Сегодня мы будем делать куртку с электроподогревом, эдакую куртку самогрейку. Автором данной самоделки является Alex Gyver (YouTube канал «AlexGyver»).
Вы, наверное, понимаете, что обычная куртка в принципе не имеет такой функции как нагрев человека. Куртка всего лишь затрудняет выход тепла тела за свои пределы, а также защищает от холодного ветра. Нагревается сам человек, человек внутри, а снаружи куртка, и с этим ему можно помочь, например, добавив под куртку электрический нагреватель.
Специально для этого проекта автором была приобретена лёгкая куртка-ветровка для беговых лыж, которая по идее должна защищать от ветра, но не особо блокировать идущее изнутри тепло. Таким образом из ветровки мы сделаем куртку, которая не будет выглядеть как пуховик, но согревать будет ничуть не хуже.
Нагревательным элементом в нашей куртке будет углеродный шнур для тёплых полов. Купить его можно на сайте магазина Алиэкспресс (как сделал автор), а также можно купить в наших строительных магазинах.
Данный шнур имеет удельное сопротивление 33 Ом/м. Идея такая: возьмём куртку и закрепим с внутренней стороны несколько линий углеродного шнура. Какой длины будут линии и как их подключать мы сейчас посчитаем. Начнём с необходимой тепловой мощности, которую должна обеспечить куртка самогрейка. Автор нашёл в Гугле вот такую табличку:
Из нее делаем условие: мы хотим, чтобы в нашей куртке было точно так же тепло в состоянии покоя, как во время работы средней тяжести. То есть нагреватель в куртке должен обеспечить максимальную разницу в 100 Вт. Это как если носить в кармане запрещённую 100-ваттную лампочку Ильича.
Возьмём школьную формулу для мощности электрического нагревателя и посмотрим, какое должно быть сопротивление у системы линий углеродного шнура. В качестве напряжения возьмём 12В, а мощность мы уже знаем, итого 1.5 Ом.
Осталось придумать, как подключить углеродный шнур так, чтобы его сопротивление было 1.5 Ома. Спустя пару вариантов автор пришёл вот к такому: 14 линий шнура длиной 60 см каждый, все подключены параллельно.
На куртке данная схема монтируется вот таким образом и имеет сопротивление 1,4 Ом.
Провода, соединяющие шнур, должны быть толстыми, медными, с сечением 1.5 квадрата вполне хватит. Помимо нагревательного шнура нам понадобятся высокотоковые литий-ионные аккумуляторы в количестве 3-ех штук.
При 100 ваттах с одного аккумулятора будет сниматься ток величиной в 8А, так что обычные ноутбучные аккумуляторы стандарта 18650 не подойдут, в отличие от вейперских. Аккумуляторы разместим в специальном батарейном отсеке.
Во избежание переразряда воспользуемся платой защиты. Можно без неё, но это весьма опасно, потому что аккумуляторы могут буквально загореться при разрядке под нагрузкой.
Для контроля уровня заряда возьмём индикатор, для включения – мощный выключатель.
Заряжать аккумуляторную батарею нужно специальным зарядником, подойдёт зарядник от шуруповёрта с литиевым аккумулятором, на нём должно быть указано напряжение 12.6 В.
Ну и для удобства возьмём гнездо 5.5х2.1мм для зарядки.
Что касается регулировки мощности (т.е. температуры), то можно взять любой ШИМ контролер для моторов, рассчитанный на ток выше 10А. Например, вот такой миниатюрный.
У автора его к сожалению, нет, но схему с ним он все же нарисовал.
В наших магазинах можно докупить корпус для укладки всей электроники. Например, вот в эту распределительную коробку замечательно войдут аккумуляторы и сбоку останется место под регулятор мощности.
Также в любом магазине штуковин для рукоделия покупаем паутинку, при помощи которой будем крепить шнур к куртке. Итак, давайте приступим непосредственно к сборке. Начнём с подключения платы защиты. Плату защиты крепим на батарейный отсек, на двухсторонний скотч. Обязательно паяем толстыми проводами. Лучше взять потолще, или скрутить 2 таких провода.
Всё остальное подключаем вот по этой нехитрой схеме:
Силовые провода с сечением 2.5 кв мм, куплены на строительном рынке.
Потрошим, скручиваем, лудим, и используя мощный паяльник паяем на выход с бмс.
Выключатель надо брать помощнее, ампер на 10 как минимум.
Проделав все необходимые окошки, расставляем компоненты на корпусе.
Готово. Только надо будет зарядиться. Подключать нагреватель будем клеммной колодкой, как видим она уже прикручена.
Пока аккумуляторы заряжаются, соберём наш нагреватель. По нашим расчётам нужно 14 кусков по 60 см, но можно взять 7 кусков по 120см и оставить припуски по 2 см для скрутки, итого получается 126 см.
Аккуратно зачищаем по краям. И ровно в центре.
Далее провод. Его зачищаем с краю и делаем несколько голых секций под скрутку с угольным шнуром. Расстояние между оголенными участками получилось примерно 7-8 см. Центральная скрутка делается так: туго обматываем угольный шнур вокруг медного провода, а затем скручиваем провод и затягиваем эту петлю несколько раз.
Угольные волокна очевидно не паяются, и такая скрутка, пожалуй, единственный и весьма надёжный вариант. И вот такой получается хребетик.
Точно так же соединяем правую и левую сторону. Края пойдут, например, на минус (-), а центр на плюс (+).
Ну и давайте сразу проверим. И в этом нам поможет мобильный тепловизор.
Как видим, шнур начал нагреваться и всё чётче проявляется на тепловой картине. Тут видим, как нагреваются клеммы в точке контакта с аккумулятором, но не критично, всего на 3 градуса выше.
А так соединения проводов не нагреваются, ничего не греется, всё супер. Красотища! Шнур на ощупь можно сказать в какой-то степени горячий, градусов 40-45 точно есть. Далее нам понадобится самый опасный инструмент – советский утюг.
Берём паутинку, белую ткань, и начинаем крепить шнур на куртку.
В идеале конечно можно было спрятать всё это дело за подкладку, но и так сойдёт. На клей момент крепим блок электроники. Вот так всё это выглядит, не очень аккуратно, но весьма надёжно.
Попробуем примерить.
Как видите, шнур лежит нормально, всё так, как и было задумано. Запускаем нашу адскую машину. Спустя примерно секунд 30 шнур полностью нагрелся и вышел на режим и стало равномерненько тепло по всей куртки изнутри, ну за исключением рукавов.
Что касается времени автономной работы системы, то здесь все не очень круто, потому что аккумулятор такого формата обычно имеет емкость около 3Ач и при разрядном токе в 8А его хватит где-то на 20 минут. Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео: