Делаем из обычной автокружки умн... толковую с поддержанием правильной температуры

Дома завелась кофемашина и повадился я брать кофе с собой в дорогу. В покупных бумажных стаканчиках кофе быстро остывает, а хочется горячий пить или хотя бы тепленький. Привело это к тому, что пора бы и автокружку с подогревом завести. Поскольку я весьма жадный скуп, то и кружку хотелось максимально дешево купить. Первый опыт оказался неудачным, потому что несмотря на фото, кружка приехала с пластиковым стаканом внутри. А вот вторая кружка пришла со стальным стаканом внутри, и жизнь наладилась. Было приятно и в жару, и в холод пить горячий напиток. Но радость была не долгой… Кружка грелась слишком сильно, хотя в описании значилось, что кружка поддерживает температуру 65°C. В конце концов она перестала работать вообще. Решил попробовать починить, стал разбирать…

Кому лень читать, можно сразу в конец к заключению…

Давайте сначала глянем, как собственно выглядит кружка, чтобы понимать, о чем это вообще: Вот она красавица. Ну только вместо зарядки 220В зарядка в прикуриватель:

Разбирается кружка легко. Отклеиваем снизу бархатную нашлепку, под ней откручиваем винтик и кружка распадается на внутренний стакан и внешний кожух. Весь внутренний мир кружки оказался даже беднее, чем у Эллочки из «Двенадцати стульев» — разъем 5521 и пара проводков от него, тянущихся к нагревательной спирали, опоясывающей кружку. Под спираль подложено что-то из бумаги вроде, накрыта спираль какой-то белой тканной (негорючей?) липкой лентой, похожей на стеклоткань. Никаких датчиков, сенсоров и термореле чувствительных к температуре 65°C не обнаружилось:

Я не силен в устройстве автокружек и на первый взгляд никакого криминала не обнаружил. Смущали только немного подпалины в некоторых местах прилегания спирали. Первым делом замерил напряжение на контактах подключенного разъема. Там было 0 вольт. Из этого я заключил, что наверное спираль прожгла подложку и, касаясь металла внутреннего стакана, сама на себя замыкалась. Это косвенно подтверждалось наличием 12В на контактах разъема при снятой с кружки спирали.

Заизолировать спираль чем-то негорючим было нечем. На ум приходила только термоусадка, но как-то тупо. А тупо не хотелось, хотелось по уму. Тут мне вспомнился некий такой хитрый полупрозрачный желтоватый скотч из некоторых обзоров, который как раз применялся для изоляции. Стал сканировать мировую сеть и нашелся весьма полезный материал — каптон или полиимид, разработанный конечно же DuPont. Я вообще не знаю, есть ли что-то в мире разработанное не ДюПоном… Ну ладно, если есть у ДюПона, есть и на Алиэкспрессе…

Великолепная New Thermal High Temperature Insulation Adhesive Tape шириной 30 мм и длиной 30 м продается за около $4. Дороговато конечно для ремонта кружки за $9, но пусть будет. Люблю скотч во всех его проявлениях)) Продавец обещал долговременную стойкость температуре до 260°C и кратковременно до 300°C, ну и конечно электро изоляцию при этом. Как раз то, что нужно.

Через 30 дней ожидания скотч пришел и я первым делом проверил небольшой его кусочек зажигалкой. Скотч сразу загорелся… Гхм, что-то не то. Может не должно быть открытого огня. Тогда, вооружившись паяльником, продолжил тесты. Тут все оказалось намного лучше. Скотч, испуская дымок, практически не менял форму под нагревом паяльником как на минимальной, так и максимальной температуре. Дым, я надеюсь, шел от клейкого состава. В общем скотч, как мне показалось, идеально подходил для моей задачи и я намотал его на кружку под спираль:

Клеим обратно спираль так, чтобы не вылезала за пределы каптона и равномерно распределилась вокруг чашки

Проверяем напряжение. Оно есть!

Далее был проведен тест в тепличных условиях, кружка грелась, можно пользоваться. Ура!

Как вы понимаете, история коротковата для обзора на муське… Так и есть, после двух поездок кружка опять скисла [facepalm]. Полез опять разбирать. В этот раз снова не было напряжения, причем, как на кружке, так и вне ее. При этом напряжение было от разъема и до конца спирали. А сразу за спиралью, в обратном проводке пропадало. Виноват был проводок — где-то внутри него был обрыв. Эти проводки и правда очень хлипкие на вид и на поверку, как оказалось, тоже. Ну и без чрезмерного нагрева тоже не обошлось. Ведь кружку приходилось периодически отключать от сети, чтобы кофе не становился совсем уж кипяточным.

