Tchibo Schuheizung

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Kürzlich habe ich die Akkubox meiner Tchibo Sohlenheizung geöffnet, weil mich das Nachleuchten der LED gestört hat, wenn Spritzwasser oder auch nur Kondenswasser eingetreten ist.
Für alle dies interessiert habe ich ein Bilde und die Schaltung der Heizsteuerung angehängt.
Das rechteckige Teil soll der Wahlschalter für die Heizleistung sein.
In Stellung 1-3 werden die Widerstände 1:1 durchgeschaltet. Bei Stellung 4 wird der 150R und 910R parallel auf den Ausgang geschaltet.
Interessant ist, dass das Heizelement durch einen kleinen SMD-Leistungstransistor realisiert wird, der auf eine dünne doppelseitige Platine gelötet ist(Q2 im Schaltplan).
Beim Durchmessen am externem Netzgerät habe ich diesen Transistor dann auch tatsächlich abgeschossen.:eek:
Hier die Daten die ich an 2,4V ermittelt habe:
Schalterstellung / Gesamtstrom(mA) 1/136; 2/215; 3/331; 4: hier habe ich Ub versehentlich auf über 10V gestellt, dadurch ist der Leistungstransistor natürlich gestorben. Dadurch gibt’s wenigstens Bilder vom Heizelement, dass ich sonst sicherlich nicht ausgebaut hätte.;)
Das Heizelement könnte ich natürlich reparieren, indem ich wieder einen passenden Transistor drauflöte. Die Vorwiderstände müsste ich ggf. ändern, falls ich keinen Transistor mit dem richtigen B finde. Alles kein Problem.
Da ich die Sohle aber eigentlich immer auf Stufe 2 betreibe (das reicht mir bis –12°C) habe ich mir gedacht, in die Kupferfläche eine durchgehende Ritze zu machen um so zwei isolierte Hälften zu erhalten, und darüber so 3 bis 5 SMD Widerstände löten. Diese müsste ich dann nur noch so dimensionieren, dass ich etwa die Leistung der Stufe zwei erreiche. Das hätte den Vorteil, dass die Wärme gleichmässiger auf der Kupferfläche verteilt würde, ausserdem könnte ich die Widerstände direkt über einen Schalter an den Akkus betreiben.
Was denkt ihr, ist es ein Unterschied ob ich an einen Punkt relativ viel Wärme erzeuge, oder ob ich dieselbe Leistung auf ein paar Punkte verteile?

Beste Grüsse
Heatric
 

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Entweder verstehe ich da was ganz falsch, oder es gibt hier Deinerseits ein größeres Verständnisproblem;)
Das "Heizelement" in Transistorform, meinst Du das, was auf der Sohle ist? Oder die Ansteuerung? In der Sohle ist ein Temperatursensor integriert, die Sole an sich ist aber eine Heizfolie:confused:

Der Nikolauzi
 
nikolauzi schrieb:
Entweder verstehe ich da was ganz falsch, oder es gibt hier Deinerseits ein größeres Verständnisproblem;)
Das "Heizelement" in Transistorform, meinst Du das, was auf der Sohle ist? Oder die Ansteuerung? In der Sohle ist ein Temperatursensor integriert, die Sole an sich ist aber eine Heizfolie:confused:

Der Nikolauzi

Der Transistor Q2 im Schaltplan ist das eigentliche Heizelement und der sitzt in der Sohle auf der Cu Folie.
Bei der Folie selber handelt es sich um keine Heizfolie, sonst wäre das ja auch nicht so flächig ausgeführt, sondern wäre in Form einer langer Leiterbahn realisiert. Wenn man die Schaltung betrachtet kann Q2 ja auch kein Sensor, in welcher Form auch immer, sein.

Grüsse
heatric
 
Hallo Heatric,

ENDLICH mal jemand, der den Schaltplan entziffert hat, ich habe nämlich auch schon alles auseinandergerupft und versucht einen Schaltplan daraus zu zeichnen.

Danke.

Ich war damals sehr überrascht, dass da kein Heizelement werkelt sondern ein Halbleiter. Warum diese Lösung, verstehe ich bis heute nicht so ganz.

Obs ein Transistor oder ein Spannungsregler ist, konnte ich damals nicht ermitteln, habs nicht so mit SMD.

