Transistor Tassenwärmer

OP #5983732
Moin,

bin am überlegen mir aus Spaß ein Tassenwärmer auf Basis von ein paar 
diskreten Bauteilen zu bauen.

Plan ist die Wärme in fünf To-3 2N3055 zu erzeugen, die Wärme auf eine 
ALU-Platte zu Leiten und das ganze über ein NTC linear zu regeln.

Anbei die Spice-Simulation.

Was haltet ihr so davon?!
Angehängte Dateien:
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite
Patrick S. schrieb:
> Plan ist die Wärme in fünf To-3 2N3055 zu erzeugen, die Wärme auf eine
> ALU-Platte zu Leiten und das ganze über ein NTC linear zu regeln.
Man könnte einen entsprechend leistungsfähigen PTC mit der passenden 
Abschalttemperatur nehmen, dann noch ein paar (Heiz-)Widerstände 
davorschalten und fertig.

> Plan ist die Wärme in (fünf) To-3 2N3055 zu erzeugen
Wieviele Liter sollen da warmgehalten werden? Und warum nimmst du nicht 
Transistoren im TO247 Gehäuse? Die lassen sich viel einfacher so 
montieren, dass die Oberseite der Heizplatte flach ist.

> Anbei die Spice-Simulation.
Ich habe bei den Dioden spontan "MURKS" gelesen. Ein zweiter Blick 
brachte dann Klarheit...  ;-)
Sehr aufwendig für einen Tassenwärmer, das Prinzip geht aber schon. Wir 
haben im Labor eine Warmhalteplatte aus einem NTC, ein paar 
Widerständen, einem OP-Amp und einem Transistor mit TO-verpacktem 
Widerstand gebaut. War sehr robust, stabil und praktisch. Das ganze ist 
aber halt ein P-Regler, so dass es sehr langsam auf die Endtemperatur 
kommt. Man könnte daher auch einfach einen simplen Widerstand nehmen, 
der bei Spannung X Leistung Y abgibt, so dass die Tasse schön warm 
bleibt. Faktisch Prinzip USB-Tassenwärmer. Durch den Wärmeverlust der 
Tasse pendelt sich das dann auch irgendwo ein.
Ich würde das mit Leistungswiderständen machen im Alugehäuse, den
Widerstand kannst Du auch mit Wechselstrom versorgen und bei einem
z.B. Leistungswiderstand an 230 VAC mit 1K2/50W würden dann pro
Widerstand 44 Watt auftreten an Heizleistung...

Den R kannst Du bequem unterhalb der Heizplatte mit 2 Schrauben und
Gewinde in der Heizplatte montieren und oben die Schrauben
plan schleifen, das Ganze dann noch mit einem handelsüblichen
Dimmer für Glühlampen steuern...

Oder auch mit anderen Werten, mehreren Widerständen an geringerer
AC oder DC Spannung betreiben und steuern oder auch regeln mit
Phasenanschnitt, Trafoanzapfungen oder auch PWM...

Überlegen kannst Dir alles mögliche, aber mit 2N3055 würde ich das
nicht machen, alleine schon wegen der Anschlüsse von B und E...
Gast
Lothar M. schrieb:
> warum nimmst du nicht Transistoren im TO247 Gehäuse?
> Die lassen sich viel einfacher so montieren,
> dass die Oberseite der Heizplatte flach ist.

Irgendwo hätte ich noch 25-30 Stück ähnlich BU2508 oder
so etwas (*), jedenfalls mit ähnlicher Kühlanbindung wie
TO-247. Müßte ich zwar länger suchen - aber vorhanden.
Ein Kumpel hatte mir die (waren mit leicht gebogenen
und gekürzten Beinchen versehen - und Lotreste daran)
als "nur wenige Tage (und je Tag auch nur minutenlang)
im Testbetrieb gewesen, als nicht völlig tauglich
verifiziert, wieder ausgelötet" kostenlos vermacht,
weil er sie selbst einfach nicht gebrauchen konnte.

(*) Ich weiß gerade den genauen Typ nicht - es handelt
sich aber um BU2508 vergleichbares.

Vielleicht weiß ein alter Hase mehr, wenn ich diesen
Hinweis dazu gebe: Einige wenige davon haben eine
etwas andere Bezeichnung - ich meine den Aufdruck -
obwohl es sich um exakt den gleichen Typ (denke auch
vom gleichen Hersteller) handelt. Den Grund konnte ich
iirc nie genau verifizieren ... ach Moment: Glaube,
in einem einzigen Datasheet mal den Zusammenhang
(beide Bezeichnungen zugleich) gesehen zu haben.

