Temperaturregelung für Taschenwärmer

    Ein freundliches Hallo in die Runde :)


    ich bin derzeit wieder an einer kleinen Bastelei dran. Es geht um einen Taschen-/Handwärmer gegen kalte Hände in der kalten Jahreszeit. (Ich weiß, es ist noch etwas früh, aber der nächste Winter kommt bestimmt ^^ )


    Geplant habe ich ein dickes Alurohr oval zu biegen und von innen einen Heizdraht anzubringen (natürlich vom Gehäuse elektrisch isoliert :D ) Der Heizdraht soll eine Leistung von ca. 10 W, also ~ 1,6 Ohm bei 4 V Spannung, haben. Als Akku möchte ich einen 18650er verbauen und eine Ladeschaltung verwenden, damit ich den Akku zum laden nicht ausbauen muss: http://www.ebay.de/itm/5pcs-5V…-Protection-/221533778016


    Das einzige was mir jetzt noch fehlt ist eine gescheite Temperatur-Regelung, damit der Handwärmer nicht zu warm wird. Ich würde die Temperatur gerne auf 38 °C begrenzen und suche dafür eine einfache, möglichst kleine Schaltung. Es braucht nichts tolles zu sein, sondern einfach nur eine Regelung, die bei T < 36 °C den Heizdraht „einschaltet“ und bei T >= 38 °C wieder abschaltet. Möglichst klein, damit die Schaltung nicht größer wird, als der ganze Handwärmer :D


    Ich habe schon ein bisschen durch das Internet gestöbert, aber das meiste, was man findet arbeitet nicht bei einer Spannung um 4 V. Und mehr als einen Akku möchte ich nicht verbauen.


    Ich bin leider nicht wirklich vom Fach, was das Entwickeln von Schaltungen angeht. Daher frage ich euch: Habt ihr Ideen, wie sich so eine Schaltung umsetzten lassen könnte?





    Es folgt noch ein wenig Gelaber für alle, die es interessiert. Der Text ist ja schon lang genug :D Eine kleine Erklärung, warum ich selber bauen will:


    Ich habe mir letzten Winter so einen kleinen Taschenwärmer gekauft ( http://www.amazon.de/Taschenw%…ywords=taschenw%C3%A4rmer ). Ich bin mit dem Teil aber nicht wirklich zufrieden, weil der Akku nicht lange genug durch hält und der Taschenwärmer sofort kalt wird wird, wenn man mit ihn kalten Händen hält. Außerdem hält der Akku nur ca. 45 Minuten und damit nicht lang genug. Deshalb will ich für den nächsten Winter selber einen Taschenwärmer bauen, bei dem das Gehäuse genug Wärmekapazität besitzt, eine ausreichende Heizleistung und natürlich genug Akkukapazität vorhanden ist.


    Grüße,
    anthony

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    Irrtümer kann ich nicht ausschließen und dementsprechend auch keine Haftung für die Richtigkeit übernehmen.

    Man könnte mit einem OPV einen Schmitt Trigger aufbauen.
    Ich würde aber wohl eher mit einem µC arbeiten. Damit kann man auch bei Akku leer abschalten um den Akku nicht in die Schutzschaltung zu treiben.

    Ich denke mal, sehr viel besser wirst du es auch nicht hinkriegen. Wobei ich "besser" mit deinen eigenen Zielen definiere: Längere Betriebszeit UND höhere Temperaturstabilität (=mehr Leistung) bei gleichem/ähnlichem Bauraum. 45min finde ich schon recht respektabel, um mehr oder größere (oder mehr UND größere) Akkus wirst du kaum herumkommen.

    Das Erfolgskonzept von Windows ist eine gelungene Mischung aus Marketing, Korruption, Kartellmißbrauch und der erfolgreichen Spekulation auf das Naturgesetz, daß Scheiße oben schwimmt.


    Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden,
    kann man Schönes bauen.
    Johann Wolfgang von Goethe

    Noch etwas:
    Gerade so ein Taschenwärmer ist ein schönes Beispiel, wo ich eine elektrotechnische Lösung zu den schlechtesten Lösungsvarianten zählen würde. Wenn es warm sein soll, dann sind Kohlestäbchen oder Benzin weitaus geeigneter. Handlich, leicht (und vor allem schneller) nachzufüllen, anständige Betriebsdauer (je nach Modell mehrere Stunden), meines Erachtens sehr brauchbar was Bauraum/Gewicht betrifft und um "zu kalt" mußt du dir absolut keine Gedanken machen.


    http://www.amazon.de/Sparpack-…ywords=taschenw%C3%A4rmer


    http://www.amazon.de/Unbekannt…taschenw%C3%A4rmer+benzin

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    Die Idee des Bimetall-Schalters ist gut, aber leider ist die Auswahl geeigneter Schalter sehr beschränkt. Ich habe bis jetzt keinen gefunden, der klein genug wäre und einen akzeptablen Schaltbereich hat.


