Elemento de salida de calor

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Estoy creando un pequeño juego de preguntas en Arduino y ya lo tengo mostrando una pregunta de opción múltiple y la gente puede responder presionando los botones.

Pero de todos modos ahora quería saber si es posible que exista un elemento (¿quizás algún tipo de resistencia o diodo?) que se calienta dependiendo de si se responde correctamente a la pregunta. Entonces, respondería la pregunta con un dedo y colocaría el otro sobre el elemento para decir si lo entendió correctamente. Obviamente, no quiero este calentamiento hasta el punto de quemar a alguien, solo lo suficiente para que puedan saber si lo hicieron bien.

También sería genial si este mismo elemento también pudiera enfriarse (por debajo de su temperatura inicial) si la respuesta es incorrecta. Y, obviamente, el calentamiento (o enfriamiento) debe ser relativamente rápido, no se puede esperar un par de minutos. Y como desafío adicional, no quiero que esto me esté chupando todas las baterías :)

¿Alguna idea sobre lo que este elemento / circuito puede ser?

    
pregunta justin22

2 respuestas

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Una resistencia se calentará cuando se aplique energía.
Una resistencia físicamente pequeña se puede calentar en menos de un segundo con un dedo aplicado.

Puede obtener la sensación de enfriamiento al tener una fuente de frío que está conectada térmicamente a la parte posterior de la resistencia.
Apaga el calor y te enfriarás.
Balance frio y obtienes "neutral".
Superar la entrada de frío para calentarse.

Calentar solo a una resistencia pequeña (física y de potencia) que puede usar bajo un vatio para calentar. Podría usar dos resistencias separadas espacialmente para dar indicaciones Sí / No.

Un Peltier TEC ("refrigerador termoeléctrico") se calentará o enfriará. Por lo general, una pequeña todavía necesitará en el rango de "varios vatios" para enfriar.

Un motor vibrador como el que se usa en teléfonos celulares y buscapersonas para brindar retroalimentación táctil o háptica o alarmas puede ser más fácil de usar. El nivel de vibración y el aislamiento de vibración deberán experimentarse para obtener un resultado no audible.

¿Qué tan grande es una resistencia?

Un enfoque del tamaño de la resistencia es chuparlo y verlo, pero puedes quemarte los labios :-)

Las resistencias más pequeñas tienden a tener niveles de potencia más bajos.
Se calientan con las entradas de energía más bajas, PERO, dado que la energía calorífica total es más baja, es menos probable que se puedan detectar con facilidad y rapidez.

Supongo que la octava parte de un vatio sería suficiente y puede ser bastante menos aceptable.

Aquí hay una página de Digikey para una resistencia de 1 / 8th Watt 10k de Panasonic. Por sí sola no se usa mucho, pero después de haber visto el siguiente material, puede usarlo como página de inicio para buscar resistencias relacionadas.

Desde esa página, puede encontrar la página de especificaciones para los resistores de la familia Panasonic ERJ6ENF y en la parte inferior derecha de esa página hay un tesoro de enlaces, muchos de ellos útiles.

Una es esta hoja de especificaciones para una familia de resistencias SMD] ( enlace )

A continuación se muestra un extracto de la página 6 de la hoja de datos anterior.

La versión más grande de la tabla a continuación está aquí
Como se puede ver, las clasificaciones de potencia por tamaño se muestran en la tabla con bordes rojos a la izquierda.
Las potencias de potencia de 0,03 vatios a 1 vatios están disponibles en este rango.

Si desea probar una resistencia de 0.05 vatios (50 milivatios), su código de tipo es 1GN y es una resistencia "0201". ¡Eso es pequeño! En la tabla de dimensiones de la derecha, se puede ver que una resistencia de 0201 es de aproximadamente 0,6 mm x 0,3 mm (!!!).