Bah, ich werde immer älter, dümmer und vergeßlicher.


Jedenfalls wäre ich jederzeit bereit, 20 Stück davon
gegen 10 Deiner 2N3055 einzutauschen - oder aber Dir
5 davon zu schenken (hatten irgendwas um 125 o. 150W,
also tätzen die schon als Ersatz für 2N3055, und sind
halt ganz einfach glatt mit der Rückseite auf Blech
zu platzieren - was (s. Lothars Post) ein Vorteil ist.


Sollte ich die mal suchen, hast Du daran Interesse?
(Egal, ob Tauschen oder Schenken - aber im Falle von
Tauschen hätte ich Motivation, mich zu beeilen... ,-)
(Firma: Funkenflug Industries)
Was willst Du mit den 2N3055 Dinosauriern? Ich hasse die Dinger, haben 
zwar gut Leistung und sind sehr universell verwendbar... aber TO-3 habe 
ich schon immer gehasst. Da finde ich TO-247 oder TO-264 wesentlich 
schöner und einfacher zu montieren.

Ansonsten finde ich, daß 2 Transistoren reichen. Damit erreicht man auch 
schon 100..150W Heizleistung wenn man die Dinger thermisch gut montiert. 
Sollte mehr als genug sein für einen Tastenwärmer.

Oder eine echte Regelschaltung (2-Punkt-Regler reicht, Temperatur ist 
eine sehr träge Größe) bauen, die ein echtes Heizelement an der zu 
wärmenden Fläche schaltet.
Ich habe seit etwa 30 Jahren einen Tassenwärmer (230V), vom 
vielgescholtenen Chinamann, auf meinem Schreibtisch.

Der Gedanke an:
Ein ausgewachsenes Netzteil (wurde interessanterweise nirgends erwähnt)+
irgendeine Mechanik/Elektronik +
die wahrscheinlich feuchteempfindlich/undicht ist,
turnt mich wirklich nicht an.

Allerdings kann man die neumodischen USB-Dinger echt vergessen, sehen 
aber zweifelsfrei besser aus.
Bevor ich es vergesse:

Auf dem Typenschild zu meinem Warmhalteteil steht 17W. Viel mehr ist 
nach meiner Meinung auch nicht nötig.

Wenn ich hier aber lese 100 bis 150W so denke ich mir meinen Teil.

Zum Kaffee zubereiten ist das zu wenig, aber genug um Pulverkaffee zu 
erzeugen, wenn man die Tasse mal stehen lässt, oder den Rest ordentlich 
einzubrennen, reicht es.
@Mike
>Die Dinger gibt es doch auch mit USB-Anschluss. Wenn es nicht gerade
>USB3.0 ist, sind da gerade mal 2.5W drin.
Hättest Du nur einen Post früher angefangen zu lesen, so wäre Dir meine 
negative Meinung, zu den USB-Teilen, auch aufgefallen.
Gast
Aber das Auge isst mit. Wenn ich mir schon so eine Anlage bauen würde, 
dann sollte sie auch optisch was her machen.

Ich würde eine runde dicke Aluplatte mit einem Durchmesser von 300mm 
nehmen und 8 mal den 2N3055 kreisförmig am Rand darin anordnen, so dass 
es ausschaut wie ein alter Sternmotor von den alten Doppeldeckern von 
Früher. In der Mitte ist dann immer noch genügend Platz für eine 
großeTasse Kaffee oder sogar für einen Nudelsuppentopf.

Was meinst du was die Arbeitskollegen dann neidisch staunen werden, wenn 
diese mysteriöse Apparatur in der Frühstückspause auf den Tisch gestellt 
wird? Dann bist du der Superstar der ganzen Woche ?
Gast
wenn es auch zum Lachen ist, ich habe immer mal wieder Probleme mit dem 
Handgelenk wenn ich die Maus nutze. Dazu habe ich mir unter die 
Tischplatte eine Aluplatte geschraubt mit einem Dale R und nutze ein 
Steckernetzteil. Die Tischplatte erwärmt sich leicht und ich habe kein 
Problem mit dem Handgelenk
Gast
TO 3 Gehäuse schrieb:
> Was meinst du was die Arbeitskollegen dann neidisch staunen werden, wenn
> diese mysteriöse Apparatur in der Frühstückspause auf den Tisch gestellt
> wird? Dann bist du der Superstar der ganzen Woche

Oder die Lachnummer für die nächsten 12 Monate... ;-)
(Firma: Funkenflug Industries)
17W reichen für die Haltung sicher aus, aber zum aufheizen wären so 100W 
kurzzeitig schon nicht verkehrt.

