Як зробити взуття для зарядки п’єзоелектричного акумулятора?

Головна / Дізнатися / Як зробити взуття для зарядки п’єзоелектричного акумулятора?

Як зробити взуття для зарядки п’єзоелектричного акумулятора?

Хамза Ікбал, 30 вересня 2019 року, 5 хвилин читання

Поломка пристрою через брак енергії є поширеною проблемою в наш час. Багато разів важливі телефонні дзвінки залишаються без нагляду, і ми не можемо відповісти на важливу розмову, яка триває між нашими колегами та нами, лише через розряд акумулятора нашого мобільного телефону. Майже кожна людина, яка має смартфон, бажає, щоб у неї / її було більше часу автономної роботи. Отже, розглядаючи цю проблему, ми розробимо мобільну техніку зарядки за допомогою нашого взуття. Цей проект не тільки вирішить проблему з відведенням батареї, але й зміцнить здоров’я, створивши устілку для взуття, яка перетворює фізичну енергію, що створюється при ходьбі, в електрику, яка потім зберігається в портативній батареї. Разом із зарядкою нашого електронного гаджета ми також зможемо відновити частину своєї фізичної енергії.

Як зібрати п’єзоелементи з іншими компонентами?

Оскільки ми зрозуміли основну мету нашого проекту, давайте рухатимемось на крок вперед і шукатимемо необхідні компоненти, а потім інтегруватимемо їх для розробки остаточного прототипу.

Крок 1: Використані компоненти

  • Пара взуття
  • П'єзоелектричні елементи (x14)
  • Пістолет для гарячого клею
  • Комплект паяльника
  • 1N4001 - 1N4007 Діоди (x4)
  • Інструмент Dremel
  • Смужки на липучках
  • Цифровий мультиметр
  • Архітектурна лінійка масштабу

Крок 2: Розуміння основного принципу проекту

Перш ніж збирати компоненти, нам слід зрозуміти механізм роботи проекту. У кожному проекті електроніки основою є джерело живлення. Основним джерелом живлення, яке робить можливим цей проект, називається п'єзоелектричний перетворювач / п'єзоелемент. Вони складаються з таких компонентів, як кристали та кераміка, які мають особливу здатність перетворювати фізичну енергію в електрику змінного струму. Ми можемо якнайкраще використати цю властивість цих елементів, поклавши їх собі під ноги таким чином, що кожного разу, коли ми робимо крок, наша вага використовується для штовхання п’єзоелектричних елементів, що, в свою чергу, перетворює нашу фізичну енергію в електричну. Виробляється електрична енергія, але є невелика проблема, змінний струм (змінного струму). Нам потрібен постійний струм (постійний струм)для нашого проекту. Отже, ця проблема буде вирішена шляхом створення випрямляча моста з діодами, щоб потужність змінного струму могла бути перетворена в потужність постійного струму.

Крок 3: Вимірювання розміру взуття

Першим елементом, який нам потрібен для проектування п'єзоелектричного генератора, є пластикова основа. Вийміть основу з взуття та зробіть відповідні виміри за допомогою архітектурної лінійки масштабу.

Отвори для п’єзоелементів розташовані стратегічно так, що вони вирівнюються з великими відступами на устілці взуття, які вказують на зони найбільшого тиску.

Крок 4: КЛЕЄННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ПІЕЦО

Оскільки ми закінчили створення основи для нашого п’єзоелектричного генератора, ми наклеїмо п’єзоелементи на основу за допомогою пістолета для гарячого клею. Нанесіть тонкий шар клею навколо краю отвору в пластику, а потім швидко натисніть на нього п’єзоелектричні компоненти, перш ніж він охолоне. Не наносіть занадто багато клею, тому що, якщо ми це зробимо, ми можемо обмежити пінопластові прокладки від повного стискання. Ми подбаємо ще про те, щоб клей не торкався Позитивного (ЧЕРВОНОГО) та Негативного (ЧОРНОГО) з’єднань, оскільки ці з’єднання згодом будуть спаяні. Ми забезпечимо, щоб п’єзоелементи були приклеєні з обох сторін пластику. За допомогою цифрового мультиметра ми переконаємось, що наші п’єзоелементи працюють.

