Erhitzen von Flächen (Ultraschall/Peltier?)

Hallo zusammen,

ich habe vor ein Projekt mit Arduino zu erstellen und hoffe auf eure Tipps und Erfahrungen. Was ich erreichen will ist, das durch eine Berührung mit der Hand an einem bestimmten Ort, dieser Ort erhitzt wird. Meine Überlegungen gehen bisher so weit: Ich möchte mit Hilfe eines Ultraschallsensor und einem kleinen Bauteil das sich leicht erhitzen kann (Peltier? Glühbirnen?) den Aufbau bewältigen. Das Bauteil soll sich quasi erhitzen, wenn der Ultraschallsensor eine Entfernung von 2cm oder ähnlichem wahrgenommen hat. Zum Schluss möchte ich das Ganz unter einer dünnen Metallplatte aufbauen, ein Loch darin für den Ultraschallsensor und das erhitzende Bauteil in der nähe darunter damit sich die Metallplatte darüber erhitzt.

Mit dem Ultraschallsensor habe ich schon experimentier und es geschafft eine Glühbirne ab einem gewissen Abstand zu erleuchten. Nun kommen schon meine Fragen. Zuerst, was würdet ihr für ein Bauteil benutzen, das sich erhitzt? Mehrere kleine LEDs? Peltierelement? Etwas ganz anderes womit es leichter geht? Ich habe schon versucht einen Aufbau zum Testen des Peltierelements zu erstellen, aber bin nicht sehr weit gekommen. Was benötige ich dafür? Eine externe Batterie? Wo bekomme ich da eine funktionstüchtige her? Und was würde ich noch benötigen? Gibt es hierfür ein gutes Tutorial?

Ich wäre sehr dankbar über eure Hilfe!

Viele Grüße

Semi: Zuerst, was würdet ihr für ein Bauteil benutzen, das sich erhitzt? Mehrere kleine LEDs? Peltierelement? Etwas ganz anderes womit es leichter geht?

Um Flächen zu erwärmen wäre das richtige Bauteil eine mit Kleinspannung betriebene selbstklebende Heizfolie.

Suche bei Conrad mal nach "Heizfolie selbstklebend".

Was für eine Metallplatte? Von welcher Heizleistung wird geredet?

Peltiergerät ist für sowas angeeignet, da du die "negative" Temperatur nicht nutzt.

Für eine einfache Temperaturerwärmung würde ich mir was eigenes bauen. Anbieten würde sich hier Widerstandsdraht anbieten. Zum Beispiel Kanthal und NiChrom. Dieses um etwas Glasfaserwickeln und ggf. noch eine Glasfaserfläche zwischen Metallplatte und dieser Wicklung anbringen. Heizleistung muss du durch ausprobieren austesten. Das ganze kannst du dann mit einem Logiklevelmosfet ansteuern. Direkter Anschluss geht mit dem Arduino nicht.Ich würde es mit einem Durchmesser von 0,2mm zu Beginn versuchen. Das verdrillen mehrerer Drähte ist flexibler als einen dicken Draht zu nehmen.

Edit: Heizfolie ist noch einfacher ;)

Peltierelement funktioniert, ist aber teuer.

Am einfachsten ist ein kleine Glühbirne hinter der Metallfläche angebracht. Solche aus dem Autobedarf für 12V sind billig. Nachteil ist, daß Glühlampen im kalten Zustand einen kleinen Widestand haben und darum viel Strom ziehen.

Etwas teurer sind Leistungswiderstände im Metalgehäuse.

Zu sehen ist wie schnell sich die Fläche erhitzen soll.

Grüße Uwe

Metallblock 8-10mm Dicke und ne Dieselglühkerze rein. Einen 5x5cm Block mit 8-10mm Dicke hast du in ca. 2min auf 200°C aufgeheizt. Einschaltstrom der Dieseglühkerze (12V Modell) wird so bei 15-20A rum liegen. Ich habe einen 150A FET genommen, der kostet ca. 2€ und schafft das ungekühlt. Eine 25A KFZ-Sicherung überlebt der FET, danach ist er Handwarm 8)
Habe den Worst Case mal simuliert mit einer Autobatterie und 10mm² Zuleitung. Da wollte ich halt testen, ob die Sicherung den FET, oder der FET die Sicherung schützt ;D
PWM für weniger Temperatur geht natürlich auch. Nimm doch einen Fotowiderstand, oder einen Fototransistor und wenn der mit dem Finger abgedeckt wird, wird geheizt. Näherungsschalter mit Metallblock dahinter ist subotimal. Ansonsten den Hautwiderstand zur Überbrückung eines Spaltes zwischen zwei Metallflächen funktioniert auch - wenn keine schmutzige Umgebung oder Handschuhe bei der Arbeit ins Spiel kommen.

