Schuhheizung

Weils gerade wieder kalt ist, und deshalb die Schuhheizung wieder im einsatz ist, dachte ich, ich zeige euch einmal was ich da so gebastelt habe. (2018)

Zunächst habe ich versucht, Heizsohlen aus selbstklebendem Kupferband selbst herzustellen:
Schuhheizung
Das hat auch funktioniert, leider haben die sich nicht als haltbar genug erwiesen und sind nach kurzer Zeit ausgefallen.
Nach den ersten beiden Reparaturen habe ich dann doch entnervt Heizsohlen aus dem Handel erworben, mit USB-Anschluss und Y-kabel für beide Schuhe. Die Hersteller haben offenbar den Dreh raus, diese haben sich als robust herausgestellt.

Einfach nur eine USB-Powerbank mit 2A Anschluss anstecken war mir dann zu langweilig, ich wollte möglichst eine längere Zeit mit der gerade eben so benötigten Wärme auskommen, dazu musste aber alles regelbar sein. Als Feature wollte ich noch den Strom und die Batteriespannung messen, und daraus den elektrischen Widerstand der Heizungen ermitteln, um Rückschlüsse auf die Temperatur und damit den wärmebedarf im Schuh zu treffen.
Dazu wurde eine Elektronik und ein kleines Gehäuse entworfen und gebaut, wo als Gehirn ein Atmega328 Mikrocontroller seine Arbeit verrichtet.

Schuhheizung
Oben rechts sieht man ein Batteriestand-Schätzmeter mit 4 Leds, unten das große Teil ist eine selbstrückstellende Polymer-sicherung gegen kurzschlüsse in der angeschlossenen Verkabelung. Daneben der Shuntwiderstand für die Strommessung.
Es hat sich jedoch gezeigt, das die Widerstandsänderung in den gekauften Heizelementen nur sehr gering ausfällt, vor allem aber habe ich diese funktion dann aus einem anderen Grund nicht weiter verfolgt: Das physiologische Temperturempfinden weicht total von der tatsächlichen Temperaut ab. Ist man gerade 3 etagen Treppen gestiegen ist der Heizbedarf null, steht man eine Weile still mag man es gerne gut warm. Es hat sich also in der Anwendung ergeben, das eine manuelle Einstellung deutlich vorteilhafter ist. Dazu dient das Poti oben links, welches noch ein Stellrädchen bekommt, welches an der Gehäuseöffnung oben herausschaut.

Zur Regelung mache ich ein 20-stufig einstellbares extrem langsames PWM, mit etwa 3 sekunden Taktzeit, das Tastverhältnis wird anhand der vom Poti eingelesenen Spannung am ADC vom Mikrocontroller ausgewählt.

Nun braucht das ganze Ding ja auch eine Energieversorgung, und zu dieser Zeit gab es bei ebay gerade einen Schwung 7,4V 2S Li-Ion Akkupacks, vom Hersteller vorgesehen für die Versorgung von LED-Fahrradscheinwerfern. Angeblich wasserdicht. Ich habe einen Akkupack für weniger als 20 Euro erworben und kam damals gerade so übern Arbeitstag. (Im letzten Bild ist der schwarze Klotz zu sehen).

Der Akku wollte natürlich auch wieder aufgeladen werden, dazu also wieder ein kleines Gehäuse. Als Ladeschaltung habe ich ein CC/CV Stepdown-Schaltreglermodul mit den nötigen elektrischen Anschlussen in ein Gehäuse gepackt, das Gehäuse wurde wieder im CAD entworfen und mit dem 3D-Drucker hergestellt.
Schuhheizung
Die grauen Teile auf dem kleinen Fabrikator II Mini.
Schuhheizung
Ein extra Ausschnitt im luftigen Gehäuse erlaubt den Blick auf die Status-Leds.
Der Schaltregler lädt den Akkupack mit 4A Ladestrom @8,4V und erlaubt es mit einem Y-Kabel am Ausgang, stationär sowohl den Akku zu laden als auch die Füße warm zu machen 🙂 (hab ich aber nie so verwendet)
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Der billige Akkupack hatte immerhin eine Schutzschaltung eingebaut, jetzt nach zwei Jahren und nicht allzuviel nutzung ist leider kaum mehr als eine halbe Amperestunde Restkapazität übrig. Wieviele Zellen da drinn sind weiß ich nicht, er lässt sich scheinbar nicht zerstörungsfrei öffnen. Das Gehäuse sieht aber so aus, als würde 2S3P als 18650er Zellen hineinpassen

Zur Stromversorgung zum Aufladen wurde ein altes Laptop-Netzteil ausgewählt.
Hier noch mal alles komplett..
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