> Was meinst du was die Arbeitskollegen dann neidisch staunen werden,
> wenn diese mysteriöse Apparatur in der Frühstückspause auf den Tisch
> gestellt wird?
Joo, vor allem nach dem Knall, der die Stromversorgung vom ganzen 
Großraumbüro lahmlegt und sämtliche ungespeicherte Arbeit der Kollegen 
vernichtet, bist Du der absolute Hit...
OP
Moin,

krass hätte diese Resonanz nicht erwartet :-)

Wie schon erahnt nehme ich TO-3 wegen der Optik. Von den 2N3055 habe ich 
einige hier liegen, die nicht mehr benötigt werden. Sind auch nicht die 
besten, sind von ICS (Inder).
Die runde Konfiguration ist cool. Habe leider, aus dem Schrott, nur ein 
quadratisches Stück ALU.
Das Ganze soll möglichst aus Komponenten bestehen die man so rumliegen 
hat.

Werde vielleicht auf insgesamt vier 2N3055 reduzieren….

Netzteil, habe ich ein umgebautes ATX-Netzteil immer auf dem 
Schreibtisch. Nehme ich gerne da alle Spannungen und Ströme überwacht 
werden und gegebenenfalls abgeschaltet wird. Und dann auch alle 
Spannungen.

@Jakob (Gast)
Können gerne ein Tausch machen. Wie gesagt, sind von ICS. Würde sie 
nicht voll ausreizen.
Patrick S. schrieb:
> Plan ist die Wärme in fünf To-3 2N3055 zu erzeugen

> Was haltet ihr so davon?!

Nichts. Zum einen werden echte 2N3055 mittlerweile rar und gefragt. 
Das ist Perlen vor die Säue geworfen, zumal ein simpler Widerstand die 
Funktion "elektrische Energie in Wärme umwandeln" genauso gut erledigt.

Und dann ist TO-3 eine schlechte Wahl, wenn man eine ebene Fläche warm 
machen will. TO-220 oder TO-247 von unten an eine Platte geschraubt, 
wäre sehr viel einfacher.

Ganz persönlich finde ich ein Stövchen mit Teelicht sehr viel 
angenehmer. Das macht neben Wärme auch noch hübsches Flackerlicht, hält 
eine ganze Kanne Tee warm und funktioniert ganz ohne Strom.
Gast
> Ganz persönlich finde ich ein Stövchen mit Teelicht sehr viel
> angenehmer. Das macht neben Wärme auch noch hübsches Flackerlicht

Oh-oh!   Offenes Feuer im Büro?

Es gibt auch formschöne doppelwandige Kaffeebecher (z.B. 250ml), die
gut isolieren und so den Wärmeverlust des Inhalts signifikant 
reduzieren.

Eine sinnvolle umweltfreundliche Anwendung, da hier keinerlei Energie
nach der Zubereitung von aussen zugeführt werden muss.
Gast
Ich frage mich gerade, was mit Leuten, deren Kaffee im Büro kalt zu 
werden droht, nicht stimmt.

Mein Standard-Fehlerfall ist "Tasse leer", nicht "Inhalt kalt". Dagegen 
hilft aber so ein Gebastel auch nicht. Und eine trockene, aber warme 
Tasse ist irgendwie auch witzlos.
lalü_lalü schrieb:
>> Ganz persönlich finde ich ein Stövchen mit Teelicht sehr viel
>> angenehmer. Das macht neben Wärme auch noch hübsches Flackerlicht
>
> Oh-oh!   Offenes Feuer im Büro?

Aber Hallo! Homeoffice :)

> Es gibt auch formschöne doppelwandige Kaffeebecher

Kaffeebecher != Teekanne

Bei Kaffee habe ich den Anwendungszweck "Warmhalten" ohnehin nicht. Da 
bin ich froh, wenn er etwas abkühlt.
Gast
Axel S. schrieb:
> Kaffeebecher != Teekanne

Für Tee habe ich eine Extra Theermoskanne. ;-)
Ist glaube ich von Emsa und hat ein Einhängesieb, daß man den Tee direkt 
in der Thermoskanne aufbrühen und ziehen lassen kann. Die hält länger 
warm als der Tee an und für sich hält. Ganz ohne weitere nachträgliche 
Energiezufuhr.
Gast
Axel S. schrieb:
> Und dann ist TO-3 eine schlechte Wahl, wenn man eine ebene Fläche warm
> machen will. TO-220 oder TO-247 von unten an eine Platte geschraubt,
> wäre sehr viel einfacher.

