Selbstbau einer Fangspiegelheizung (letzte Änderung 6.April 2012)


Anbei eine kurze Darstellung wie ich eine Fangspiegelheizung für den 12 Zoll Reisedobson der Fa. Hofheim Instrument geplant und gebaut habe.

Inhalt:
Warum eine Fangspiegelheizung:

Es gibt gelegentlich immer wieder diese Nächte in denen wie aus heiterem Himmel der Fangspiegel durch Tau beschlagen wird. Ganz am Anfang habe ich die Nacht frustriert abgebrochen. Später kam ich auf die Idee die Rückseite des Fangspiegels durch handauflegen zu erwärmen und damit den Tau zu beseitigen. Diese Lösung ist aber nur von kurzer Dauer, da der Fangspiegel spätestens nach ca. 15-20 min. wieder beschlagen ist. Es gibt mittlerweile eine Lösung der Fa. Hofheim Instrument für ca. EUR 80,-. Ich wollte aber für  mich herausfinden, ob ich im Stande wäre mich selbst zu helfen.

Die Recherche:

Bei meiner Recherche zum Selbstbau einer Fangspiegelheizung waren u.a. folgende Internetseiten hilfreich:

Die Planung:

Bei der Planung der Fangspiegelheizung sollten man sich u.a. mit folgenden Fragen beschäftigen:

  1. Wie schwer darf die Heizung sein?
Bedingt durch die Leichtbauweise des Reisedobson so leicht wie möglich. Daher habe ich mich für zwei handelsübliche Mignonzellen á 1,5 Volt (1,2 Volt bei Akkus) entschieden.

  1. Welche Leistung (in Watt) sollte die Heizung haben?
Aus Recherchen im Internet hat sich als Richtwert eine Leistung i.H.v. 0,6 Watt bis 1,0 Watt ergeben. Genau genommen lässt sich die notwendige Leistung errechnen, wenn man die Maße, Masse, Dichte ecc. des Fangspiegels kennt. Diese Mühe habe ich mir erspart und habe den Richtwerten aus dem Internet blind vertraut.

  1. Wie soll die Wärme auf dem Fangspiegel übertragen werden?
Hierzu gibt es diverse Möglichkeiten wie einen Heizdraht (siehe Homepage Christian Busch) oder durch sog. „Drahtwiderstände“. Ich habe mich für eckige Drahtwiderstände entschieden. Diese bekommt man bei Conrad, Völkert oder Reichelt und sollten nicht mehr als 50 cent das Stück kosten. Tipp: sog. Keramikwiderstände eignen sich nicht, da diese i.d.R. zu Groß sind. Ich habe die Erfahrung gemacht: je teurer der geeignete Widerstand (3-30 Ohm), desto Größer die Bauweise. Für meinen Fangspiegel bieten sich drei Flächen zum anbringen der Widerstände an, deshalb habe ich mich für drei Widerstände á 3,3 Ohm entschieden entschieden.

  1.  Wie lange sollte die Heizleistung andauern?
Je länger desto besser. Aus den zahlreichen Alternativen habe ich mich für zwei Mignon Zellen entschieden, da diese mit verschiedenen Stromstärken zu kaufen sind. Handelsübliche Einweg Mignonzellen haben ca. 700-800 mA. Es gibt aber auch Mignon Akkus mit bis zu 2500 mA. Tipp: Es gilt je mehr mA desto länger die Spannungsversorgung. Ein Manko sollte dabei nicht unerwähnt bleiben. Akkus mit > 1000 mA haben i.d.R. eine Spannung von „nur“ 1,2 Volt, statt 1,5 Volt. Dies sollte man bei der Berechnung der Heizleistung berücksichtigen.

  1. Wie soll das alles befestig werden?
Die Widerstände können z.B. mit Kleber oder Silikon an den Spiegel festgeklebt werden. Idealerweise eine punktuelle statt flächige Befestigung um etwaige Verspannungen zu vermeiden. Nicht gut ist m.E. eine Heißklebepistole, da diese nicht sicher genug hält.


Die Umsetzung:

Nachdem ich mich mehr oder weniger mit den o.g. Fragen beschäftigt habe, ging es an die Umsetzung. Bei der Planung und Umsetzung der Fangspiegelheizung hat mir folgendes „Formelrad” weitergeholfen.


Bildquelle: aus dem Internet. URL leider unbekannt.


Der Anfang machte bei mir die Festlegung der Leistung: ca. 1 Watt (=P)
und der Spannung 3 Volt (=U). Die Spannung ergibt sich aus zwei Mignonzellen á 1,5 Volt.

Daraus ergibt sich folgender Gesamtwiderstand in Ohm: R = U^2 / P oder 9 Volt / 1 Watt = 9 Ohm

Den Widerstand habe ich durch die Anzahl der freien Plätze auf dem Fangspiegel dividiert. Daraus ergeben sich drei Widerstände á 3,3 Ohm. 3 Ohm Widerstände gibt es wohl im Handel nicht, das hat auch einen Grund, den ich aber nicht verstanden habe.

Da ich nun 1,2 Volt Mignon-Akkus mit 1800 mA benutze hat sich bei mir die ursprüngliche gewünschte Leistung von 1  Watt auf  0,58 Watt reduziert, was nicht weiter schlimm ist. Der Vorteil daraus ist die längere Betriebsdauer der Batterien, theoretisch sechs Stunden oder länger.


verschiedene Batterien mit unterschiedlicher Leistung

Mit der Mignonzellen á 1,5 Volt habe ich die Option eines kleinen „Turbo“. Wenn ich 2 x 1,5 Volt Batterien verwende, dann hätte ich 0,9 Watt an Leistung zur Verfügung, statt der 0.58 Watt. Ein Megaturbo hätte ich mit einer 9 Volt Blockbatterie (7,2 Volt bei Akku) bei nur 200 mA. Mit Hilfe von Batterieclip kann ich auch 9 Volt Blockbatterien verwenden.



