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Tema: Célula Peltier => Sensor de nubosidad (Leído 2503 veces)
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FRENTEFRIO
Cumulus Congestus
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Santander - Cantabria
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Saludos.
El objetivo es construir un dispositivo que en base a los resultados que vaya recogiendo (corriente en voltios) y por medio de un adquisidor de datos (Labjack) y un software (DaqFactory) sea capaz de diferenciar un cielo despejado o cubierto de nubes.
Para ello he utilizado una célula Peltier. La característica de este componente es que al ponerlo en una corriente adecuada una de sus partes se enfría y otra se calienta. Fué usado hace tiempo para la refrigeracion de aparatos, pero tenía un problema y era la generación de condensación por su cara más fría. De igual manera, la diferencia de temperatura entre sus dos caras, genera un pequeño voltaje y ésto es lo que se trata de medir.
Un cielo despejado en el que brille el sol aportará calor a una de las caras de la peltier, mientras que la otra cara (que está orientada hacia el suelo) será más fría. Cuando una nube pase por delante del sol, ese calor disminuirá (y con ello el voltaje será menor). Con un cielo completamente cubierto de nubes el calor que llega a la Peltier será aún menor.
En las horas nocturnas, un cielo despejado provocará que la cara que esté en dirección al cielo se enfríe, mientras que la cara inferior recibirá calor por efecto de la radiación procedente del suelo. Un cielo cubierto de nubes por la noche hara que la cara susperior se caliente un poco por efecto de que la radiación que procede suel suelo choca contra la base de las nubes y ésta a su vez es reflejada de nuevo a la Tierra.
En esta primera parte vamos acondicionar la célula de Peltier. Para ello he cortado dos planchas de aluminio de 1 mm de grosor, y de 15 x 15 cm de lado, pintadas de blanco por una de sus caras (las que quedarán enfrentadas al suelo y al cielo, respectivamente). También he buscado un material aislante en el que irá acoplada la célula Peltier (el vulgar "corcho blanco" que todos conocemos), con un grosor apropiado para la célula.
Aquí van algunas fotos de como se hace el montaje:
En esta primera foto, la Peltier ya está alojada dentro del material aislante. Para sacar los cables de la peltier hacia el exterior he usado unos tubos de refresco. De este modo sé seguro que la placa ssuperior no los dañará y de paso tambien quedarán protegidos contra la humedad.
Para facilitar el posterior sellado con silicona por los bordes, el material aislante se ha cortado unos milímetros más pequeño que las chapas de aluminio, resultando así un borde por donde la silicona quedará bien alojada en previsión de que la humedad entre al interior de la Peltier:
Aquí tenéis un detalle de cómo van colocados los tubos de refresco que protegen los cables de corriente de la Peltier (lo siento, no soy muy bueno haciendo fotos con el macro):
Y en ésta última fotografía podéis ver cómo quedará el invento, una vez que se ha colocado la plancha superior de aluminio. A pesar de ir unidas con silicona, para mayor seguridad tendré que hacer unos agujeros por donde pasaré unos tornillos de naylon. Los tornillos metálicos podrían hacer un puente eléctrico entre las dos planchas de aluminio. Otra solución para evitar éste problema sería colocar arandelas aislantes de nylon, pero estoy más seguro con la primera opción.
La segunda parte consistirá en hacer un circuito para regular la tensión de la peltier. Si estáis interesados ya iré informando.
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Breitling
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Bien tocayo, buen trabajo. En los que he visto por ahí fuera, las placas las placas las unen con tornillos todo nylon para evitar la transferencia de calor (la eléctrica te da igual).
Truco: si el conjunto lo metes en un tubo, la radiación térmica que hará que te funcione la célula Peltier estará focalizada en vertical, de forma que otras posibles fuentes de calor que no sean el suelo y el cielo te afecten al comportamiento de la célula, y de esa forma indique más fielmente el estado del cielo.
Por cierto, dónde lo compraste? Y hay que saber qué características eléctricas tiene, para contárselo al Labjack 
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Garíl-ineker
Maquero, Linuxero, rainwisero.
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Me descubro ante estas aportaciones ¡¡¡¡¡
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Breitling
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Sí, son pequeños adquisidores de bajo coste. Están bien por lo poco que cuestan y para proyectos muy concretos. Sin embargo sus prestaciones son muy inferiores al Labjack que estamos usando. De todas formas son unos juguetitos muy interesantes.
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FRENTEFRIO
Cumulus Congestus
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Saludos, y perdón por no haber contestado antes.
