Многим из нас знакома ситуация с намокшей или промерзающей изнутри обувью. Такое явление может привести к болезням простудного характера и ломоте суставов. Обычные утепленные стельки на синтетическом меху или синтепоне обладают эффектом накопления. Когда они сырые, их не так-то легко просушить, и на это требуется время. А что если оснастить их с подогревом? Тогда и просушивать их почти не придется, и ноги будут всегда в тепле.
Сегодня мы предлагаем импровизированный вариант таких чудо-стелек с электроподогревом. Их конструкция поможет держать ноги в тепле довольно долгое время. Высыхают они буквально за считанные минуты, а поддержание стабильной температуры не даст обычным стелькам промокнуть от небольших трещин в обуви.

Принцип работы подогрева стелек

В своем изобретении автор решил обойтись нагревательным элементом на основе медного провода с лакированным покрытием, использующегося для обмоток трансформаторов и различных катушек индуктивности. Рассчитав опытным путем его длину относительно подаваемого напряжения аккумуляторов, была сделана нагревательная платформа под основным покрытием обычных стелек. Изоляционный слой между слоями стельки сделан из горячего клея. Кнопка-выключатель с аккумуляторами крепятся в районе шнурков на язычке обуви.

Необходимые элементы и инструмент для самоделки

Материалы:

• Медная проволока;
• Шаблон стельки;
• Тонкий картон, бумага;
• Батарейки – 2 шт;
• Разъем - гнездо для подключения питания;
• Резак для проволоки и стриппер;
• Кнопка-выключатель;
• Универсальный диод;
• Провода, термоусадочные кембрики мелкие, изолента.

Инструмент:

• Паяльник;
• Пистолет для горячего клея;
• Ножницы;
• Кусачки.

Процесс изготовления стелек

Вырезаем стельки

Устройство представляет собой многослойную стельку, нижняя часть которой – нагревательная платформа. Для нее нам понадобится тонкий плотный картон. Он должен выдержать ходьбу, поэтому лучше выбирать что-то более стойкое к истиранию.

Берем шаблон нашей стельки, и размечаем по нему платформу. Она должна быть приблизительно на размер меньше обычных стелек. Края этой платформы-стельки обрабатываем дыроколом по всему периметру. Это дополнительно закрепит нагревательный элемент, и не даст ему сползти во время ходьбы.

Наматываем обмотку нагревателя

Интенсивность обмотки провода регулирует величину нагрева конкретной зоны нагревателя-стельки, и рассчитать ее можно индивидуально. Автор разметил стельку так, чтобы максимальный нагрев приходился на носок, средний на область пятки, а самый низкий – посередине стопы. В соответствии с выбранной схемой и наматываем витки обмотки нагревателя отмерив длину проволоки 10 м.

Размечаем на обычной бумаге по шаблону защитные слои нагревателя и вырезаем их. С двух сторон обклеиваем нагревательную платформу бумажными стельками на горячий клей.

Не забываем вывести концы обоих контактов обмотки наружу. Соединяем их с изолированными проводами, пропаиваем соединение и герметизируем термоусадочными кембриками.

Дополняем схему аккумуляторами с гнездом питания и кнопкой

Подключаем аккумуляторы, соединяя их параллельно пропаянными контактами. Корпуса батарей склеиваем на изоленту.

Кнопку-выключатель с диодом и гнездом питания распаиваем согласно схеме (фото 2). Располагаем их на корпусе батарей, и скрываем нескольким слоями изоленты.

Нагревательную платформу вставляем во внутрь обуви, и накрываем обычными стельками. Автор предлагает спрятать корпус батарей между шнурками и язычком кроссовок.

Ценность любого изобретения в его долгосрочном использовании, а для нагревательного элемента стелек тонкий картон и бумага – не очень хорошая основа. Китайские аналоги на базе медной фольги также не блещут долговечностью, ломаясь на складках из-за постоянных перегибов.

Всему виной слабая основа и хлипкость нагревателя

Эти материалы можно заменить на искусственную кожу, войлок, лавсан и т.д. А вместо медной проволоки использовать нихромовую или карбоновую нить для теплых полов. Изоляция нагревательному элементу также не помешает, а элементы питания, возможность регулировки и отключения нагрева можно вывести поближе к рукам. В общем, поработать есть над чем.
Такие самоделки представляют ценность для любителей мастерить своими руками. Их можно переделывать, дорабатывать и изменять по своему усмотрению, взяв на основу принцип устройства. В остальном же каждому домашнему мастеру открыта свободная дорога к творчеству и собственным открытиям.

