Wärmeabgabeelement

Ein Widerstand erwärmt sich, wenn Strom angelegt wird.
Ein physisch kleiner Widerstand kann mit einem Finger in weniger als einer Sekunde erhitzt werden.

Sie könnten das Gefühl von Kühlung bekommen, wenn Sie eine Kältequelle haben, die thermisch an der Rückseite des Widerstands angebracht ist.
Schalte die Heizung aus und dir wird kalt.
Kalt ausbalancieren und Sie werden "neutral".
Überschreiten Sie den kalten Eingang, um heiß zu werden.

Heizen Sie nur mit einem kleinen (physikalisch und leistungsmäßig) Widerstand, den Sie zum Heizen unter einem Watt verwenden können. Sie könnten zwei räumlich getrennte Widerstände verwenden, um Ja/Nein-Anzeigen zu geben.

Ein Peltier TEC ("Thermoelektrischer Kühler") heizt oder kühlt. Ein kleiner braucht meist noch im Bereich „mehrere Watt“ zum Kühlen.

Ein Vibrationsmotor, wie er in Mobiltelefonen und Pagern verwendet wird, um taktiles/haptisches Feedback oder Alarme zu geben, ist möglicherweise einfacher zu verwenden. Vibrationspegel und Vibrationsisolierung müssen experimentiert werden, um ein nicht hörbares Ergebnis zu erhalten.

Wie groß ein Widerstand?

Ein Ansatz zur Dimensionierung des Widerstands besteht darin, ihn zu lutschen und zu sehen - aber Sie können sich die Lippen verbrennen :-)

Kleinere Widerstände haben tendenziell niedrigere Nennleistungen.
Sie werden heißer bei niedrigeren Leistungseingängen, ABER da die Gesamtwärmeenergie niedriger ist, können sie weniger leicht und schnell erfasst werden.

Ich würde schätzen, dass 1/8 Watt ausreichend wäre und es kann sein, dass deutlich weniger akzeptabel ist.

Hier ist eine Digikey-Seite für einen 1/8-Watt-10k-Widerstand von Panasonic - an sich ist er nicht sehr nützlich, aber nachdem Sie das folgende Material gesehen haben, können Sie dies als Startseite für die Suche nach verwandten Widerständen verwenden.

Auf dieser Seite finden Sie die Spezifikationsseite für die Widerstände der Panasonic ERJ6ENF-Familie und unten rechts auf dieser Seite befindet sich eine Fundgrube an Links - viele nützliche.

Eines ist dieses Datenblatt für eine Familie von SMD-Widerständen] ( http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/AOA0000/AOA0000CE2.pdf )

Nachfolgend ist ein Auszug von Seite 6 des obigen Datenblattes dargestellt.

Größere Version der Tabelle unten ist hier
Wie zu sehen ist, sind die Nennleistungen nach Größe in der rot umrandeten Tabelle links aufgeführt.
In diesem Bereich sind Leistungen von 0,03 Watt bis 1 Watt verfügbar.

Wenn Sie einen 0,05-Watt-Widerstand (50 Milliwatt) ausprobieren möchten, ist sein Typencode 1GN und es ist ein "0201"-Widerstand. Das ist klein! In der Maßtabelle rechts können Sie sehen, dass ein 0201-Widerstand etwa 0,6 mm x 0,3 mm (!!!) misst.

Ein 1/8-Watt oder fast so ist in 0402 0603 & 0805 erhältlich. Die Tabelle sagt Ihnen, dass ein 0805 etwa 2 mm x 1,25 mm = ~ 0,080 "x 0,050" groß ist - Sie können eines davon zwischen Stripboard-Schienen löten oder es gut sehen genug, um Drähte daran zu löten (mit Vorsicht).