Beim Herumlöten an der Kupferfläche ist diese ganz schnell sauheiss geworden, ein prima Wärmeleiter also. Als ich mir so richtig die Finger verbrannt hatte, bin ich überhaupt erst darauf gekommen, wie die Sache funktioniert.

Jedenfalls denke ich, dass es gleichgültig ist, WO man die Hitze aufbringt, der Wärmeabtransport funktioniert offensichtlich sehr gut.

Kannst Du den Type der eingesetzten Transistoren nennen? (original und Ersatztype?)

Viele Grüsse

Onzilla
 
Verstehe nix von Elektronik. Habe auch die TCM-Sohlen und dank eines Tipps aus'm Tour-Forum seit gestern eine super stromsparende und sauwarme Lösung:

Etwas stärkere Alufolie auf die Sohle kleben (man tritt dann auf diese Folie drauf im Schuh). Dadurch wird die Wärmeabgabe unter den Zehen weiter unter den Fuß verteilt und das Heizgefühl ist deutlich verbessert. Stufe 1 reicht mir jetzt aus, wo ich bislang immer Stufe 2 benutzt habe.

Da ich seit kurzem weiß, dass meine TCM-Sohlen aus 1.750 mAh Kapazität schöpfen können und hier steht, dass Stufe 1 etwa 135 mA benötigt -> theoretisch 13 Stunden Heizleistung. Da ziehe ich mal locker 25% ab (Kälte und sonstige Toleranzen) und es bleiben immer noch ganz sichere 9 Stunden.

Das langt für richtig fette Nachtfahrten ohne Angst vor Frostbeulen. Geile Sache! :daumen:

Stufe 1 war mir gestern bei Temperaturen knapp unter Null Grad zu Beginn fast zu warm. Erst zum Ende der Tour hatte ich das Gefühl, etwa gleiche Verhältnisse wie sonst bei Stufe 2 zu haben.
 
pinguin schrieb:
...
Etwas stärkere Alufolie auf die Sohle kleben (man tritt dann auf diese Folie drauf im Schuh). Dadurch wird die Wärmeabgabe unter den Zehen weiter unter den Fuß verteilt und das Heizgefühl ist deutlich verbessert.
...

@pingu
Die Folie nur auf die Oberseite oder auch drunter... Also praktisch einwickeln?
 
könnte man durch die verwendung von nem potti anstelle der 3 widerstände und des drehreglers ne stufenlose verstellung ermöglichen?
 
pinguin schrieb:
Das langt für richtig fette Nachtfahrten ohne Angst vor Frostbeulen. Geile Sache! :daumen:
wie lange wollt ihr in der nacht fahren ? tun es dafür nicht normale stiefel (meinetwegen die bundeswehrstiefel) ? oder braucht man das eher wenn der kreislauf nimmer so richtig mitmacht und die füße abschaltet ? irgendwie hab ich nie so die motivation, länger als 3h in der nacht zu fahren. :-)
 
Hugo schrieb:
könnte man durch die verwendung von nem potti anstelle der 3 widerstände und des drehreglers ne stufenlose verstellung ermöglichen?

Ja, das würde schon funktionieren, man muss nur darauf achten, dass bei R_Poti=0 (max. Leistung) der Basistrom noch begrenzt wird.
Also Poti (1k wäre wohl angebracht) plus zusätlichem Vorwiderstand von 120R verwenden.

@ Onzilla: Den Originaltransistor kenne ich auch nicht. Im Prinzip funktioniert jeder npn Typ im SOT89 Gehäuse. Der Originaltyp hatte, so weit ich mich erinnern kann eine Stromverstärkung von knapp über 100.
Falls der Ersatztyp von diesem Wert abweicht müsste man evtl. die Vorwiderstände anpassen um auf etwa den gleichen Kollektorstrom zu kommen.

Grüsse
heatric
 
liquidnight schrieb:
wie lange wollt ihr in der nacht fahren ? tun es dafür nicht normale stiefel (meinetwegen die bundeswehrstiefel) ? oder braucht man das eher wenn der kreislauf nimmer so richtig mitmacht und die füße abschaltet ? irgendwie hab ich nie so die motivation, länger als 3h in der nacht zu fahren. :-)

Bin im März 2004 220 km nachts nach München gefahren. Da hatte es zwischen -5°C und 0° C. Damals noch ohne TCM-Sohlen und es war etwas frisch um die Zehen, trotz Überschuhen.

