Punjenje baterije s krugom Piezo Mat

U ovom postu učimo metodu prikupljanja besplatne električne energije iz piezo ugrađene prostirke hodajući po njoj i pokušavamo istražiti kako se ta energija može koristiti za punjenje male baterije.

Ljudsko tijelo obično nosi ogromnu količinu energije koja se jednostavno troši u našem redovnom svakodnevnom radu. Na primjer, energija u obliku topline iz tijela i glave, energija kroz svaki pokret dok sjedimo i radimo, spavamo itd.

Međutim, najveća količina energije koja se jednostavno troši tijekom hodanja. Ovdje ćemo vidjeti kako se naš proces hodanja može iskoristiti za proizvodnju električne energije pomoću piezo uređaja. U jednom od svojih ranijih članaka objavio sam sličnu temu koja je objasnila kako proizvesti električnu energiju iz cipela pomoću solenoida , ovdje ćemo proučiti kako se piezo može koristiti za sakupljanje električne energije našim stopama, iako bi ovaj koncept mogao biti puno slabiji sa svojim specifikacijama, a samim tim i mnogo neučinkovitiji u odnosu na performanse u usporedbi sa svojim elektromagnetskim kolegama.

Bilo bi zanimljivo znati prije nego što počnemo primjenjivati ​​piezo za naš krug generatora slobodne energije koji se aktivira korakom koliku maksimalnu snagu piezo zapravo može generirati kada se na njega izvrši optimizirana količina pritiska.

Ako analiziramo standard Zujalica od 27 mm piezo ,, Otkrivamo da kad se udari ili naglo udari (bez oštećenja), on može generirati oko 1 do 3V istosmjerne struje, što možda može osvijetliti 5mm LED. Pa, to izgleda impresivno, no pogoditi pravu silu pravom brzinom i preko pravog mjesta nešto je što izgleda teško izvršiti. Ipak, možda je izvedivo da ovi uređaji rade razumno dobro, uz određeni planirani napor.

KAO što je gore spomenuto, piezo element može generirati do 3V, ali struja (pojačalo) može biti prilično manje na oko 10 do 20mA, stoga za rad relativno većeg opterećenja, poput punjenja baterije, ova struja možda neće biti dovoljna i mi može zahtijevati veći broj piezo elemenata da rade zajedno kako bi se od njih proizvela veća količina struje.

Kako povezati više piezo-a zajedno kako bi se povećala struja

Kako bi se povećala količina struje iz sklopa piezo mat generatora, nužno im je paralelno spajanje, jer paralelni spoj uzrokuje dodavanje struje, dok serijski priključak dopušta dodavanje napona.

Da bi se to primijenilo, svaki piezo mora sadržavati svoj zasebni jedinica ispravljača mosta , kao što je prikazano na sljedećoj slici:

Na slici su prikazani 27 mm završni piezo u osnovi, područje zlatne boje predstavlja metalnu ploču pieza, dok bijeli krug predstavlja središnji piezo materijal položen na zlatnu ploču.

Preko bijelog dijela pieza možemo vidjeti crnu izolacijsku traku zalijepljenu kako bi se osigurala izolirana odmorišna platforma za ispravljač mosta koja se sastoji od 4 x BAS86 Schottky diode (prikazana crvena boja).

Most je čvrsto postavljen na gore spomenutu površinu komadima bakrenih žica, možemo vidjeti kako se dva završavaju iz središnjih spojeva mostovskog ispravljača, jedan zalemljen na zlatnu ploču piezo-a, a drugi zalemljen na središnji bijeli piezo-materijal (budite oprezni dok lemite na bijeloj površini jer je prilično osjetljiva i lako se može ogoliti).

Pozitivni i negativni kraj mosta završavaju se crvenim / crnim žicama, a te žice sa svakog piezo / mostovskog sklopa moraju biti povezane. Što znači pretpostavimo da imamo 50 takvih piezo sklopova, tada bi sve crvene žice od 50 sklopova trebale biti spojene, a 50 crnih žica spojenih zajedno.

Ti uobičajeni negativni / pozitivni spojevi tada se mogu spojiti na elektrolitski kondenzator veće vrijednosti., I dalje na (+) (-) terminale baterije (za punjenje).

Diode se mogu dodatno osigurati nanošenjem nekoliko kapi super ljepila na svaku od dioda.

