hay que contempar donde irá el disipador de un lado y del otro. Así como también contemplar que el disipador interno no debe ser muy grande y no tener una dimensión muy alta, pues no cerraría la caja.

			Con una trincheta afilada y mucha paciencia voy cortando las partes para hacer la forma donde quedará el peltier. Tambien pueden usar una moladora con un disco fino. Trato de que el calado tenga 1mm o 2mm menos que la medida real del módulo, así queda encastrado a presión. También hago unas pequeñas muecas en la parte inferior por donde saldran los cables. Luego a la hora de terminar la caja y montar los disipadores sello cualquier fisura con fastix.

			Una vez que termino el corte hago la prueba y el peltier encastra correctamente.

			A continuación inicio el recubrimiento de todos los lados de la caja con telgopor. Esta parte es muy muy importante, este aislante es lo que permite mantener el frío dentro de la caja evitando filtraciones.

			Ya terminado de colocar el telgopor, instalo el peltier y ubico el disipador del lado interno. También hago las marcas del lado externo donde estara colocado el disipador más importante. Durante el proceso me acompaña el fernet y las papas lays.

			Hago las marcas externas y perforo con mecha para varilla rosca 1/4.

			Coloco el peltier y ya dejo fijo el disipador interno. Notese que el grosor del peltier (altura) es de unos 4mm mientras que la caja estanca es de uno 2,5mm. Por lo tanto el peltier sobre sale un poco de un lado y del otro. Esto es ideal para que haga contacto ambas piezas (peltier y disipador). Hay que recordar que toda la superficie de la placa debe hacer contacto con el disipador de esa forma se consigue siempre el mejor resultado. La grasa siliconada tambien es fundamental para este fin.

			Ahora que la caja ya esta revestida con telgopor de modo interno, paso a envolver la cámara en film de aluminio para cocina. Le doy con 2 o 3 capas para generar un envoltorio con cuerpo, es decir que tenga cierto volumen. De esta forma el espacio donde quedara la cámara será mas grande. Habrá un espacio entre la espuma y la camara. En este paso me equivoque al principio y no le agregue vaselina liquida al rededor del envoltorio, es ideal pasar algun tipo de grasa (aceite o vaselina) encima del film para que la espuma no se pegue. De todas formas si se pega no pasa nada. De fondo esta "Pocho", que me acompaño por todo el proceso y de paso me hizo mierda uno de los peltier cuando se puso a jugar y lo tiró al piso.

			Primero relleno el lado de la camara. Intento que la espuma llegue a todos los rincones por donde queda espacio vacio. Es muy importante que la espuma crezca bien. Teoricamente se expande un 300% desde su estado inicial. Y por lo menos demora entre 24 y 48hs en cercarse completamente. A las 24h comencé a cortar el sobrante de espuma solidificado y extraje la cámara. Parte de la espuma aún estaba húmeda pues al no estar al aire libre esa sección llego a secarse por completo.

			Con mucha paciencia fui calando el sobrante de la espuma en ambos lados. Teoricamente se concentra el frío para que vaya lo más directo hacia la cámara. Aunque hoy en día tengo mis dudas si el resultado es mejor o no con la espuma de poliuretano. Debido a mis dudas, estoy produciendo una nueva caja para testear justamente la espuma. Esto es todo prueba y error.

			Un detalle super importante a la hora de colocar cualquier disipador, sea uno cuadrado o rectangular de alumino o uno como el Master Hyper es serciorarse de que las superficies estén planas. Es fundamental para que peltier funcione lo mejor posible. Ya que la disipación del calor es por contacto. Las superficies deben estar lo más plana posible. En ambos casos tanto para el disipador interno como para el externo tuve que aplanar la superficie y dejarla lisa. Esto lo pueden hacer con un tornero en caso que no tengan ganas de hacerlo uds. o sino lo pueden hacer a mano. Lo que necesitas son 3 tipos de lija esmerial. Una de grano de 500, 320 y 120. Recomiendo colocar la lija sobre una superficie plana como el marmol de la cocina o mesa. Arrancamos con la lija de 120 grano grueso y empezamos a lijar el aluminio. El grano mas grueso pirmero ira comiendo a gran escala dejando la base bastante marcada.

			De ahí pasamos a la lija de 320, que va a ir suavizando el metal. El grano es mas chico. Hacemos el mismo procedimiento hasta lograr aplanar lo mejor posible la base. Luego pasamos a la 500. Esta por lo general es al agua, aca ya se nota el cambio rotúndamente. El material queda muy liso. Ya con esto podemos pasar a colocar ambas piezas.

			Realizo los últimos ajustes. Coloco los disipadores y voy a prentado ambos lados de las placas disipadoras para que hagan contanto con el peltier. No hay que pasarse pues se puede partir el peltier. Nótese que sobresale bastante los tornillos que sostienen las piezas. Lo ideal es cortarlo, pues esto genera perdida de frío y condensación. Así mismo sello todo con fastix. Las perforaciones y el espacio que queda entra el disipador y el peltier. Ya que ahi se genera un micro clima.

			Hago las conexiones de cables. Peltier, coolers, termometro, etc. A tener en cuenta, cuando colocamos el termometro digital, lo ideal es que no este pegado al peltier o al disipador, pues no estará indicando la temperatura real. Comenzamos con las pruebas de temperatura.

			Corroboro con exiftools para medir la temperatura del sensor. Es la parte que nos interesa. Hacemos algunos disparos y vemos como funciona la cámara. A tener en cuenta. El modulo peltier trabaja con una diferencia de temperatura de entre 17 y 20º C en relación a la temperatura ambiente. Es decir, si por ejemplo afuera de la caja hace 20 grados lo máximo que podremos bajar será a 0º C dentro de la caja. Pero a eso hay que sumarle que la cámara calienta y el calor que pdroduce genera un aumento de temperatura dentro de la caja. Por lo menos unos 5 grados, al menos con la T1i que es el modelo que yo utilizo. Asi que el sensor estará trabajando a 5º o 7º grados C. Claro que si estamos en pleno invierno, con 10º C de temperatura en el exterior estaremos trabajando a casi -5 o -7º C en el sensor. Estas pruebas son trabajando con peltiers chinos, genéricos y con disipadores standar. Se puede acrencetar mas la diferencia de temperatura usando materiales de alta calidad y con una caja muy bien sellada.

			La pieza metálica en la punta es el adaptador a 2”. De un lado tiene la medida de 2” y del otro rosca. Lo bueno del diseño de este adaptador que mande a hacer, es que la rosca hace presión entre la camara (el anillo t2) y el lado exterior de la caja. Entonces queda sellado y no se pierde frio y la camara queda super ajustada y no se mueve gracias a la rosca.

			Caja terminada. Aagregué algunas bolsitas de sílica gel para absorción de humedad. Algo que es muy importante, una vez encendido el peltier no es recomendable apagar y abrir la caja para sacar la cámara. Lo ideal es dejar que baje la temperatura lentamente, de a poco, para que no se genere condensación. Un test muy imprtante para hacer es medir cuanto tiempo demora en bajar el maximo de temperatura dentro de la caja y cuanto tarda en volver a la temperatura normal ambiente.

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