Тепер, коли ми склеїли всі п’єзоелектричні елементи у відповідних місцях, ми приклеїмо шматочки пінопласту на кожен п’єзоелемент, як показано нижче:

Крок 5: РОЗПАЙКА ЕЛЕМЕНТІВ ПІЕЦО РАЗОМ

П'єзоелементи генерують велику напругу, але вони не генерують значного струму. Отже, маючи це на увазі, ми будемо з’єднувати всі п’єзоелементи паралельно (позитиви будуть спаяні з позитивними, а негативи - з негативними). Після цього ми зможемо генерувати велику кількість ампер, і наш пристрій буде швидше заряджатися. Після пайки з’єднань нанесіть на з’єднання гарячий клей, оскільки це запобіжить розриву з’єднань. Ми з'єднаємо п'єзоелементи з одного боку пластику з іншим, провівши дроти одного з п'єзоелементів через отвори, щоб вони могли бути припаяні паралельно п'єзо з іншого боку. Оскільки всі п'єзоелементи на п'яті паралельно з'єднані,ми припаяємо останній п’єзо в ланцюзі до одного з п’єзоелементів на носовій частині і продовжимо паяти п’єзоелементи паралельно, поки не з’єднаємо всі 14 елементів.

Крок 6: Створення мостового випрямляча

Просуваючись на крок вперед, по-перше, ми вивчимо принципову схему мостового випрямляча, по-друге, побудуємо мостовий випрямляч за допомогою діодів і, нарешті, підключимо мостовий випрямляч.

  1. Вивчення електричної схеми: Коли напруга подаються на діоди і вони дозволяють струм через них Pass - називається в пересиланні упередженого режиму і при подачі напруги і діоди не дозволяють ток наскрізними потім кажуть, що вони перебувають у режимі зворотного зміщення . На схемі, наведеній нижче, діоди підключені в переадресованому режимі, і вони дозволяють струму проходити через них. Позитивною стороною діода є та сторона, яка забарвлена ​​в сірий колір, і це буде показано на наступному кроці.
  2. Побудова мостового випрямляча:  ми підключимо діоди відповідно до конфігурації, зміщеної вперед, щоб через них можна було пропускати струм. Новачки могли слідувати наведеній нижче схемі для створення мостового випрямляча. Мостовий випрямляч також відомий як повний хвильовий випрямляч .
  3. Підключення мостового випрямляча:  Тепер підключіть п’єзоелектричні компоненти до випрямляча відповідно до схеми, показаної нижче. Струм змінного струму, отже, положення проводів є взаємозамінними, якщо вони підключаються до правильних діодів на схемі. Очистіть USB-кабель, який ви придбали разом із акумулятором, і вийміть внутрішні дроти. Нас цікавлять лише ЧЕРВОНІ та ЧОРНІ дроти. Тепер скрутіть зношені дротяні нитки кожного дроту, а потім припаяйте їх, а також припаяйте дроти до випрямляча. Як ми знаємо, що напруга постійного струму має позитивні та негативні клеми, тому після пайки краще перевірити полярність. Щоб бути на більш безпечній стороні, нанесіть на клеми пістолет для гарячого клею.

Крок 7: Встановлення та завершальні штрихи

Оскільки ми зібрали всі компоненти і наш п’єзоелектричний генератор готовий, ми рухатимемось до інсталяційної частини. Відрегулюйте пластиковий п'єзоелектричний генератор усередині взуття, а потім вставте оригінальну підошву поверх нього. Якщо у когось виникає проблема з регулюванням генератора всередині, він / вона може звернутися до зображеного нижче:

Візьміть кабель USB, підключений раніше, і протягніть його між язиком та зовнішньою частиною взуття. Тепер батарею залишилося встановити, і для цього ми закріпимо її між язичком взуття та шнурками, а потім щільно затягнемо взуття. Краще використовувати липучки, щоб закріпити акумулятор, щоб запобігти випаданню батареї під час роботи. Якщо хтось має запасне взуття, тоді він / вона може зробити виріз з пінопласту з його підошви, і взуття трохи підніметься.

Крок 8: Тестування

Тепер, коли ми завершили інсталяційну частину, ми повинні протестувати її та перевірити, працює вона чи ні. Щоб перевірити, наскільки добре вони працюють, ми повинні ВПРАВИТИ щодня. Займайтеся спортом щодня, за винятком футболу, оскільки ваш телефон може пошкодитися під час удару м’яча з ноги. Акумулятор заряджається лише кожного разу, коли ми робимо крок, тому стільки, скільки кроків робить, наш телефон заряджається швидше.