Također se možete odlučiti za SMD diode kako biste most učinili izuzetno kompaktnim i laganim.

Ovim je završen sklop piezo mosta koji objašnjava kako paralelno spojiti piezoe za umnožavanje trenutne izlazne snage, sada idemo dalje i naučimo najbolju moguću metodu konfiguriranja gornjeg sklopa s mehanizmom koji bi najučinkovitije pretvorio korake stopala u električnu energiju iz piezoa .

Mehanizam generatora električne energije Piezo Mat

Kao što smo naučili tijekom ranijih studija, piezo možda neće proizvoditi električnu energiju učinkovito, osim ako se ne udari ili udari nekom vrstom sile ili trzaja, tačnije udarac treba biti brz, kako bi se od tih uređaja postiglo maksimum.

To podrazumijeva meko pritiskanje piezoa, neće biti dovoljno za optimalno upravljanje ovim uređajima, što znači da samo pritiskanjem piezo sklopa nogama neće se značajno generirati od njih.

Sjetite se da se piezo razlikuje od mjerne ćelije.

Piezo prostirka treba biti opremljena mehanizmom koji mora pretvoriti čak i polagani korak noge u brzi udar preko piezo-a .

Nakon malo razmišljanja, osmislio sam sljedeću metodu ugradnje pijezoprostirke koja će nadam se postići maksimum od uređaja. Ako imate bolje rješenje, slobodno ga upotrijebite umjesto ovog.

Dijagram u nastavku prikazuje mehanizam koji se sastoji od drvene daske okrenute u sredini i prekrivene slojem pjene ili spužve. Kad god netko prekorači pjenu, daska se nagne s 'udarcem' što uzrokuje značajnu količinu vibracija na cijeloj dasci. Isto se ponavlja kada se nožni korak digne od sustava.

Piezo pozicioniranje

Pozicioniranje piezo sklopa može se vidjeti na gornjoj slici.

Sivo područje je podloga za mat, žućkasti dio označava drvenu dasku koja ima središnju osovinsku šipku tako da može glatko flip-flop preko obje strane kad god osoba stane na nju.

Gore opisani piezo sklopovi mogu se učvrstiti na donjoj površini daske prema rubu radi omogućavanja maksimalnog utjecaja na njih. Rub daske proizvest će maksimalan udar od središnjeg središnjeg dijela, stoga je poželjno pomaknuti piezo što bliže rubu daske.

Lijepljenje Piezosa zahtijevat će posebnu pažnju

Ne možete jednostavno zalijepiti piezo-ove izravno na naznačenu dasku, jer bi to jednostavno prigušilo piezo-pokret čineći ih prilično neučinkovitima.

Prava metoda bila bi probijanje premalih rupa i nalijepljenje piezo-a preko njih tako da samo rub piezo-a može uspostaviti kontakt s daskom dok im središnji dio visi u procjepu rupa, kao što je prikazano dolje

Kao što se može vidjeti u gornjem dizajnu, daska je probušena rupama koje odgovaraju broju piezo-a koji treba zalijepiti, jedan piezo se može vidjeti fiksiran ispod daske tako da samo njegova zlatna ivica dodiruje dasku dok preostali središnji dio ostaje podalje unutar praznine rupe.

Ova metoda lijepljenja osigurava najučinkovitiji vibracijski utjecaj na piezos svaki put kad ga pogodi nečiji korak.

Pojačavanje sile koraka na piezo-mat generatoru

U gornjem smo odjeljku naučili tehniku ​​vrtljive daske napunjene piezo-ima kako bi se ojačalo kretanje japanke kao odgovor na korake, tako da daska uzrokuje maksimalan vibracijski utjecaj na piezo-uređaje.

Postupak se može još poboljšati dodavanjem magneta na oba kraja daske, kao što je prikazano dolje:

Kao što vidimo, željezni čavao umetnut je na donji rub daske, a magnet postavljen na donju podlogu paralelno s čavlom, tako da kad god daska naginje zbog koraka nogom, magnet više povlači rub brzo prema nagnutoj strani uzrokujući pojačani udarac na odgovarajućoj strani, što zauzvrat uzrokuje ekvivalentnu količinu više vibracijskog stresa na dotičnom piezo sklopu, osiguravajući veću proizvodnju električne energije iz njih.