Un 1 / 8th Watt o casi está disponible en 0402 0603 & 0805. La tabla le dice que un 0805 es de aproximadamente 2 mm x 1.25 mm = ~ 0.080 "x 0.050"; puede soldar una de esas entre pistas de listones o verla lo suficientemente bien como para soldar los cables (con cuidado).

Latablaacontinuacióndelapágina7delahojadedatosleinformasobrelatemperaturaylapotencianominal.Sibienlastemperaturasexactassoninexactasydependendelascircunstancias,latabladiceque,porejemplo,unaresistencia6Ea70°Cpuedetolerarladisipacióntotaldepotenciaya150°Cnopuedetolerarninguna.Esoimplicaqueestaráa155Cen70Cambienteamáximapotencia,oaumentodeTrise=155C-70C=85C.esdecir,laresistenciade1/8devatiotendráunaumentodelatemperaturacorporaldeaproximadamente85°Cporencimadelatemperaturaambientea1/8devatio.Muyaproximadamenteobtieneunaumentodeaproximadamente0,85Cporencimadelambienteporporcentajedepotencianominal.ProbablementeseahorizontalenairelibremontadoenunaPCBFR4conxxxtracksyYYYcoppery.....esdecir,estoesaproximado.
Latemperaturamáximadelaguaqueunapersonapromediopuedesoportarpuedemantenersusmanosen65°C.Aunatemperaturaambientedealrededorde25°C(habitaciónmuycálida)sellegaa65°Ca40/.85=47%delapotencianominalo1/8Wx~=50%=1/16Woaproximadamente60mW.
Lomejorquepuedesdeciresqueelvalorrealserádiferenteperoqueestotedaunaguía.

Potenciaenunaresistencia=V^2/R,porloqueparaunapotenciaRrequeridarequeriday,porlotanto,sepuedecalcularelvoltajerequeridoparaobtenerunaedaddeterminadadelapotencianominal.Sitieneunsuministrode3V3ydeseaqueseaplique3V3paraobtenerunapotenciadel100%enunaresistenciade1/8vatio,R=V^2/Potencia=3.3V^2/0.125=87ohmios.
Utilice,porejemplo,82ohmios.

Sipuedeatravesarlosorificiosderesistenciasde1/8W,puedesermásfáciltrabajarconellos.

Elcabledenicrom(elementotostadoroproveedoreléctrico)esunaopción.

    
respondido por el Russell McMahon
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El problema fundamental que tiene es que para generar un nivel de calor detectable se requiere una cantidad similar de energía, la conducción del calor actúa lentamente y una respuesta de enfriamiento requiere aún más energía.

Sin embargo, hay una solución que le permitirá "ganar" la respuesta y, como tal, reducir automáticamente el tiempo de respuesta y reducir el consumo de energía.

Es necesario evocar una respuesta fisiológica / sensorial conocida. Cuando las puntas de los dedos se sienten alternando tiras de calor y frío que están juntas, esto confunde el sistema sensorial y se percibe como mucho más caliente de lo que realmente es. Con solo unos pocos grados de diferencia, puedes convencer a la gente de que se están quemando, necesitas una versión atenuada de esto.

Inicialmente pensé que sería fantástico tener un enfriador Peltier y una variedad de bandas de metal frías y calientes (con aislantes entre ellas) que el enfriador bombearía calor de un conjunto de tiras a otro. Pero sospecho que si tiene calentamiento alterno y rayas ambientales (con un gran disipador de calor) y si se hace lo suficientemente pequeño, el efecto se vuelve muy pronunciado. Esto significa que todos los beneficios que mencioné anteriormente se hacen evidentes.

Ahora estoy especulando, pero tal vez un campo de 0402 resistencias con áreas de plano de tierra detrás de tal manera que la punta del dedo haga contacto con las resistencias y el fondo al mismo tiempo evoque esta respuesta. Pero necesitarás experimentar. Cuando experimenté esto, era una estructura tipo sándwich con pequeñas rayas.

    
respondido por el placeholder

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