Зареждане на батерията с верига Piezo Mat

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





В тази публикация научаваме метод за събиране на безплатна електроенергия от пиезо вградена постелка, като ходим по нея, и се опитваме да проучим как тази енергия може да се използва за зареждане на малка батерия.

Обикновено човешкото тяло носи огромно количество енергия, която просто се губи в редовната ни ежедневна работа. Например енергия под формата на топлина от тялото и главата ни, енергия чрез всяко наше движение, докато седим и работим, спим и т.н.



Въпреки това най-голямото количество енергия, което просто се губи, е по време на ходене. Тук ще видим как процесът ни на ходене може да се използва за генериране на електричество с помощта на пиезо устройства. В една от по-ранните си статии публикувах подобна тема, която обяснява как да генерираме електричество от обувки с помощта на соленоид , тук ще проучим как пиезо може да се използва за събиране на електроенергия от нашите стъпки, въпреки че тази концепция може да бъде много по-слаба със своите спецификации и следователно много неефективна с производителността в сравнение със своя електромагнитен аналог.

Преди да започнем да прилагаме пиезо за нашата стъпка с активирана стъпка на свободна енергия, би било интересно да знаем колко максимална мощност всъщност може да генерира пиезо когато върху него се удари оптимизирано количество натиск.



Ако анализираме стандарт 27 мм зумер пиезо ,, откриваме, че когато се удари или удари рязко (без да се повреди), той е в състояние да генерира около 1 до 3V DC, което може да бъде способно да осветява ярко 5 мм LED. Е, това изглежда впечатляващо, но удрянето на правилния вид сила с правилната скорост и над правилното място е нещо, което изглежда трудно за изпълнение. Все пак може да е осъществимо тези устройства да работят по предназначение разумно добре, с някои планирани усилия.

КАКТО е обсъдено по-горе, пиезоелементът може да генерира до 3V, но токът (усилвател) може да бъде доста по-малък при около 10 до 20mA, следователно за експлоатация на относително по-голям товар, като зареждане на батерия, този ток може да не е достатъчен и ние може да изисква многобройни пиезоелементи да работят заедно, за да произвеждат по-голямо количество ток от тях.

Как да свържете множество пиезо заедно, за да увеличите тока

За да се увеличи количеството на тока от верига на генератор на пиезо мат, е наложително да се присъединят към тях паралелно, тъй като паралелната връзка причинява добавяне на ток, докато последователната връзка позволява добавяне на напрежение.

За да се приложи това, всеки пиезо трябва да включва свой собствен отделен мостов изправител , както е показано на следващата фигура:

мостов токоизправител за електрически генератор на обувки

Картината показва 27 мм два терминални пиезо в основата, златисто оцветената област представлява металната плоча на пиезото, докато белият кръг представлява централния пиезо материал, положен върху златната плоча.

Над бялата част на пиезото можем да видим черна изолационна лента, залепена, за да осигури изолирана опорна платформа за мостовия токоизправител, която се състои от 4 x BAS86 диоди на Шотки (показан в червен цвят).

Мостът е здраво сглобен върху гореспоменатата повърхност с парчета медни проводници, можем да видим два от тях, завършващи от централните кръстовища на мостовия токоизправител, единият запоен върху златна плоча на пиезото, а другият споен върху централния бял пиезо материал (бъдете внимателни, докато запоявате върху бялата повърхност, тъй като е доста деликатна и лесно може да се отнеме).

Положителните и отрицателните краища на моста се завършват с помощта на червени / черни проводници и тези проводници от всеки от пиезо / мостовия блок трябва да бъдат свързани заедно. В смисъл, да предположим, че имаме 50 такива пиезо сглобки, тогава всички червени проводници от 50 сглобки трябва да бъдат свързани заедно, а 50-те черни проводника да са свързани заедно.

Тогава тези общи отрицателни / положителни съединения могат да бъдат свързани към електролитен кондензатор с по-висока стойност и по-нататък към клемите (+) (-) на батерията (за зареждане).

Диодите могат да бъдат допълнително закрепени чрез нанасяне на няколко капки супер лепило върху всеки от диодите.