Ich fahre generell das komplette Jahr durch und schere mich nicht um das Wetter. Nightrides mache ich je nach Lust und Laune, Langstrecken in der Nacht sind ein Genuß.

Fahrradfahren ohne Klicksystem ist für mich nix, deswegen keine Stiefel. Wobei der Lösungsansatz natürlich gut ist.
 
pinguin schrieb:
Ich fahre generell das komplette Jahr durch und schere mich nicht um das Wetter. Nightrides mache ich je nach Lust und Laune, Langstrecken in der Nacht sind ein Genuß.

:daumen:

es gibt kein schlechtes wetter, dafür gibts kleidung, für dunkel gibts lupine und für kalte füße sind ide tchibo dinger echt gut. werde den tipp mit der alufolie auch mal probieren
 
Hallo Heatric,

ENDLICH mal jemand, der den Schaltplan entziffert hat, ich habe nämlich auch schon alles auseinandergerupft und versucht einen Schaltplan daraus zu zeichnen.

Danke.

Dem möchte ich mich anschliessen. :daumen:
Ich hatte schon länger mit dem Gedanken gespielt, die Dinger mal auf Li-Ion umzurüsten. Sollte unter Anpassung der Basis-Vorwiderstände eigentlich kein Problem sein, oder? Kann dann alles außer Schalter + Widerstände (+ D1?) wegfallen, falls ich keine LED-Anzeige benötige?

Wobei ich auch überlege den Transistor auszutauschen, z.B. mit der von Heatric überlegten Widerstandslösung. War nämlich heute 2 Stunden bei -7° unterwegs, trotz Stufe 4 hatte ich allerdings nicht annähernd warme Füsse, sondern eher Frostknollen mit leicht erwärmter Hornhaut. :frostig:
Viel mehr Leistung kann man dem kleinen Transistor ja wahrscheinlich nicht zumuten... :(

MfG Manne
 
Stimmt, merkwürdig auch wenn ich hier lese, daß manche sich bereits bei 5°+ die Heizer anstöpseln, da reichen mir Neoprenüberschuhe noch vollkommen aus. Sobald es aber unter 0°C geht, kippt das irgendwie extrem. Typische Fehler wie zu dicke Socken in engen Schuhen kann ich eigentlich ausschliessen. Hilft meist nur ein Stück zu laufen, dann ist erstmal wieder eine Weile erträglich.
:ka:


Hab hier noch ein paar Messwerte am vollgeladenen Original-Akku, falls es jemanden nützlich ist:

1 - 0,17A
2 - 0,28A
3 - 0,46A
4 - 1,01A

Nach ca. einer Stunde auf 4 noch 0,16 (1) bis 0,83A (4). Ein vergleichbare Absenkung kann man übrigens auch in ein paar Sekunden erreichen, indem man mittels Druckluftpuster die "Platine" kühlt, was das ungünstige Temperaturverhalten des Transistors demonstriert. (Daher wohl auch in der Realität etwas niedrigere Ströme)

MfG Manne
 
Dann ist die höchste Stufe doch bei um die 2,8W. Das könnte bedeuten, dass ich mit meinen angepeilten 2,7W nicht hin komme bei richtig kaltem Wetter.

Gruß td
 
2,8W im SOT 89 Pack? Bei 1A werden sicherlich auch die Verkabelung als Last genutzt. ;)
Egal. Ich habe die Sohlen noch mal ausgegraben und festgestellt, dass der NPN Transistor das Kürzel GD trägt (was mir nicht wirklich weiterhilft, da darunter im Netz nur Dioden geführt werden) und dass bei mir der 510R Widerstand ein 560R Widerstand ist. Außerdem gibt es noch einen 1k Widerstand auf der Sohle von B nach E. Ich hatte auch immer min. Stufe 3 gebraucht...
 
