Domov/Naučte sa/ Ako vyrobiť piezoelektrickú nabíjaciu obuv?

Ako vyrobiť piezoelektrickú nabíjaciu obuv?

Autor: Hamza Iqbal, 30. september 2019, prečítanie 5 minút

Porucha zariadenia z dôvodu nedostatku energie je v dnešnej dobe bežným problémom. Mnohokrát dôležité telefónne hovory zostávajú bez dozoru a nie sme schopní odpovedať na dôležitý rozhovor, ktorý sa vedie medzi našimi kolegami a nami, z dôvodu vybitia batérie nášho mobilného telefónu. Takmer každý, kto vlastní smartphone, si želá, aby mal dlhšiu výdrž batérie. Ak teda vezmeme do úvahy tento problém, navrhneme pomocou našich topánok techniku ​​mobilného nabíjania. Tento projekt nielenže vyrieši problém s vybitím batérie, ale podporí aj zdravie vytvorením stielky na topánky, ktorá premieňa fyzickú energiu vytvorenú chôdzou na elektrinu, ktorá sa potom ukladá v prenosnej batérii. Spolu s nabíjaním nášho elektronického prístroja budeme môcť tiež obnoviť časť našej fyzickej energie.

Ako zostaviť piezoelektrické prvky s ostatnými komponentmi?

Keď sme pochopili základný cieľ nášho projektu, poďme o krok vpred a vyhľadajme požadované komponenty, ktoré potom integrujeme a navrhneme konečný prototyp.

Krok 1: Použité komponenty

• Pár topánok
• Piezoelektrické prvky (x 14)
• Horúca lepiaca pištoľ
• Sada spájkovačky
• 1N4001 - 1N4007 diódy (x4)
• Dremel Tool
• Pásiky na suchý zips
• Digitálny multimetr
• Pravítko architektonickej mierky

Krok 2: Pochopenie základného princípu projektu

Pred zostavením komponentov musíme pochopiť pracovný mechanizmus projektu. V každom projekte elektroniky je napájací zdroj chrbticou. Hlavný zdroj energie, ktorý umožňuje tento projekt, sa nazýva piezoelektrický menič / piezoelektrický prvok. Skladajú sa z komponentov, ako sú kryštály a keramika, ktoré majú špeciálnu schopnosť premieňať fyzickú energiu na striedavú elektrinu. Túto vlastnosť týchto prvkov môžeme čo najlepšie využiť tak, že si ich dáme pod nohy tak, že zakaždým, keď urobíme krok, použije sa naša váha na zatlačenie piezoelektrických prvkov, ktoré následne premenia našu fyzickú energiu na elektrickú. Elektrická energia sa vyrába, ale je tu malý problém, Striedavý prúd (AC). Potrebujeme Jednosmerný prúd (DC) pre náš projekt. Preto bude tento problém vyriešený vytvorením a Mostový usmerňovač s diódami, aby bolo možné premeniť striedavé napájanie na jednosmerné.

Krok 3: Meranie veľkosti vašej topánky

Prvým prvkom, ktorý potrebujeme na návrh piezoelektrického generátora, je plastová základňa. Vyberte základňu z topánky a vykonajte príslušné merania pomocou pravítka architektonickej mierky.

Otvory pre piezoelektrické prvky sú strategicky umiestnené tak, aby boli v jednej línii s veľkými zarážkami na stielke topánky, ktoré označujú oblasti najväčšieho tlaku.

Krok 4: LEPENIE PIEZOVÝCH PRVKOV

Keď sme dokončili vytváranie základne pre náš piezoelektrický generátor, prilepíme piezoelektrické prvky na základňu pomocou tavnej pištole. Tenkú vrstvu lepidla naneste na okraj otvoru v plastu a potom na neho rýchlo stlačte piezoelektrické komponenty, až kým nevychladnú. Neaplikujte príliš veľa lepidla, pretože v takom prípade môžeme zabrániť úplnému stlačeniu penových podložiek. Postaráme sa ešte o jednu vec, aby sa lepidlo nedotýkalo pozitívu (ČERVENÉ) a negatívne (ČIERNA) spoje, pretože tieto spoje budú neskôr spájkované. Zaistíme, aby boli piezoelektrické prvky prilepené na oboch stranách plastu. Pomocou digitálneho multimetra sa uistíme, že naše piezoelektrické prvky fungujú.