    Bezüglich der Akkukapazität werde ich mit dem 18650er ca. die 2,5 fache Kapazität haben, wie bei dem jetzigen elektrischen Taschenwärmer. Der Bauraum wird zwar etwas größer, aber das kann ich verschmerzen. Dafür ist es selbstgebaut :D


    Ich denke, dass der Schmitt-Trigger mit Operationsverstärker eine gute Wahl sein könnte. Ich habe noch nicht viel dazu gelesen, werde mich aber weiter einlesen. Vielleicht lässt sich der ja platzsparend aufbauen und gut im Taschenwärmer verwenden :)



    Ich weiß, dass die elektrische Lösung nicht optimal ist. Die Vorteile überwiegen meiner Meinung nach aber trotzdem, da ich eine vernünftige Temperaturregelung habe(n möchte) und den Wärmer jederzeit ein- und ausschalten kann. Die meisten anderen Lösungen - wie diese Flüssigwärmer, die man kochen muss, oder die Kohlestäbchen - lassen sich nicht so einfach löschen, wenn sie erst einmal an sind; und was nutzt es mir, wenn der Handwärmer noch eine halbe Stunde weiter wärmt, obwohl ich die Wärme gar nicht brauche. Außerdem steht der Selbstbau-Wille im Vordergrund, ob es hinterher vernünftig wird, wird man sehen. ^^ Vermutlich sowieso das größte Argument :D
    Einen anderen Taschenwärmer kaufen, kann ich ja immer noch, falls das alles nichts wird :whistling:

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    Der Schalter ließe sich von den Abmessungen her wirklich gut einsetzen. Das Problem ist aber leider wieder die Temperatur. Als Öffner ist der erst ab 40°C beziehbar, was doch etwas hoch sein könnte.


    Ich habe gerade einen anderen Temperatursensor/-schalter von microchip gefunden, der genau für diesen Zweck ausgelegt ist: http://www.microchip.com/wwwpr…ices.aspx?product=MCP9501
    Wenn ich den den Typ MCP9501PT-035E/OT bestelle, sollte der sich doch einsetzen lassen, oder? (Natürlich noch mit einem Mosfet dahinter, weil der Chip nur 20 mA schalten kann.)

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    Machs doch mit einem Tiny, einem DS18B20 oder jedem anderen Temperaturfühler und einem Logiclevel MOSFET dahinter. Über PWM häst du die Temperatur sogar genauer, als mit einem 2-Punktregler. Selbst wenn du einen normalen Transistor und keinen Logiclevel FET nimmst, ist das relativ Rille, denn ob nun der Transistor oder der Widerstand etwas mehr heizen bleibt sich unterm Strich doch gleich ;)

    Das wäre vermutlich die präziseste und eleganteste Lösung :D Das Problem ist nur: Ich habe keine Ahnung von Programmierung. Und mich da einzuarbeiten ist mir dann doch etwas viel Arbeit für so ein "kleines" Projekt ^^

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    Wie wäre es mit einem einfachen Zweipunktregler auf Basis eines einfachen OPVs? Hätte den Vorteil daß du die Temperatur sogar einstellen könntest.
    Den OPV läßt du zwei Spannungen vergleichen: Eine über einem PTC, eine über einem Poti. Wenn größer als... =True, dann gib Feuer bzw. öffne Transistor über Lastwiderstand.


    Davor noch eine Schutzschaltung um den Akku vor Tiefentladung zu bewahren und gut is...


    Zum Lernen ein schönes Projekt, wie ich finde (auch wenn der Einsatz aus technischer Sicht dennoch fragwürdig ist-egal).

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    Johann Wolfgang von Goethe

    Ich habe mich 20 Jahre vor Mikrocontrollern gedrückt und bin auf dem Stand der TTL und CMOS Gräber stehengeblieben. Vor 3 Jahren habe ich mich dann an den Arduino rangewagt. Es mag zwar nicht die eleganteste Art sein, Programme zu schreiben, aber es ist sehr einfach. Mittlerweile verwende ich den Arduino als Entwicklungsumgebung und wenn es darauf funktioniert, suche ich einen halbwegs passeneden Chip raus und baue das Ganze auf Lochraster oder Leiterplatte auf. Es gibt so viele Libs und Codeschnipsel im Netz, das man vieles nur leicht modifizieren braucht.
    Ich habe mir aus einem alten Kühlschrank einen Honigauftauschrank (ich imkere auch noch) selbst gebaut. Um Honig schonend wieder zu verflüssigen, darf dieser nicht über 40°C erwärmt werden. Da ich zu doof war, einen PID-Regler zum Laufen zu bringen, habe ich aus anfänglich einem 2-Punkt Regler einen 3-Punkt Regler gemacht und steuere mit dem Controller ein SSR an, der dann die 220V schaltet. Bis 35°C wird volle Pulle geheizt, von 35-40° dann mit 50% Leistung.
    Das Ganze dann mit einem 4 stelligen LED 7 Segmentdisplay und Endabschaltung nach 3 Tagen, falls man vergessen sollte, den Schrank auszuschalten.
    Wenn man sich 1x ein bisschen da eingearbeitet hat, ist ein µC quasi die Universallösung für fast jedes Problem. Ich bin nun nicht der Typ, der wegen einem Blinker einen µC verwendet, aber mitunter ist ein µC von der Anzahl der Bauelemente sogar effizienter.
    Einfaches Beispiel: ich wollte für einen PIR Sensor ein retriggerbares Monoflop für die LED Beleuchtung der Küche haben, die mit 24V betrieben wird. Eigentlich wäre dafür ein NE555 prädistinert. Der braucht an Perepherie aber 3 Transistoren und einen Spannungsstabi. Mit einem µC brauche ich nur einen Transistor und einen Spannungsstabi. Die Controller sind sogar so leistungsfähig, das ich sollchen Quatsch, wie ein optional per I2C anschließbares Display zum Ändern des Zeitintervalles für Abgleicharbeiten vorsehen kann :D