Можете също така да изберете SMD диоди, за да направите моста изключително компактен и лек.

Това завършва монтажа на пиезо моста, който обяснява как да свържете пиезото паралелно за умножаване на текущата мощност, сега нека да продължим напред и да научим най-добрия възможен метод за конфигуриране на горния монтаж с механизъм, който най-ефективно да преобразува стъпките на краката в електричество от пиезото .

Механизъм за генератор на електричество с пиезо мат

Както научихме чрез по-ранните си проучвания, пиезо може да не генерира електричество ефективно, освен ако не е ударен или ударен с някаква сила или дръпване, за да бъдем точни, ударът трябва да бъде бърз, за ​​да се получи максимумът от тези устройства.

Това предполага меко натискане на пиезо няма да е достатъчно, за да управлява оптимално тези устройства, което означава, че само натискането на пиезо модула с крака няма да помогне да се генерира значително от тях.

Не забравяйте, че пиезото се различава от товарната клетка.

Пиезо постелката трябва да бъде оборудвана с механизъм, който трябва да може да преобразува дори бавна стъпка на крака в бърз удар върху пиезото .

Като помислих, измислих следния метод за внедряване на пиезо мат, който се надяваме да постигне максимум от устройствата. Ако имате по-добро решение, можете да го използвате вместо това.

Диаграмата по-долу показва механизма, състоящ се от дървена дъска, въртяща се в центъра и покрита със слой пяна или гъба. Винаги, когато някой пристъпи през пяната, дъската се накланя с „туп“, причинявайки значително количество вибрации по цялата дъска. Същото се повтаря, когато стъпката на крака се повдигне от системата.

как да свържете пиезото за електрическия генератор на рогозката

Пиезо позициониране

Позиционирането на пиезо сглобката може да се види на горната фигура.

Сивата зона е основата на подложката, жълтеникавата секция означава дървената дъска, която има централен въртящ се прът, така че тя може плавно да се преобръща през двете страни, когато човек стъпи върху нея.

Обсъдените по-горе пиезо модули могат да бъдат фиксирани в долната повърхност на дъската към ръба, за да се даде възможност за максимално въздействие върху тях. Ръбът на дъската ще произведе максимално въздействие от централния основен участък, поради което е препоръчително пиезото да се премести възможно най-близо до ръба на дъската.

Залепването на пиезосите ще изисква специално внимание

Не можете просто да залепите пиезотата директно върху посочената дъска, тъй като това просто ще намали движението на пиезото, което ги прави доста неефективни.

Правилният метод би бил да се пробият маломерни дупки и да се залепят пиезотата през тях, така че само ръбът на пиезото да е в състояние да осъществи контакт с дъската, докато централната им част виси в процепа на дупките, както е показано по-долу

Както може да се види в горния дизайн, дъската е пробита с дупки, съответстващи на броя на пиезотата, които трябва да се залепят, като един пиезо може да се види фиксиран отдолу, така че само златната му граница да контактува с дъската, докато останалата централна секция остава настрана в процепа на отвора.

Този метод на залепване осигурява най-ефективното вибрационно въздействие върху пиезосите, когато удари с нечия стъпка.

Подобряване на силата на стъпките върху генератора на пиезо мат

В горния раздел научихме техниката на въртяща се дъска, заредена с пиезотата, за да наложи движение на джапанка в отговор на стъпките, така че дъската да предизвиква максимално вибрационно въздействие върху пиезотата.

Процесът може да бъде подобрен още повече чрез добавяне на магнит във всеки край на дъската, както е показано по-долу:

Както виждаме, железен пирон се вкарва в долния край на дъската и магнит, поставен на долната основа успоредно на нокътя, така че винаги, когато дъската има тенденция да се накланя поради стъпване на крак, магнитът дърпа ръба повече бързо към наклонената страна, причинявайки засилено „почукващо“ въздействие върху съответната страна, което от своя страна причинява еквивалентно количество по-голямо вибрационно напрежение на съответния пиезо модул, осигурявайки по-високо производство на електроенергия от тях.




Предишна: Електронна схема за регулиране на оборотите на двигателя Напред: Как да изградим обикновена сушилня за дрехи за дъждовния сезон