Akumulatora uzlāde ar Pjezo Mat ķēdi

Šajā ierakstā mēs uzzinām metodi, kā iegūt bezmaksas elektrību no pjezo iebūvēta paklāja, ejot pa to, un mēģinām izpētīt, kā šo enerģiju var izmantot nelielas baterijas uzlādēšanai.

Parasti cilvēka ķermenis nes milzīgu enerģijas daudzumu, kas vienkārši tiek izšķiests mūsu ikdienas darbā. Piemēram, enerģija siltuma veidā no ķermeņa un galvas virsmas, enerģija caur katru kustību, kamēr mēs sēžam un strādājam, gulējam utt.

Tomēr lielākais enerģijas daudzums, kas vienkārši tiek izšķiests, ir pastaigas laikā. Šeit mēs redzēsim, kā mūsu pastaigu procesu var izmantot elektroenerģijas ražošanai, izmantojot pjezo ierīces. Vienā no maniem iepriekšējiem rakstiem es ievietoju līdzīgu tēmu, kurā paskaidrots kā ģenerēt elektrību no apaviem, izmantojot solenoīdu , šeit mēs pētīsim, kā pjezo var izmantot elektrības iegūšanai no mūsu pēdām, lai gan šī koncepcija varētu būt daudz vājāka ar tās specifikācijām un tāpēc daudz neefektīva ar veiktspēju, salīdzinot ar tās solenoīda kolēģi.

Būtu interesanti uzzināt, pirms mēs sākam piemērot pjezo mūsu kāju aktivizētajai brīvās enerģijas ģeneratora ķēdei cik lielu maksimālo jaudu pjezo faktiski var radīt kad uz to tiek iedarbināts optimizēts spiediena daudzums.

Ja mēs analizējam standartu 27 mm zummera pjezo ,, Mēs atklājam, ka tad, kad tas ir strauji sasists vai trāpījis (nesabojājot), tas spēj radīt aptuveni 1 līdz 3 V līdzstrāvu, kas, iespējams, spilgti izgaismo 5 mm LED. Nu, kas izskatās iespaidīgi, tomēr pārsteidzot pareizo spēka veidu pareizajā ātrumā un pareizajā vietā, ir grūti izpildīt. Tomēr var būt iespējams panākt, lai šīs ierīces darbotos paredzētajam mērķim samērā labi, ar zināmām plānotām pūlēm.

AS, kas tika apspriests iepriekš, pjezo elements, iespējams, spēj radīt līdz 3 V, bet strāva (amp) var būt diezgan mazāka par aptuveni 10 līdz 20 mA, tāpēc, lai darbinātu salīdzinoši lielāku slodzi, piemēram, akumulatora uzlādi, šī strāva var nebūt pietiekama, un mēs var būt nepieciešams daudz pjezoelementu sadarboties, lai no tiem radītu lielāku strāvas daudzumu.

Kā savienot vairākus pjezosus, lai palielinātu strāvu

Lai palielinātu strāvas daudzumu no pjezo paklāja ģeneratora ķēdes, ir svarīgi tos savienot paralēli, jo paralēlais savienojums izraisa strāvas pievienošanu, savukārt sērijveida savienojums ļauj pievienot spriegumu.

Lai to īstenotu, katram pjezo jābūt atsevišķam tilta taisngrieža vienība , kā parādīts nākamajā attēlā:

Attēlā redzams 27 mm divu galu pjezo pie pamatnes, zeltainā krāsa apzīmē pjezo metāla plāksni, bet baltais aplis apzīmē centrālo pjezo materiālu, kas novietots uz zelta plāksnes.

Virs baltās pjezo daļas mēs varam redzēt melnu izolācijas lenti, kas ir iestrēdzis, lai nodrošinātu izolētu atpūtas platformu tilta taisngriezim, kas sastāv no 4 x BAS86 Schottky diodēm (parādīta sarkanā krāsā).

Tilts ir cieši samontēts uz iepriekš minētās virsmas ar vara stiepļu gabaliem. Mēs varam redzēt, ka divi no tiem beidzas no tilta taisngrieža centrālajiem mezgliem, viens ir pielodēts uz pjezo zelta plāksnes, bet otrs lodēts uz centrālā baltā pjezo materiāla (Esiet piesardzīgs, lodējot uz baltas virsmas, jo tā ir diezgan delikāta un var viegli atbrīvoties).

Tilta pozitīvie un negatīvie gali tiek izbeigti, izmantojot sarkanās / melnās stieples, un šie vadi no katra pjezo / tilta komplekta ir jāsavieno kopā. Tas nozīmē, ka mums ir 50 šādi pjezo mezgli, tad visiem 50 mezglu sarkanajiem vadiem jābūt savienotiem kopā, un 50 melnajiem vadiem jābūt savienotiem kopā.

Tad šīs parastās negatīvās / pozitīvās locītavas var savienot ar augstākas vērtības elektrolītisko kondensatoru un tālāk ar (+) (-) akumulatora spailēm (uzlādēšanai).

Diodes var papildus nostiprināt, uz katras diodes uzklājot dažus pilienus superlīmes.