Die folgende Tabelle ab Seite 7 des Datenblatts informiert Sie über Temperatur und Nennleistung. Während die genauen Temperaturen ungenau und von den Umständen abhängig sind, sagt die Tabelle, dass zB ein 6E-Widerstand bei 70 ° C die volle Verlustleistung vertragen kann und bei 150 ° C keine. Das bedeutet, dass es bei 155 ° C in einer Umgebung von 70 ° C bei voller Leistung sein wird - oder Trise = 155 ° C-70 ° C = 85 ° C Anstieg. dh der 1/8-Watt-Widerstand hat bei 1/8-Watt einen Anstieg der Körpertemperatur von etwa 85 ° C über der Umgebungstemperatur. Ganz grob erhalten Sie einen Anstieg von etwa 0,85 ° C über der Umgebungstemperatur pro Prozent der Nennleistung. Das ist wahrscheinlich horizontal in freier Luft montiert auf einer FR4-Platine mit xxx-Leitern und YYY-Kupfer und .... . dh dies ist ungefähr.
Die maximale Wassertemperatur, die eine durchschnittliche Person aushalten kann, während Sie ihre Hände darin halten können, beträgt 65 ° C. Bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25 ° C (sehr warmer Raum) erreichen Sie 65 ° C bei 40/0,85 = 47 % der Nennleistung oder 1/8 W x ~ = 50 % = 1/16 W oder etwa 60 mW.
Das Beste, was Sie sagen können, ist, dass der tatsächliche Wert anders sein wird, aber dass dies eine Richtlinie darstellt.

Leistung in einem Widerstand = V ^ 2 / R, sodass für ein bestimmtes R die erforderliche Leistung und damit die erforderliche Spannung berechnet werden kann, um ein bestimmtes Alter der Nennleistung zu erhalten. Wenn Sie eine 3V3-Versorgung haben und 3V3 angelegt haben möchten, um Ihnen 100% Leistung in einem 1/8-Watt-Widerstand zu geben, ist R = V ^ 2 / Leistung = 3,3 V ^ 2 / 0,125 = 87 Ohm.
Verwenden Sie zB 82 Ohm.

Wenn Sie 1/8 W-Widerstände durch das Loch bekommen können, ist es möglicherweise einfacher, mit ihnen zu arbeiten.

Nichromdraht (Toasterelement oder Elektrolieferant) ist eine Option.

Das grundlegende Problem, das Sie haben, besteht darin, dass Sie eine ähnliche Menge an Leistung benötigen, um ein nachweisbares Maß an Wärme zu erzeugen, die Wärmeleitung langsam wirkt und eine Kühlreaktion noch mehr Leistung erfordert.

Es gibt jedoch eine Lösung, mit der Sie die Reaktion "verbessern" und so automatisch die Reaktionszeit und den Stromverbrauch reduzieren können.

Sie müssen eine bekannte physiologische/sensorische Reaktion hervorrufen. Wenn die Fingerspitzen abwechselnd heiße und kalte Streifen spüren, die eng beieinander liegen, verwirrt dies das sensorische System und wird als viel heißer wahrgenommen, als es tatsächlich ist. Mit nur wenigen Grad Unterschied können Sie die Leute davon überzeugen, dass sie verbrannt werden, Sie brauchen eine abgeschwächte Version davon.

Anfangs dachte ich, es wäre großartig, einen Peltier-Kühler zu haben und eine Reihe heißer und kalter Metallstreifen (mit Isolatoren dazwischen) zu haben, mit denen der Kühler Wärme von einem Streifensatz zum anderen pumpen würde. Aber ich vermute, wenn Sie abwechselnd Heiz- und Umgebungsstreifen haben (mit einem großen Kühlkörper) und wenn Sie klein genug sind, wird der Effekt sehr ausgeprägt. Damit kommen alle oben genannten Vorteile zum Vorschein.

Ich spekuliere jetzt, aber vielleicht würde ein Feld von 0402-Widerständen mit Bereichen der Masseebene dahinter, so dass die Fingerspitze die Widerstände berührt, und gleichzeitig der Hintergrund diese Reaktion hervorrufen. Aber Sie müssen experimentieren. Als ich dies erlebte, war es eine Sandwich-ähnliche Struktur mit kleinen Streifen.