Beides, an eine EBENE FLAECHE geschraubt, ist schlechte Wahl.

Analysiert man -gerne haptisch- Tassen von unten, stellt man fest dass 
praktisch alle Tassen nur auf einem schmalen Rand aufsetzen.

Fuer optimierte Waermeuebergabe MUESSEN Tassen z.B. im Wasserbad stehen; 
dann spielt die Geometrie des Transistorgehaeuses auch keine Rolle mehr.

;->

Nach gruendlicher Analyse hat man KEINE Tassen mehr im Schrank.
Gast
Osszilierer schrieb:
> ich habe immer mal wieder Probleme mit dem
> Handgelenk wenn ich die Maus nutze.

Probiere mal eine vertikale Maus: 
https://www.amazon.de/s?k=vertical+mouse+anker

Hintergrund ist folgender: Bei der normalen Maushaltung liegen im Arm 
zwei Knochen über Kreuz und reiben sich. Die Stelle kann sich entzünden. 
Das fühlt sich für den Patienten meistens so an, als ob das Handgelenk 
kalt geworden sei. Man will es instinktiv wärmen. Bei Vertikalen Mäusen 
tritt die Reibung zwischen den Knochen nicht (bzw viel weniger) auf.

Mir hat es geholfen.
Gast
Axel S. schrieb:
> Zum einen werden echte 2N3055 mittlerweile rar und gefragt.

Wie gefragt denn? Ich habe noch ein paar 2N3055 von RCA und Motorola im 
Bestand, irgendwann 70er..80er Jahre gebunkert. Kann jemand den 
Fertigungscode entschlüsseln?

> Das ist Perlen vor die Säue geworfen.

Ich überlege des öfteren, ob ich wertiges Zeug nicht besser verbauen 
soll anstatt mich des imaginären Wertes zu erfreuen - bevor meine Erben 
es in den Schrott schieben werden.
Angehängte Dateien:
Gast
Mani W. schrieb:
> ... und oben die Schrauben plan schleifen, das Ganze dann noch mit
> einem handelsüblichen Dimmer für Glühlampen steuern...

Dem handelsüblichen Dimmer muss man nur noch beibringen, dass er als 
Stellglied in einem Regelkreis arbeiten soll ...
Gast
Sorry, ist nich meine Philosophie.
4 Leistungstransistoren, davon 3 als Heizelemente. Jeder der letzteren 
braucht einen Symmetreierwiederstand im Emitterzweig.

Dann kann ich auch gleich einen(!) Widerstand in den Kollektorzweig 
packen und einen(!) Transistor im Schaltbetrieb nutzen. Die 3 
eingesparten 2n3055 würde ich durch ein Schmitt trigger mit Hystetese 
aus 0815 Kleinsignaltransistoren ersetzen.
=>Zweipunktregler.

Selbst wenn man linear Regeln möchte, aus der typischen 
Abkühlungsgeschwindigkeit einer Kaffeetasse kann man den ungefähren 
Leistungsbedarf grob abschätzen. 3/4 dieser Leistung
können statisch zugeführt werden. Die Regelung selbst käme Immer noch 
mit einem 2N3055 locker aus.
Manfred schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Zum einen werden echte 2N3055 mittlerweile rar und gefragt.
>
> Wie gefragt denn? Ich habe noch ein paar 2N3055 von RCA und
> Motorola im Bestand, irgendwann 70er..80er Jahre gebunkert.

Die Zielgruppe sind zum einen Leute, die alte Schaltungen nachbauen. Zum 
anderen (und wichtiger) Leute, die alte Geräte reparieren. Das Problem 
ist, daß man heute fast nur noch Fakes bekommt.

Mit Gold wird man sie dir noch nicht aufwiegen, aber Mouser nimmt 
mittlerweile knapp €6,- pro Stück.

>> Das ist Perlen vor die Säue geworfen.
>
> Ich überlege des öfteren, ob ich wertiges Zeug nicht besser verbauen
> soll anstatt mich des imaginären Wertes zu erfreuen - bevor meine Erben
> es in den Schrott schieben werden.