En ésta página es donde encontré la célula Peltier. He pedido dos de diferente voltaje para ver cuál es la que mejor se ajusta al proyecto. Creo que al final instalare la que tiene por referencia 490-1266, con un voltaje máximo de 3,8. Para ajustar el voltaje que entre al Labjack un amigo mío esta preparando un circuito que incluye también un regulador de tensión. Este circuito lo hare en placas prediseñadas (en las que sólo es necesario soldar los componentes que lleve el circuito) y de este modo será más fácil.
http://es.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=4901345
De momento ya he estado haciendo pruebas con la Peltier (Ref. 490-1345) y los resultados en un día despejado como ha sido hoy (aunque con algunas nubes pasajeras) medidas con un polímetro fueron estos:
2.0, 1,9, 1.8, 2.1, 2.3, 2.5, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.2, 2.8, 2.5, 2.9.....tomadas cada 1 minuto.
Ya iré posteando más información sobre ésto.
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Breitling
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No Luis. La silicona está bien para sellar entre ambas placas, además es atérmica. Pero la pasta conductora es para poner entre cada cara de la Peltier y su placa de aluminio. La radiación calienta o enfría la placa de aluminio, y ese calor se lo tienes que transmitir a la cara de la Peltier. Es la misma pasta que se usa para unir las CPU de los ordenadores y su radiador de calor.
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boira
Meteohub
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Pregunta 
Dos sondas de temperatura DS18B20 (una en cada chapa de alumino) conectadas a un "adquisidor barato" http://www.dlpdesign.com/usb/io8.shtml podrían funcionar ?
¿ De que diferencias de temperatura (nocturnas) entre chapas estamos hablando ?
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Breitling
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Podrían funcionar, depende de su sensibilidad. Yo creo que deberían dar décima de grado para poder captar diferencias.
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FRENTEFRIO
Cumulus Congestus
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Saludos...... 
Entre ayer tarde y hoy he estado tomando los datos de la Peltier con un téster.....y los resultados me tienen un poco desconcertado. Creí que con un cielo despejado (tal y como ha estado hoy a ratos) el voltaje de la Peltier sería positivo....y a veces no ha sido así....
Aqui os pongo una relación de las medidas que he ido cogiendo, la hora y la característica del cielo en ése momento.....
DIA 22-04
19:15 h: 02.9 Cubierto
20.00 h: 02.8 Cubierto
21:00 h: 03.1 Cubierto
22:00 h: 02.4 Cubierto - Lluvia
DIA 23-04
08:00 h: 02.8 Nubes y claros
09:30 h: 02.2 Nubes y claros
10:00 h: 02.5 Nubes y claros
11:30 h: 02.5 Nubes y claros
12:00 h: -05.2 Nubes y claros
13:00 h: -01.1 Nubes y claros
13:30 h: 0.09 Nubes y claros
14:30 h: 0.02 Despejado
15:30 h: -0.03 Despejado
17:30 h: -0.06 Nubes y claros
18:30 h: -01.2 Nubes y claros
22:00 h: 05.8 Nubes y claros
La verdad es que me esperaba otros resultados.....  ....., en fin.
La Peltier esta colocada a dos metros sobre un suelo de hierba y recicbe los rayos del sol perfectamente sin ningún obstáculo. En previsión de lluvia, uní los terminales del téster con la Peltier por medio de un cable telefónico de aproximadamente 1 metro de largo. De esta forma, la peltier está colocada en el exterior y el téster dentro de la garita meteorológica.
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Breitling
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A ver Luis, que te oriento un poco porque si no vas a volver loco con las "tecnologías" 
La célula Peltier genera corriente cuando hay diferencia de temperatura entre sus caras, positiva o negativa dependiendo de cual sea la cara fría y la caliente (es reversible). Si las temperaturas son iguales, no hay corriente.
Se usan como sensor de nubes casi exclusivamente para el período nocturno. A pleno sol siempre la cara superior va a estar mucho más caliente que la inferior, así que no te va a funcionar bien. Además estará recogiendo calor de la fachada de tu casa, o de cualquier otra cosa que se lo refleje. Por eso hace unos días te comenté que la célula hay que meterla en un tubo más o menos largo, para evitar captaciones de calor que no sean las del suelo y cielo, y para evitar en el período diurno que el sol desvirtue las mediciones.
Otro tema a tener en cuenta es la lluvia. Si existe, enfría la cara superior, falseando nuevamente las medidas de nubosidad. Por eso en el tubo también se consiguen ventajas, al evitar que le llegue mucha agua. Si además lo pones ligeramente inclinado (unos 10 grados), el agua escurrirá de la cara superior, tardando menos en volver a medidas correctas.
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