Varat arī izvēlēties SMD diodes, lai tilts būtu īpaši kompakts un viegls.

Tādējādi noslēdzas pjezo tilta mezgls, kurā paskaidrots, kā pieslēgt pjezo paralēli strāvas izejas reizināšanai, tagad ejam uz priekšu un iemācīsimies labāko iespējamo metodi iepriekš minētās komplektācijas konfigurēšanai ar mehānismu, kas visefektīvāk pārvērš pēdu pakāpienus elektrībā no pjezo .

Piezo Mat elektrības ģeneratora mehānisms

Kā mēs uzzinājām, veicot iepriekšējos pētījumus, pjezo var neradīt elektrību efektīvi, ja vien tas nav izdarīts vai trāpīts ar kaut kādu spēku vai parautu, precīzāk sakot, sitienam vajadzētu būt veiklam, lai no šīm ierīcēm iegūtu maksimālu.

Tas nozīmē, ka mīksta pjezo nospiešana nebūs pietiekama, lai optimāli darbinātu šīs ierīces, tas nozīmē, ka, vienkārši nospiežot pjezo mezglu ar kājām, tas nepalīdzēs no tām ievērojami ģenerēt.

Atcerieties, ka pjezo atšķiras no slodzes elementa.

Pjezo paklājam jābūt aprīkotam ar mehānismu, kam jāspēj pārveidot pat lēnu kājas pakāpienu par a veikls streiks pār pjezo .

Pēc dažām domām es izstrādāju šādu pjezo paklāja ieviešanas metodi, kas, cerams, spētu sasniegt maksimālu labumu no ierīcēm. Ja jums ir labāks risinājums, varat to izmantot, nevis šo.

Zemāk redzamajā diagrammā parādīts mehānisms, kas sastāv no koka dēļa, kas pagriezts centrā un pārklāts ar putu vai sūkļa slāni. Ikreiz, kad kāds pārkāpj pāri putām, dēlis sasveras ar “sitienu”, izraisot ievērojamu vibrāciju visā dēlī. Tas pats atkārtojas, kad kāju solis tiek pacelts no sistēmas.

Pjezo pozicionēšana

Pjezo mezgla pozicionēšanu var redzēt iepriekš redzamajā attēlā.

Pelēkais laukums ir paklāja pamatne, dzeltenīga daļa apzīmē koka dēlīti ar centrālo stieni tā, lai tas varētu vienmērīgi uzsist pa abām pusēm ikreiz, kad kāds uz tā uzkāpj.

Iepriekš apspriestos pjezo mezglus var piestiprināt pie dēļa apakšējās virsmas pret malu, lai nodrošinātu maksimālu triecienu uz tiem. Dēļa mala radīs maksimālu triecienu nekā centrālā šarnīra daļa, tāpēc pjezo ieteicams pārvietot pēc iespējas tuvāk dēļa malai.

Piezo pielīmēšanai būs nepieciešama īpaša piesardzība

Jūs nevarat vienkārši pielīmēt pjezus tieši uz norādītā dēļa, jo, to darot, pjezo kustība vienkārši tiktu samazināta, padarot tos diezgan neefektīvus.

Pareizā metode būtu zemu izmēru caurumu izspiešana un pjezo ielīmēšana pāri tiem tā, lai tikai pjezo mala būtu spējīga sazināties ar dēli, kamēr to centrālā daļa karājas caurumu spraugā, kā parādīts zemāk

Kā redzams iepriekšminētajā konstrukcijā, dēlis tiek caurts ar caurumiem, kas atbilst iespiesto pjezo skaitam, vienu pjezo var redzēt fiksētu zem dēļa tā, ka tikai tā zelta apmale saskaras ar dēli, kamēr atlikusī centrālā daļa paliek atrauta cauruma spraugā.

Šī pielīmēšanas metode nodrošina visefektīvāko vibrāciju triecienu pjezos ikreiz, kad to sit ar kāda cilvēka pēdu.

Soļa spēka palielināšana pjezo paklāja ģeneratoram

Iepriekšējā sadaļā mēs uzzinājām šarnīra dēļa, kas piekrauts ar pjezo, tehniku, lai veiktu flip flop veida kustību, reaģējot uz soļiem, tā ka dēlis rada maksimālu vibrācijas triecienu pjezos.

Procesu varētu vēl vairāk uzlabot, katram dēļa galam pievienojot magnētu, kā parādīts zemāk:

Kā redzam, dēļu apakšējā malā tiek ievietota dzelzs nagla un magnēts, kas novietots uz apakšējās pamatnes paralēli naglai, tā, ka ikreiz, kad dēlis mēdz noliecēties pēdas pakāpiena dēļ, magnēts vairāk pavelk malu ātri virzienā uz noliekto pusi, izraisot pastiprinātu “klauvēju” triecienu attiecīgajā pusē, kas savukārt attiecīgajam pjezo mezglam rada līdzvērtīgu daudzumu lielāku vibrācijas spriegumu, nodrošinot lielāku elektroenerģijas ražošanu no tiem.