Verbauen ist ja ok. Aber es sollte halbwegs sinnvoll sein.
Gast
Mike schrieb:
> Die Dinger gibt es doch auch mit USB-Anschluss. Wenn es nicht gerade
> USB3.0 ist, sind da gerade mal 2.5W drin.

Sehen so aus:

https://www.ebay.de/itm/USB-Tassenwarmer-Kaffeewarmer-Tasse-Becher-Warmer-Kaffee-Milch-Heizung/183837100926?hash=item2acd8b8b7e:g:6I0AAOSwqLFc-ISW

Ich stelle mir gerade das Monster vom TO vor.
Von fünf TO3 die Leistung 150W auf eine Fläche mit dem Durchmesser von 
5cm zu bringen.
Mit Halbleitern wird das nix.
Wolfgang schrieb:
> Dem handelsüblichen Dimmer muss man nur noch beibringen, dass er als
> Stellglied in einem Regelkreis arbeiten soll ...

Ich habe nichts von "regeln" geschrieben!

Mani W. schrieb:
> das Ganze dann noch mit einem handelsüblichen
> Dimmer für Glühlampen steuern...


Da steht definitiv "steuern" und nicht "regeln", und ich kenne die
Unterschiede, lieber Wolfgang...

Allerdings frage ich mich, wie der TE 2N3055 montiert, dass die
Wärme dann auf eine Warmhalteplatte kommt...

Mani W. schrieb:
> Überlegen kannst Dir alles mögliche, aber mit 2N3055 würde ich das
> nicht machen, alleine schon wegen der Anschlüsse von B und E...

Alles klar?
Axel S. schrieb:
>> Wie gefragt denn? Ich habe noch ein paar 2N3055 von RCA und
>> Motorola im Bestand, irgendwann 70er..80er Jahre gebunkert.
>
> Die Zielgruppe sind zum einen Leute, die alte Schaltungen nachbauen. Zum
> anderen (und wichtiger) Leute, die alte Geräte reparieren. Das Problem
> ist, daß man heute fast nur noch Fakes bekommt.

Nicht unbedingt Fakes aber die neuen 2N3055 werden mit aktuellen 
Fertigungsprozessen hergestellt und haben andere dynamische 
Eigenschaften.
Ich hatte schon in den 90ern Probleme geeignete 2N3055 für einen älteren 
Gegentaktoszillator zu finden. Mit neuen Motorola 2N3055 schwang der auf 
der 10fachen Frequenz.
Gast
Übrigens bin ich mir mittlerweile sicher, daß es um BU2508
ging - nur glaube ich mittlerweile, daß es evtl. umgekehrt
ist bzgl. der Stückzahl (Hauptanteil "andere", und wenige
BU2508 - "andere" mir exakt gleicher Spezifikation...)
Gast
Wenn es optisch was hermachen soll, meinst Du. Aber
ansonsten sehe ich keinen Grund, gibt doch alles...

Wenn es denn einer sein soll, geht das viel einfacher.
Z.B. mit einem 500V/100A Mosfet für bis zu 2500W P_tot.

https://www.mouser.com/ds/2/149/FDL100N50F-1007460.pdf

Unter dem Gesichtspunkt "Power Distribution mal anders"
würde ich aber eher auf 4 Stück mit 250W-500W P_tot
oder aber 9 Stück mit viel weniger gehen, beides paßte
ganz wunderbar zu einer quadratischen Aluplatte.
Gast
(Schon klar, daß im Moment schon eher Ansätze diskutiert
werden, bei denen u.a. auch das Aufbrühen (Tee oder Kaffee)
in jener Tasse möglich wäre... Und sollte das Thread-Ziel
sich auch dahingehend ändern, empfehle ich eine Alu-Tasse.)
OP
Werde nächste Woche dazu kommen die Transistoren zu befestigen. Dann 
gibt es ein paar Bilder.

Habe selber auch 2N3055er von Siemens und RCA aus den 60er/70er. Die 
würde ich dafür natürlich nicht verschandeln. Bei den neuen 2N3055er 
wurde die Silizium-Fläche reduziert und der Prozess verändert.

Hatte mal ein defekten TO-3 Transistor wo fast die ganze Gehäusefläche 
mit Silizium bedeckt war. Dieser war auch von der Leistungsfähigkeit 
kaum zu überbieten. Wurde beidseitig in zwei Kühlkörpern eingespannt. 
(Will nicht wissen was der damals gekostet hat.)

@Jakob (Gast)
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