Batteriefach für 2x AA mit Clip

Als Batteriefach habe ich einen Batteriehalter genutzt. Diese ist mit Krepp am Fangspiegel befestigt. Der Batteriehalter ist durch den Batterieclip zusätzlich gesichert, falls der geklebte Krepp nicht halten sollte.

Die Widerstände habe ich mit einem einfachen Lötkolben (Set für EUR 9,95 bei conrad.de) miteinander verlötet und anschliessend mit schwarzem Isolierband isoliert (0,99 cent bei conrad.de). Schrumpfschlauch nutzt hier nicht, da dieser bereits beim Löten sich zusammenzieht und dadurch nicht mehr über die Lötstelle verschoben werden kann.


Widerstände auf Fangspiegel

Die Lötarbeiten fanden vor dem Kleben der Widerstände auf dem Fangspiegel statt. Danach wurde die „Kette an Widerstände“ am Fangspiegel mit dem Kabel der Batterieclips verlötet.

Das Kleben am Fangspiegel war bei mir suboptimal, da ich unüberlegt Montagekleber verwendet hatte. Dieser trocknet erst in 24 Stunden aus. Also musste ich noch etwas zum anpressen tüfteln. Ein Sekundenkleber oder Silikon sind hier m.E. effektiver. Es muss halt schnell festkleben. Beim Wechsel des Fangspiegels bei meinem 16 Zoll Gerät, habe ich als Kleber Epoxidharz (Bei conrad.de unter Artikel 886519, TOOLCRAFT TC-EPO5-24 5 Min - Epoxyd-Klebstoff 24 g Geeignet für Metalle, Ferrit, Keramik, Marmor, Glas, Beton, Holz, ca. EUR 5,-) verwendet. Klebt sehr zuverlässig und ist innerhalb von wenigen Minuten fest.

Die Tauglichkeit in der Praxis

Auf der Insel La Palma auf dem Roque (ORM) konnte ich die FS-Heizung zum ersten mal in der Praxis testen. Der Fangspiegel war erst komplett zu getaut, bereits Nass und zu allem übel auch kurze darauf gefroren. Mit handanlegen ging da gar nichts mehr. Mit 9 Volt (Megaturbo)
begann nach ca. 5 Minuten das Eis auf dem Fangspiegel zu tauen. Nach weiteren 5-10 Minuten und 2,4 Volt Leistung war der Fangspiegel komplett frei.

Fazit:

Alles in allem eine relativ einfache Angelegenheit, wenn man sich vorher ein paar Gedanken macht. Handwerkliches geschickt ist nicht notwendig. Beim Löten sollte man vorher ein wenig an einer Büroklammer herumprobieren. Wie beim Kochen, sollte man sich vorher alle notwendigen Utensilien bereit legen.

Was wird benötigt:

Batterien, Drahtwiderstände, Batterieclips und Batteriefach, Isolierband, Lötkolben mit Lötzinn, Kleber oder Silikon.

Tipps:

ein Mulitmeter (z.B. bei conrad.de ab 15,-) zum messen der Spannung und als Antwort auf die Frage: fließt denn überhaupt Strom durch meine Fangspiegelheizung? Mit einem Multimeter lässt sich auch der Ladezustand der Batterie sehr schnell ermitteln.

Mit einer 9 Volt Blockbatterie lässt sich schnell ermitteln, ob der Widerstand überhaupt warm wird. Vorsicht mit 9 Volt Blockbatterien. Der Widerstand kann schnell sehr heiss werden.

3R9 heisst 3,9 Ohm und 3K9 heisst 3900 Ohm. Das macht den Unterschied ob ein Widerstand mit einer Batterie warm wird (3R9) oder unbeeindruckt kalt bleibt (3K9).

Holzwäscheklammern eignen sich hervorragend und mal schnell die Widerstände, die Kabel und die Batterien miteinander zu verketten und zu testen. Besser als das gefummle mit Isolierband.

Der Lötkolben sollte mind. 15 Watt, aber nicht mehr als 40 Watt an Leistung bringen. Man Lötet ja dünne Kabel und nicht ganze Metallplatten zusammen.

Beim löten, beide Enden der Kabel vor dem eigentlichen löten gut anwärmen und mit ein wenig Lötzinn versehen bzw. überstreifen. Danach sieht die Lötstelle perfekt aus. Lötzinn erstarrt sehr schnell und hält erstaunlich gut. Mit Lötzinn sparsam umgehen, dann entstehen auch nicht diese hässlichen kleckse. Einfach mal mit Büroklammern versuchen. Macht spass.


Als Kleber bietet sich Epoxidharz an. Klebt zuversichtich auf Glas und härtet innerhalb weniger Minuten aus. Den Kleber immer gut anrühren, damit er hart wird. Die Mischdüse von Toolcraft hält nur wenige Minuten, da der Inhalt schnell verhärtet und damit die Mischdüse bzw. die Spritze verstopft. Dies ist kein Prodkuktmängel, sondern eine Eigenschaft von Epoxid-Klebstoff.

Den Fangsspiegel kann man z.B. auf einem weichem Küchenpapier legen. Man sollte idealerweise beim Arbeiten das Küchenpapier drehen, und nicht den Fangspiegel auf dem Küchenpapier drehen.

Bei Fragen einfach mailen.



Die fertige Fangspiegelheizung