2018年9月14日金曜日

ペルチェ式・半固定スマホクーラー 制作編

こちらの記事は制作編です。
制作編はこちら→ペルチェ式・半固定スマホクーラー 概要編
設計編はこちら→ペルチェ式・半固定スマホクーラー 設計編



さて、制作編です。
わかりやすく説明できればなぁと思います。説明下手だけど。

まず、DCジャックDIP化キットを組み立てます。


このとき、ピンヘッダがそのままでは実装しづらかったのでプラのモールドを動かして調整しました。
また、DCジャックを実装するとき、そのままでは基板と干渉したので足を軽く曲げました。

次に、LXDC55使用DCDCコンバーターを組み立てます。
半固定抵抗(多回転ボリューム)は、2,3間(だったかな)の抵抗値が2.3kΩくらいになるようにしてから、実装しました。
そのまま実装しても良かったのですが、データシートを読んで目標電圧付近の抵抗値である2.3kΩ程度に調整しておきました。実際その後は微調整しなくてもいい位(ぴったりにしたいなら調整する?)でしたし、先に調整したほうがいいかと思います。
ピンヘッダは、DCジャックのときと同じくモールドを動かしてから実装しました。
また、これらの実装の際、固定しにくかったためマスキングテープで基板だったり部品だったりを固定しました。これならはんだ付け台などは必要ありません。

続いて、ペルチェ素子のリード線にピンソケットをはんだ付けします。
このとき、熱収縮チューブを先に入れておくことを忘れずに。
はんだ付けしたあと、熱収縮チューブで覆います。(ちなみに、古く固くなってしまった熱収縮チューブも、ライターを使えばしっかり縮みます)
詳しくは設計編に書きますが、これによって脱着が可能となり、汎用性が増します。
汎用性を全く考えない場合、基板に直接はんだ付けしても構いません。

次に、部品(DCジャック・DCDCコンバーター・ピンヘッダ・ポリスイッチ)を基板に実装します。


DCジャックはこの位置に実装しました。(斜めってますけどお気になさらず)
続いてピンヘッダを実装して…

実はここから基板の完成まで写真がありません。
調子よく作業が進んで、集中してたんでしょうね、たぶん。

ということで完成したあとの基板(作業日とは別日に撮影)です。

一枚目、家にあったのがただの被覆ケーブルだったのですがそのまま使用しました。見栄え悪いけど。
ちなみに、そのまま使うと太すぎたので線を半分ほど切り落として、基板の穴に入るサイズに整えました(そうでなければピンヘッダを追加して、はんだ付け回数も増えるところでした…)。

一枚目手前のピンヘッダに、ペルチェ素子をつなぎます。
二枚目手前のピンヘッダには、ファンをつなぎます。

これを見せてもどうかと思いますが、基板の裏側です。
一応説明を書き加えましたが、非常に見づらいもので申し訳ありません。
一応赤文字が部品、オレンジが+ライン、水色はGNDです。

あとは、CPUクーラーにペルチェ素子を取り付けます。
あ、冷って書いてあるのは、試験通電の結果を忘れないようにするためです。
その場にあったホワイトボードマーカーで書いたのですが、案外消えずに残ってます。
クールサポートゲル30mmx30mm
ペルチェ素子とヒートシンクの間には、クールサポートゲルを使用しました。
これで、グリスを使用するほど汚れることはなく、熱伝導両面テープほど接着性が強くないので、取り外しが容易になります。

そして、ファンのコネクタとペルチェ素子のコネクタを基板上のピンに刺し、電源を繋げば動作を開始します!