На рынке представлены всего три основных группы стелек – химические одноразовые стельки, беспроводные стельки со встроенным в пятку аккумулятором и проводные модели с выносными аккумуляторами.

Рассмотрим ключевые свойства каждой модели:

	Беспроводные стельки с подогревом	Проводные стельки с подогревом Blazewear	Химические стельки с подогревом
Температура нагрева	40 - 51 градус (три режима контролируются с пульта)	40-51 градус (три режима контролируются на аккумуляторе)	30-70 градусов (неконтролируемый и непрогнозируемый нагрев - от неощутимого до обжигающего)
Время непрерывной работы	4 - 8 часов	до 11 часов (7 часов от аккумуляторов + 4 часа от батареек)	3-7 часов
Удобство использования	Имеют существенное утолщение в пятке - только под свободную обувь (минимум на размер больше). Ощущаются при ходьбе.	Не толще обычной стельки, подойдет в любую обувь, в т.ч. модельную. Не ощущаются при ходьбе	Сперва не ощущаются в обуви, чем ближе к концу использования, тем больше каменеют (неприятно наступать)
Размещение аккумулятора	Аккумулятор размещен в самой стельке. Отсутствие проводов - это плюс, но под пяткой утолщение доходит до 5 сантиметров (сильный перепад между носком и пяткой)!	Аккумулятор вынесен на голень на специальных резинках-креплениях. Неудобств не доставляет, на второе использование - не замечаете его на ноге.	Отсутствует
Эксплуатация	В целях предотвращения перегрева аккумулятора нагрев осуществляется циклично, с перерывами. Циклы не синхронизированы - стельки могут неравномерно греть (одна работает, одна нет).	Нагрев идет постоянно, в соответствии с выбранным режимом.	Постоянный нагрев, нет возможности отключить или сделать послабее/посильнее
Управление	Управление с пульта ДУ. Плюсы - удобство. Минусы - часто не срабатывает с первого раза, может не ловить сигнал в городе (помехи)	Управление с аккумулятора. Четкий выбор режимов, сопровождаемый индикацией	Управление отсутствует
Универсальность	Имеют строгие размеры, подгоняются всего на 1-2 размера. Из за утолщения есть риск не попасть в свой размер	Универсальные: подрезаются ножницами по линиям на любой размер от 35 до 47	Универсальные
Срок службы	Не предназначены для ежедневного использования, только для разовых мероприятий	Ограничен сроком службы аккумуляторов, которые впоследствии заменяются	Одноразовые, имеют небольшой срок годности
Долговечность	Очень сильно зависит от обуви. Критично подвержены перегибам, что может привести к поломке на 3-4 раз использования.	Минимум 3 сезона. Проверено тысячами довольных покупателей в России и Европе.	1 раз (3-7 часов)
Безопасность	При деформации защитного кожуха аккумулятора (например при сильном ударе или прыжке на него), возможен взрыв и воспламенение	Аккумулятор вынесен на голень. В проводных стельках можно спокойно ходить, бегать, прыгать, мочить ноги – с ним ничего не случится. Безопасно даже для детей!	При использовании некачественных химических стелек возможно получение ожога
Стоимость	От 5 000 руб. Вариант со сменным аккумулятором - от 10 000 руб.	1795 руб.- базовый вариант 4495 руб. - вариант со сменными аккумуляторами	От 40 руб.

Комментарии по ключевым различиям:

• Удобство. Беспроводные электрические стельки имеют существенное утолщение в пятке (там где расположен аккумулятор). Разместить такие стельки в привычную обувь вряд ли получится. Придется использовать или бесформенные валенки или же покупать спортивную обувь на размер больше.
  Толщина проводной стельки не превышают толщину обычной. Она может быть размещена в любую обувь (в т.ч. и модельную). Выносной аккумулятор можно незаметно разместить на голени или же убрать в сапог. Также можно использовать удлинительные провода, чтобы убрать аккумулятор например в карман куртки.
• Использование. Стельки с подогревом без проводов не предназначены для ежедневного использования – одним словом в них нельзя выходить ежедневно на прогулку или на работу. Они отлично подходят для «разовых» мероприятий (охота, рыбалка, поход), но при ежедневном использовании срок службы будет крайне невелик.
  Срок службы проводных стелек ограничен исключительно сроком службы используемых аккумуляторов, которые потом легко меняются. Сами термостельки британской компании Blazewear очень прочные и надежные.
• Безопасность. Внутри беспроводных стелек с подогревом расположен литий-ионный аккумулятор, при деформации защитного кожуха которого (например при сильном ударе или прыжке на него), возможен взрыв и воспламенение!
  Проводные стельки абсолютно безопасны для использования – их используют даже дети. Аккумулятор вынесен на голень. В стельках можно спокойно ходить, бегать, прыгать, мочить ноги – с ним ничего не случится.
• Температура и длительность нагрева. Если в плане температуры нагрева сравниваемые модели вполне сопоставимы (около 51 градуса на максимуме), то в плане длительности работы намного выгоднее использовать проводные стельки с выносным аккумулятором. Ведь к ресурсу аккумуляторов, также добавляется «резервный» ресурс в виде блока под пальчиковые батарейки. То есть, выходя на длительную прогулку, можно взять с собой комплект аккумуляторов и дополнительный комплект батареек на всякий случай.

Сравнительный анализ произведен на основании статистических данных продаж всех перечисленных моделей стелек с подогревом.
Исходя из вышеперечисленных факторов, для поддержания теплой температуры ног в холодный период мы однозначно рекомендуем использовать

Это зимние стельки с автономным подогревом от акб с регулируемой температурой.

Какие материалы использованы для этого изделия

При изготовлении были учтены несколько важных принципов. Во-первых, основа стелькой должна быть из материала, который плохо проводит тепло. Это нужно для того, чтобы не было утечки тепла вниз на подошву. Соответственно, должна быть хорошая теплоотдача вверх в сторону стопы. Поэтому для создания этого полезного средства своими руками я использовал обычные войлочные стельки толщиной 5 миллиметров.

Чтобы сэкономить на энергозатратах, решено проложить нагревательный элемент только в передней части стельки, то есть только там, где будут касаться стопы. Для этого использована нихромовая нить длиной 48 сантиметров, сечение провода 0,3 миллиметра. Это нихромовая нить от нагревательного прибора на 300 Ватт. Это максимально тонкая проволока, которая была найдена автором. Приобретена в обычном хозяйственном магазине за 20 руб.

Температура задается регулятором напряжения, приобретенном в этом китайском магазине . Зайдите и напишите в поиске: Регулятор напряжения от 4 вольт. В этом же магазине вы можете купить готовые стельки с подогревом.

Как мастер соединил все детали в готовые стельки

Нихромовый провод уложил поперёк стельки для того, чтобы при изгибе не было заломов и смещения проводов. Проволока равномерно пришита к основанию. В некоторых местах приклеен двухсторонний скотч для того, чтобы можно было установить второй слой. Он из натуральной кожи, которая является достаточно плотным материалом, который очень хорошо передает тепло от нити к ногам с минимальными теплопотерями и выдерживает нагрев самих нитей. Швы будут проходить между проволокой.
После того как будет осуществлена прошивка, лишние части будут отрезаны и можно будет готовить стельку в дальнейшем и монтажу. Из стельки выведены наружу два конца по 2 сантиметра. Нить уложена зигзагом, расстояние между полосками по 2 сантиметра, в носовой части в по 1,5 сантиметров.
Берем два куска многожильного провода длиной по 1,5 метра. В данном случае использован провод для автозвука. Он очень качественный, гибкий и меньше дубеет на морозе. Сечение провода 0,05 миллиметров. Этот провод подсоединяем к стельке. Для того, чтобы соединение было максимально тонким, сделана скрутка и зажата металлической гильзой.

Сверху все это закрывается термоусадочной изоляцией. Укладываем провод, прошиваем его по нижней стороне обычными нитками до середины подошвы.
Итак, стельки готовы, прошиты, провода подключены. Получается аккуратно. При возможности можно поставить еще одну стельку, пришить её или приклеить. Это значительно уменьшить теплопотери.
Далее отмеряем нужную длину провода и обрезаем лишнее. Теперь соединяем стельки последовательно на нужные соединения. Можно использовать обычные соединения, приобретенные в автомагазине.

Отмеряем 15 сантиметров, делаем два разреза. На каждой стельку по одному такому соединению. Монтируем оставшуюся часть всей конструкции.
Разъемные соединения создают удобство тем, что можно быстро разъединить контакты и поменять обувь, просушить стельки.