Тут я и пришел к тому, что кружке надо добавить чувство прекрасного, а именно температуру, до которой надо греть напиток. Кроме того, этот механизм будет предохранять ее от перегрева внутренностей. Роль такого регулятора выпала биметаллическому термостату, который, кажется, как-то раз обозревался на муське:

Дело в том, что эти термостаты настроены на определенную температуру и регулировка не предусмотрена. Кроме того, есть нормально открытые и нормально закрытые. Соответственно, которые либо замыкаются при достижении заданной температуры, либо размыкаются. Вот нормально закрытый нам и нужен, чтобы при достижении порога, он разрывал цепь нагрева, а когда кружка остывала, опять замыкался бы, включая нагрев. Осталось определиться с температурой. Считается, что идеальная температура чая-кофе колеблется от 50 до 65 градусов. Ну как понять, какая нужна именно тебе. Я решил просто заварить чаёк, который обычно пью и замерить его температуру в самый «вкусный» момент остывания. Оказалось, что это около 60°C.

На всякий случай я заказал 4 разных термостата от 50°C до 65°C. Еще через месяц термостаты наконец дошли, а я все это время страдал, употребляя остывающий кофе в бумажном стакане.

Проверка показала, что работают термостаты четко. Для теста я опускал подключенный к мультиметру термостат в стакан с градусником и добавлял в него попеременно горячую и холодную воду. Корпус термостата внутри залит неким полупрозрачным компаундом, так что предположительно он герметичный. Термостат исправно включался-выключался.

Я решил для начала поставить термостат на 60 градусов (который так и прижился).

Потом вспомнил, что проводки формазойдные, тем более, что с добавлением термостата, один провод вообще не нужен, можно прямиком подключить термостат к спирали:

Наконец собираем все на кружке. Термостат я намазал термопастой на всякий случай. Ну вроде как контакт с поверхностью лучше будет и примотал его кружке все тем же каптоновым скотчем. Кстати, только сейчас, сочиняя обзор, додумался, что надо было расположить термостат вертикально, а не горизонтально, площадь прилегания была бы больше…


Теперь финальные тесты. Наливаем в кружку воду, ставим градусник, включаем в розетку:

Начальная температура комнатная — 26 градусов. Да, у нас дома жарковато…

Примерно с 40 градусов термостат начал все время включаться-выключаться. Я было подумал, что мой любимый блок питания отключается по перегреву. Он номинально на 2A, но выдает и 3A, а кружка видать берет по максимуму. Но, как оказалось, дергался именно термостат, были слышны его тихие щелчки при переключении.

Меня это поведение повергло в уныние, но температура в кружке все же постепенно поднималась…

… и поднималась…

пока не дошла до 57.4°C

После этого термостат стал работать, как положено и поддерживал температуру в диапазоне 57.1°C-57.4°C в течение нескольких часов. Иногда она падала до 57.0°C или поднималась до 57.5°C, но очень редко. Конечно есть небольшое отставание от номинальных 60 градусов, но это оказалось даже неплохо. Температура была самой подходящей — чуть-чуть горячеватой, когда напиток приятно слегка обжигает рот, но так, что можно свободно пить. Были сомнения, что в машине, в которой не так тепло, как дома, будет казаться слишком горячим или наоборот, с холода будет хотеться погорячее, но нет, пить из кружки очень даже приятно в любой обстановке.

Заключение. Итак, я взял дешманскую автокружку с подогревом от прикуривателя. Не успел ей попользоваться, как она сначала перегорела в одном месте, потом в другом. Надо было что-то решать с терморегуляцией, которая была заявлена продавцом, но по факту отсутствовала. Кроме того напиток перегревался, становился слишком горячим и приходилось отключать кружку от сети. Для ремонта кружки нужно было хорошенько изолировать спираль нагрева, чтобы она не замыкала на корпус. Для этого я воспользовался каптоновым скотчем, который хорошо себя показал в тесте с нагревом до более 300°C. Функцию терморегуляции взял на себя компактный биметаллический нормально замкнутый термостат, который при нагреве до определенной температуры размыкается, а при остывании снова замыкается. Для себя я выбрал термостат на 60°С. Термостат просто вставляется в цепь нагрева. Модернизированная кружка уже несколько раз бралась в поездки на дачу и радовала приятно горячим кофе в дороге, самостоятельно поддерживая нужную температуру.

На этом все, спасибо за внимание. Простите за много букв, давно не писал, надо было выговориться)))