Gruß Gerald

Geht auch, ist aber thermisch etwas träger, als die Dieselglühkerze, da bei den Keramikwiderständen das Prinzip Nachtspeicherofen wirkt. Der Widerstnad ist aus Keramik und leitet die Wärme schlecht. Im Inneren wird der heiß, die Wärme kommt nur langsam raus und er kühlt länger aus. Wenn das nicht stört, guck dir mal die stehenden Modelle mit Bedrahtung an einer Seite an: http://www.reichelt.de/9-Watt-vertikal/9W-VERT-3-3/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=3721&GROUPID=3119&artnr=9W+VERT.+3%2C3 Die haben 4 Löcher an jeder Ecke längs. Durch ein Loch geht der 2. Anschlussdraht zurück. Ich hatte damals mit VA-Draht (gibts billig im Imkerbedarf) durch diese Löcher 3 Widerstände zu einer Platte zusammengerödelt. Ansonsten gibt es auch Widerstände im TO220 Gehäuse oder die Modelle ab 25W in einem AL-Strangprofil mit kleinen Füßchen zum Anschrauben. Sag uns doch einfach, was du machen willst, dann können wir die Glaskugel bei Seite legen ;)

Letztlich möchte ich nur einen Aha-Effekt erzielen. Also im Sinne von ich fasse auf die Fläche und es wird heiß. Es soll dann auch noch ein Video auf die Hand projiziert werden, aber das stelle ich gerade noch hinten an. Erstmal möchte ich ganz nah an den Sensor und die Fläche erhitzt sich dann. Ich muss dazu sagen, ich bin ein blutiger Anfänger und wie sich so das Gespräch hier entwickelt hat habe ich nur noch Bahnhof verstanden. Also vielleicht wäre es für mich von Vorteil wenn ihr eine relativ simple Erklärung für mich habt :)

Letztlich möchte ich nur einen Aha-Effekt erzielen

Also besser keine 200 °C ;) Die Aufgabenstellung ist also eher, dass es möglichst schnell aufheizt, aber nicht gefährlich heiss wird. Je nachdem wie wichtig das "möglichst schnell" ist, wird man wohl die Temperatur messen und und die Heizleistung runterregeln müssen.

Sonst ist der erste Tip "Heizfolie" wohl das einfachste. Selbstgebaut aus Widerstandsdraht hat den Vorteil, dass man mehr rumexperimentieren kann, bis man die passenden Werte gefunden hat.

Für "einfach nur so" kann man Heizfolie auch ohne Messung kurz und volle Pulle zeitgesteuert verwenden. Da ist es dann relativ egal, ob nun auf 40° oder 45°C aufgeheizt wird.

Stimmt, nach passenden Tests kann man auch ohne Temperaturmessung und Regelung arbeiten: entweder die max Temp. wird eh nicht zu groß, oder eine zeitlang aufheizen und dann per PWM in etwa die Temperatur halten. (oder "das Opfer" wird die Hand wohl schon rechtzeitig wegnehmen)

Um das ganze noch zu konkretisieren, ich will am Ende drei unterschiedliche Hitzepunkte setzen die jeweils von einem anderen Ultraschallsensor angesteuert bzw. ausgelöst werden. Ich hatte die Überlegung an LEDs die Köpfe abzufeilen um vllt mehr Wärmenetwicklung zu haben. Könntet ihr mir Links von Heizfolie mit der das funktionieren könnte empfehlen? Sie sollte natürlich nicht zu groß sein, etwa eine Handfläche. Was würde ich für so einen Aufbau ansonsten noch benötigen? Eine Batterie? Und es sollte am besten innerhalb von höchstens 10 Sekunden auf eine spürbare Hitze hochgehen und darf auch recht heiß werden aber natürlich nicht das sich die Person sofort Verbrennungen zufügt.

http://www.reichelt.de/Heizfolien/2/index.html?&ACTION=2&LA=514&GROUPID=5159 Such dir was aus :) Wenn es Batteriebetrieben sein muß, dann entweder ein Mopedakku oder ein Werkzeugakku (Akkuschrauber) oder halt ein Nickelmetallhydrid oder LiPo.

Mike60: für max. 10 Sekunden "Aufheizung" benötigst Du mehr Leistung

.. was aber nach 30..40 sec. sehr heiss sein wird. ( sag ich doch ;) )

Wieviel Leistung du brauchst, hängt stark von der Masse deiner Metallplatte ab.

Übrigens: Warum LED? Die sind erfunden worden, um weniger Wärme zu erzeugen. Mehr Wärme erzeugt eine Glühlampe, noch etwas mehr ein Stück Draht.

Wie man das Verhältnis Strahlung / Temperatur optimieren kann, wäre wohl auch interessant, denn dir kommt es ja wohl darauf an, die Wärme aus ein paar Zentimetern Entfernung zu spüren. Wer weiss was ?