Питание электрических стелек

Вся схема нагрева обуви схема запитывается от никель-металлгидридного аккумулятора напряжением 7,2 вольта, 5000 миллиампер в час. Время работы от 5 до 11 часов непрерывной работы. Источник питания может быть и другой. От напряжения и тока зависит степень нагрева стелек. Нагрев заметный от 4 вольт. Качественная работа от 5-12 вольт. Максимальная рабочая температура – 60 градусов, это избыточная температура, но материал выдерживает её. Аккумулятор и регулятор крепятся на кожаный ремень и прикрепляются на пояс.

Подогрев в зависимости от регулируемого напряжения (ориентировочно):

4V-0.6A=23-27 C
5V-0.7A=27-32 C
6V-0.8A=32-35 C
7V-0.9A=35-37 C
8V-1A=40-42 C
12V-1.3A=65 C

Вот, что мне понадобилось:

• стельки войлочные - 2 шт.,
• нихромовая проволока - 60 см.,
• провод МГТФ (не принципиально) 0,2 (мм. кв) около - 3м.,
• батарейный отсек на 4 батарейки - 2шт.,
• трехпозиционный переключатель - 2шт.,
• разъем mini jack - 2 комплекта (розетка + штекер),
• гильза обжимная 0,2 (мм. кв) - 4 шт.,
• термоусадочная трубка - 1м.,
• полоски ткани с замком «липучки»,
• горячий клей.

Принцип работы стелек с подогревом

Объясню принцип функционирования всей схемы. В качестве нагревателя я взял нихромовую нить диаметром 0,2 мм и длиной 25,5 см.. Сопротивление такого отрезка составило 8,9 Ом. Схема предусматривает два режима работы: от двух или от трех аккумуляторов. В режиме от двух АКБ стельки будут постоянно теплыми.

При работе от трех - нихром будет горячим, но не бойтесь, никакого дискомфорта от этого не будет. Перед монтажом советую сделать тестовый запуск в обоих режимах. Делается он просто: нужно взять подключенную к источнику питания нихромовую нить и положить в легкую ткань (сложенный пополам носовой платок). Зажать на минуту эту ткань между своими руками.

Если горячо, значит, нагреватель следует брать длиннее, а если греет плохо - укорачиваем. Так вы точно будете уверенны, что ваши стельки с подогревом, не станут стельками с поджариванием. Расчетный ток при работе от двух АКБ или батареек приблизительно будет равен 270 мА, а от трех - 400 мА. Зная емкость своих аккумуляторов можно приблизительно рассчитать время работы самодельных стелек с подогревом.

К нихрому я прикрепил провод МГТФ 0,2 мм. кв. с помощью обжимных гильз. Нужно гильзу надеть на нихром, потом его конец вставляется в зачищенный многожильный МГТФ. На место их стыка натягивается гильза и обжимается. Я использовал специальный обжимной инструмент, но можно вполне справиться плоскогубцами. Провода брал такой длины, чтоб их длина от стельки составляла 50 см.. Как раз, под мою обувь.

Касательно того, как укладывать нагреватель на стельке. Решил, что раз уж в пятки я не мерзну, то главная задача - это сохранить тепло в передней части стопы. На фото видно форму укладки, которую я применяю. Опыт показал, что решение было правильным.

Аккуратными стежками зафиксировал нагреватель в нужном узоре на стельке.

Провода МГТФ пришил к стельке сбоку, на остаток натянул термоусадку, а концы припаял к штекеру. Стелька готова.

Батарейный отсек пришлось переделать под свою схему. Одну ячейку выделил под переключатель и розетку mini jack. Перепаял все согласно схеме. После, все это залил горячим клеем.

Остальные ячейки следует подписать, поскольку, как видно из схемы, есть разница в том, какая ячейка будет пустой - первая или третья. Батарейки от выпадения защищены простой резинкой. Это не глубокий замысел, а отсутствие батарейных отсеков с крышкой в магазине.

Холодное время года чревато частыми простудными заболеваниями из-за частых переохлаждений ног. Сегодня эту проблему позволяет решить такое техническое решение, как стельки с подогревом. Их достаточно поместить в обувь на место обычных стелек и наслаждаться теплом все время пребывания на морозе. Данное ноу-хау уже достаточно давно нашло применение в горнолыжном спорте – помещаете в горнолыжные ботинки и наслаждаетесь комфортабельной ездой. А вот обыватели сравнительно недавно взяли на вооружение удобный девайс, позволяющий забыть о мерзнущих ногах, простудах и различных хронических заболеваниях.