2,8W im SOT 89 Pack? Bei 1A werden sicherlich auch die Verkabelung als Last genutzt. ;)

Na jetzt will ichs aber genau wissen, also mal vorsichtig 2 Drähte am Flachkabel entlang in die Sohle gesteckt:

Bei 1,00A kommen am Transistor 2,20V von 2,63 Akku-Volt an. Da ist aber noch mein Ampere-Meter mit recht langen, dünnen Leitungen mit drin. Über je eine Strecke des Sohlen-Kabels + Stecker-Übergang fallen genau 100mV ab (also insgesamt 200mV).

MfG Manne
 
Dem möchte ich mich anschliessen. :daumen:
Ich hatte schon länger mit dem Gedanken gespielt, die Dinger mal auf Li-Ion umzurüsten. Sollte unter Anpassung der Basis-Vorwiderstände eigentlich kein Problem sein, oder? Kann dann alles außer Schalter + Widerstände (+ D1?) wegfallen, falls ich keine LED-Anzeige benötige?

Wobei ich auch überlege den Transistor auszutauschen, z.B. mit der von Heatric überlegten Widerstandslösung. War nämlich heute 2 Stunden bei -7° unterwegs, trotz Stufe 4 hatte ich allerdings nicht annähernd warme Füsse, sondern eher Frostknollen mit leicht erwärmter Hornhaut. :frostig:
Viel mehr Leistung kann man dem kleinen Transistor ja wahrscheinlich nicht zumuten... :(

MfG Manne

Hallo,

an diesen Thread hier hab ich mich gar nicht mehr erinnert, naja man wird halt alt. :(

Aber zur Heizung selber: Ich hab die Sache damals nicht weiter verfolgt.
Aber die Umrüstung auf Li-Ion müsste so funktionieren, wie von dir beschrieben. Die Basiswiderstände müssten halt entsprechend dimensioniert werden. Aus dem Bauch heraus würde ich dem Transistor dabei nicht mehr als 3W Dauerleistung zumuten.
Schalter und Widerstände würden hier wohl ausreichen. Über den Sinn der Diode D1 hab ich mir auch schon Gedanken gemacht. Ich glaube, dass diese als Tiefentladeschutz dient. Wenn die Akkusapannung (2x NiCd in Reihe) auf die Durchlasspannung von D1+BE-Diode von Q2 abgefallen ist, geht der Basisstrom und damit auch der Kollektorstrom auf nahezu 0 zurück.
Für Li-Ion Betrieb kann man auf diese Diode dann verzichten.


Grüße Reinhold
 
Hallo Reinhold,

danke für deine Antwort. Die ca. 3W max. (0,8A am 1s-Li-Ion) entsprechen auch meinem "Bauch-Gefühl" bzw. dem was ich wohl versuchen werde, zudem ähnlich der Idee von Pinguin eine mittels dicker Alufolie vergrößerte Heiz-(/Kühl-)fläche. Falls das für den Transistor doch zuviel (oder für meine Füsse noch zuwenig) wird, kommt evtl. ein SOT-223 oder gar TO-252 drauf, das sollte auf dem Layout nach etwas Lötstopplack-Kratzerei gut passen.

Der gut mit dem Original-Akku harmonierende Tiefentladeschutz ist mir auch aufgefallen, so kann man auf Stufe 4 entladen lassen und dann ruhig auch mal ein paar Stunden vergessen, die sind dann noch schön gleich auf ca. 2,0V. Mal schauen ob ich das durch 2-3 weitere Dioden oder andere Tricks irgendwie für Li-Ion übernehmen kann.

MfG Manne

p.s. Hätte mir das Draht-Gestocher auch sparen können, die Neugier war dann doch zu groß die Platine mal zu begutachten:
 

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Servus,
ich hab mir das nochmal mit einer regelbaren Schaltung mittels Poti überlegt, nur leider habe ich nur Halbwissen in Sachen Elektronik.:ka: Ich hoffe ihr wisst da mehr und könnt mir helfen.
Angehängt habe ich meinen umgestellten Schaltplan eines Transistor-Stromspiegels mit den bekannten Bauelementen R1=47Ω, R2=120Ω, R3=10kΩ, Rp=1kΩ.
Wie sieht das für D1, D2, Q1 und Q2 aus. Welche genauen Bauteile sollte ich da verwenden.
Ich freue mich über jeden Ansatz!

Besten Gruß
 

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