Teraz, keď sme všetky piezoelektrické prvky nalepili na príslušné miesta, nalepíme kúsky peny na každý piezoelektrický prvok, ako je to znázornené nižšie:

Krok 5: SPOLOČNÉ SPÁJANIE PRÍVODOV PIEZO

Piezoelektrické prvky generujú dostatočné napätie, ale negenerujú značný prúd. Ak to vezmeme do úvahy, zapojíme paralelne všetky piezoelektrické prvky (pozitíva sa spájkujú s pozitívnymi a negatívy sa spájkujú s negatívnymi). Keď to urobíme, budeme schopní generovať veľké množstvo ampérov a naše zariadenie sa bude nabíjať rýchlejšie. Po spájkovaní spojov naneste na spoje horúce lepidlo, ktoré zabráni zlomeniu spojov. Spojíme piezoelektrické prvky z jednej strany plastu na druhú prevlečením drôtov jedného z piezoelektrických prvkov cez otvory, aby bolo možné ich paralelne spájkovať s piezoelektrickým prvkom na druhej strane. Pretože sú všetky piezoelektrické prvky na päte zapojené paralelne, spojíme posledný piezoelektrický reťazec s jedným z piezoelektrických prvkov na špičke špičky a pokračujeme v paralelnom spájkovaní piezoelektrických prvkov, kým nie je pripojených všetkých 14 prvkov.

Krok 6: Budovanie mostového usmerňovača

Keď pôjdeme o krok vpred, najskôr si preštudujeme schému zapojenia mostového usmerňovača, po druhé zostrojíme mostový usmerňovač pomocou diód a nakoniec zapojíme mostíkový usmerňovač.

1. Štúdium obvodového diagramu: Keď sa na diódy aplikuje napätie a tieto umožňujú priechod prúdu, hovorí sa o nich, že sú vpred Zaujatý režime a keď je pripojené napätie a diódy neumožňujú prúd prúdiť, potom sa hovorí, že sú v Spätne skreslený režim. V schéme zapojenia sú zobrazené nižšie. Diódy sú zapojené v predopnutom režime a umožňujú prúdom prechádzať. Pozitívnou stránkou diódy je tá strana, ktorá je natretá sivou farbou a ktorá sa zobrazí v ďalšom kroku.
2. Budovanie usmerňovača mosta:Pripojíme diódy podľa konfigurácie s predopätím, aby cez ne mohol prechádzať prúd. Začiatočníci mohli vytvoriť mostíkový usmerňovač podľa nižšie uvedenej schémy. Můstkový usmerňovač je tiež známy ako Usmerňovač s plnou vlnou.
3. Zapojenie usmerňovača mosta:Teraz pripojte piezoelektrické komponenty k usmerňovaču podľa schémy znázornenej nižšie. Prúd je striedavý prúd, takže polohy vodičov sú zameniteľné, pokiaľ sa pripájajú k správnym diódam na diagrame. Odlúpte kábel USB, ktorý ste si kúpili s batériou, a vyberte vnútorné vodiče. Nás zaujíma iba ČERVENÁ a ČIERNA drôty. Teraz zatočte rozstrapkané lanká každého drôtu a potom ich spájkujte a tiež spájkujte drôty k usmerňovaču. Pretože vieme, že jednosmerné napätie má kladné a záporné póly, je po spájkovaní lepšie skontrolovať polaritu. Aby ste boli na bezpečnejšej strane, na svorky naneste horúcu lepiacu pištoľ.

Krok 7: Inštalácia a dokončovacie práce

Keď sme zhromaždili všetky komponenty a náš piezoelektrický generátor je pripravený, posunieme sa smerom k inštalačnej časti. Upravte plastový piezoelektrický generátor vo vnútri topánky a potom na ňu vložte pôvodnú podrážku. V prípade, že má niekto problém s nastavením generátora vo vnútri, môže sa obrátiť na obrázok, ktorý je uvedený nižšie:

Vezmite predtým zapojený kábel USB a prevlečte ho medzi jazyk a vonkajšiu časť topánky. Teraz je batéria ponechaná na namontovanie a za týmto účelom ju pripevníme medzi jazyk topánky a šnúrky a potom topánku pevne utiahneme. Je lepšie použiť Suchý zips batériu upevnite, aby ste zabránili vypadnutiu batérie počas prevádzky. Ak má niekto náhradnú topánku, môže si z podrážky urobiť penový výrez a topánka sa trochu zdvihne.

Krok 8: Testovanie

Teraz, keď sme dokončili inštalačnú časť, mali by sme ju otestovať a zistiť, či funguje alebo nie. Aby sme skontrolovali, ako dobre fungujú, mali by sme CVIČENIE denne. Športujte každý deň okrem futbalu, pretože váš telefón sa môže pri údere do lopty z chodidla poškodiť. Batéria sa bude nabíjať iba vždy, keď urobíme krok, pretože toľko krokov, ktoré urobíme, sa telefón nabije rýchlejšie.