Смарт-стельки Winter+

Относительно новая разработка с разогревом поверхности до +45ºС. Примечательно, что для их массового производства денежные средства были собраны через краудфандинговую платформу Kickstarter . Точнее эти стельки с подогревом для обуви уже производились, но для расширения рынка сбыта было принято решение привлечь дополнительные инвестиции через Kickstarter.

Большая популярность модели обуславливается рядом преимуществ:

• Нагревание осуществляется исключительно в процессе передвижения – зайдя в транспорт или в помещение, вы сможете сэкономить электроэнергию и дополнительные часы работы;
• Управление режимом подогрева осуществляется через Android приложение, поставляющееся в комплекте;
• Работа осуществляется от аккумулятора, который нужно заряжать через пять часов работы беспроводным устройством;
• Устойчивы к попаданию влаги, что обеспечивает надежную эксплуатацию в любых погодных условиях.

Комплект +Winter, состоящий из двух стелек и одного зарядного устройства стоит 97 долларов, но в связи с тем, что данная комплектация требует поочередной зарядки каждой стельки, в продаже имеется комплект из двух стелек и двух зарядных устройств по цене 117 долларов.

На самом деле их цена на данный момент очень высокая. К тому же, другие производители не стоят на месте и уже не первый год производят стельки с нечто подобными технологиями, которые стоят гораздо дешевле. Ниже разберем пару примеров.

Химические стельки

Стельки под названием “Генератор тепла” – устройство, позволяющее нагреть ноги в условиях отсутствия возможности использования батарейки или аккумулятора – при длительных туристических походах, отдыхе на природе, рыбалке и т.д.

Характеризуются такими особенностями:

• Обеспечивают подогрев в течении 6 часов до температуры от 36 до 40ºС;
• Для использования достаточно вскрыть упаковку и вынуть их на открытый воздух, где за счет протекания химического процесса начнет выделяться тепло;
• Изготавливаются из безопасных нетоксичных материалов, соответствующих требованиям правил безопасности;
• Два размерных варианта – 22см для обуви от 33 до 38 размера и 25см для обуви от 39 до 45 размера.

Стоимость химического обувного подогревателя варьируется в зависимости от количества приобретаемых пар – от 5 до 9 – 3,17 долларов; от 10 до 19 – 2,25 долларов; от 20 до 95 – 1,58 долларов за одну пару. Предназначены исключительно для одноразового использования.

Стельки на аккумуляторе

Therm-ic Perform представляют собой электрический аккумуляторный нагреватель для обуви, который уже стал неотъемлемой частью амуниции известных производителей ботинок для горнолыжного спорта и занятий сноубордом, таких как Atomic, Salomon и Burton. Для того, чтобы подогревать обувь стельками Therm-ic Perform достаточно установить их взамен обычных и подключить через специальный шнур к аккумулятору.

Система позволяет обеспечить непрерывную поддержку температуры в отечественных климатических условиях от – 25 ºС в течении всего дня катаний на лыжах. Закрепление питающего элемента может осуществляться как на внешней части голенища, так и на ремне, единственным ограничением в месте расположения является длина питающего шнура.

Стоимость стелек Therm-ic Perform составляет 22,5 долларов за пару.

SIDAS – стельки на аккумуляторе от известного французского производителя, поставившего во главу угла удобство ношения обуви в любом виде спорта. Данная модель с электрическим подогревателем разработана в медицинском исследовательском центре Podiatech с применением ортопедических конструкций и элементов, обеспечивающих правильную постановку стопы и эффективную работу опорно-двигательного аппарата спортсмена во время тренировок или соревнований. А так как толщина SIDAS не превышает толщины обычного аксессуара ботинок, то их можно без проблем использовать для получения тепла и в повседневной обуви, тем более, что стоимость стелек составляет всего 36,67долларов за пару.

Благодаря стелькам с подогревом у человека не возникнет сложности в холодное время года. При этом ему не стоит волноваться о каких-либо катаклизмах и негативных последствиях – мощность электрического подогревателя абсолютно безопасна для человеческой жизни, а химические модели не оказывают никакого вредного воздействия. Поэтому смело можно класть их в обувь и забыть о замерзающих ногах при любых температурах и в любых ситуациях.