さて、割と長くなってしまいましたが、制作編終了です。
なにかわからないことがあればコメントしてください。
今までコメントのないブログなので、コメントがあれば喜びます。


次は、設計編ですが…
完全に私の考えを書きなぐっただけのものになっていると思うので、読まなくても大丈夫です。

それでも読んでいただける方はこちらへ→ペルチェ式・半固定スマホクーラー 設計編

ペルチェ式・半固定スマホクーラー 概要編

こちらの記事は概要編です。
制作編はこちら→ペルチェ式・半固定スマホクーラー 制作編
設計編はこちら→ペルチェ式・半固定スマホクーラー 設計編



だいぶ涼しくなってから投稿するような内容ではない気がしますが…

さて、ミリシタやらデレステやらPUBGやら、負荷の大きいゲームってありますよね。
これら高負荷のアプリを使用したあとのスマホは、熱を持っています。
40℃を超えると、機種によってはサーマルスロットリングによって性能が低下しますし、バッテリーにもよくありません。
しかし、スマホが熱くなってるといっても保冷剤を当てるのは結露によるショートの危険があり、ただ風を送るだけでは面白くないし…
ということで、ペルチェ素子を使用したスマホの冷却器を作成しました。


まず早速完成図をば。

左が全体図、右はあまりに動作確認用LEDが眩しすぎたためティッシュをセロハンテープでまとめてLEDを覆ったあとのものです。

まず特徴をまとめますと、
 ・制作が安価で簡単
 ・5V-14V(私が確認したのは5Vと12V)で動作可能
 ・ピンヘッダ/ソケットを使用し、モジュール化しているため脱着が簡単
 ・ペルチェ素子の冷却にCPUクーラーを使用したため、安価で確実な冷却が可能
 ・低電圧でペルチェ素子を駆動しているため、スマホを冷却しすぎることがない
といったところでしょうか。

次に、簡単な回路図もどきと基板の写真です。
簡単にも程があるだろ!って感じですが、電気電子系の知識が全く無いのであしからず…

LEDが眩しかったため紙やすりで削ったあとです

この図と写真でどこまでわかってもらえるか自信がありませんが、アバウトにこんな感じっていうのがわかってもらえれば十分かと。

さて、使用する部品一覧です(全く同じでなくても同等品で問題ありません)。購入した部品はすべて秋月電子で購入しました。

 ・ペルチェ素子:TES1-12705(5Aタイプ)
 ・DCDCコンバータ:LXDC55使用の秋月製キット(可変出力タイプ)
 ・ポリスイッチ(リセッタブルヒューズ):MF-R050(ホールド0.5A,トリップ1.0A)
 ・定電流LED:OSB5SA5111A-5JP(青色)

 ・ブレッドボード用DCジャックDIP化キット
 ・片面ユニバーサル基板(ブレッドボード配線パターンタイプ)Dタイプ(47*36mm)
 ・細ピンヘッダ1*4
 ・放熱器(ヒートシンク)25*24*17mm
 ・ピンソケット(メス) 1*2(2P)
 ・クールサポートゲル 30mm*30mm
 ・ナイロンワッシャー(絶縁ワッシャー) TW-5

 ・Intel CPUリテールクーラー E97378-001(自作PCからの流用品)
 ・適当なケーブル(本当に何でもいいです)

上4つは、同等品による代替が容易に可能かと考えられます。
ポリスイッチについて、更に大容量化しても問題ありませんし、定電流LEDは簡易的なパイロットランプですので省いても問題ありません。
また、ON/OFFスイッチについて、Dタイプ基板に入らないと判断したため省いておりますが、基板を大型化して導入してもいいでしょう(流せる電流が低いものは適しませんが)。

真ん中7つは、その他一般部品です。
まず、基板は何でも構いません。当初ブレッドボードでの制作を考えていた(脳内のブレッドボードで回路を組み立てていた)ため、その設計を流用する目的でこのブレッドボードパターンのものを採用しました。
また、ヒートシンクは正直一番小さいもの(LXDC55キットにリンクで貼ってあるもの)で十分だったかなと思います。
ナイロンワッシャーは、100本入りのプラネジを持て余すと思い、近所のホームセンターで一個単位のバラ売りをしている金属ネジを使用すべく、採用しました。これでしっかり絶縁されております。

下2つは、家にあったものの流用です。
IntelのCPUリテールクーラーですが、7年前(7年も前か…)に自作した、Core i5-2500K搭載PCから流用したものです。CPUクーラーを交換したあと、放置していたものです。
ちなみに、同じようなものの中でも、一応K付きのCPU付属品だからか中心には銅がインサートされていました。
同じものがヤフオクなどで1000円程度から購入できますし、新品ならサイズ製の同じようなものがAmazonで800円後半で購入できます。