Aku laadimine Piezo Mat ahelaga

Selles postituses õpime meetodit pieso sisseehitatud matilt vaba elektri kogumiseks sellel kõndides ja proovime uurida, kuidas seda energiat väikese aku laadimiseks kasutada.

Tavaliselt kannab inimkeha tohutult energiat, mis meie tavalises igapäevases töös lihtsalt raiskab. Näiteks energia meie keha ja pea pinnalt pärineva soojuse kujul, energia iga meie liigutuse kaudu, kui me istume ja töötame, magame jne.

Kuid kõige rohkem raisatud energiat on kõndides. Siin näeme, kuidas meie kõndimisprotsessi saab kasutada pieso-seadmete abil elektri tootmiseks. Ühes oma varasemas artiklis postitasin sarnase teema, mis selgitas kuidas elektrienergiat toota kingadest solenoidi abil , siin uurime, kuidas piesot saab kasutada elektri kogumiseks meie jälgedest, ehkki see kontseptsioon võib olla oma omadustega palju nõrgem ja seetõttu jõudluse suhtes palju ebaefektiivne võrreldes solenoidi analoogiga.

Enne kui hakkame pieso rakendama oma sammuga aktiveeritud vaba energia generaatori vooluahelale, oleks huvitav teada kui palju maksimaalset võimsust suudab pieso tegelikult genereerida kui sellele rakendatakse optimeeritud rõhuhulka.

Kui analüüsime standardit 27mm summeri pieso ,, leiame, et kui see on tabanud või järsult tabanud (kahjustamata), suudab see tekitada umbes 1 kuni 3 V alalisvoolu, mis võib olla võimeline 5 mm LED-i eredalt valgustama. Noh, mis näeb välja muljetavaldav, kuid lööb õiget liiki jõudu õigel kiirusel ja õiges kohas, on see, mida on raske teostada. Sellegipoolest võib olla võimalik panna need seadmed ettenähtud otstarbel mõistlikult hästi tööle, kavandatud vaevaga.

Eespool arutatud piesoelement võib olla võimeline genereerima kuni 3 V, kuid vool (amp) võib olla üsna väiksem umbes 10 kuni 20 mA juures, mistõttu suhteliselt suurema koormuse käitamiseks, näiteks aku laadimiseks, ei pruugi see vool olla piisav ja me võib suurema hulga voolu tekitamiseks vajada palju piesoelementide koostööd.

Kuidas ühendada mitu pieso voolu suurendamiseks

Pieso-mat generaatori vooluahela vooluhulga suurendamiseks on hädavajalik ühendada need paralleelselt, kuna paralleelühendus põhjustab voolu lisamist, samas kui seeriaühendus võimaldab pinge lisamist.

Selle teostamiseks peab iga pieso sisaldama oma eraldi silla alaldi seade , nagu on näidatud järgmisel joonisel:

Pildil on 27 mm kahe otsaga pieso põhjas, kuldne ala tähistab pieso metallplaati, valge ring aga kuldsele plaadile asetatud keskset pieso materjali.

Pieso valge osa kohal näeme musta isolatsioonilinti, mis on kleepunud, et tagada silla alaldi isoleeritud puhkeplatvorm, mis koosneb 4 x BAS86 Schottky dioodist (kujutatud punast värvi).

Sild on ülalnimetatud pinnal vasktraaditükkidega kindlalt kokku pandud. Näeme, et kaks neist lõpevad silla alaldi keskmistest ristmikest, üks on joodetud pieso kuldplaadile, teine ​​aga keskmisele valgele pieso materjalile. (olge valgel pinnal jootmise ajal ettevaatlik, kuna see on üsna õrn ja võib kergesti lahti saada).

Silla positiivsed ja negatiivsed otsad lõpetatakse punaste / mustade juhtmete abil ja need pieso / silla sõlmede juhtmed peavad olema omavahel ühendatud. See tähendab, et meil on 50 sellist pieso sõlme, siis peaksid kõik 50 sõlme punased juhtmed olema omavahel ühendatud ja 50 mustat juhtet ühendatud.

Need tavalised negatiivsed / positiivsed liigendid võib seejärel ühendada suurema väärtusega elektrolüütkondensaatoriga ja edasi (+) (-) aku klemmidega (laadimiseks).

Dioode võib lisaks kinnitada, lisades igale dioodile paar tilka superliimi.

Samuti saate valida SMD dioodid, et muuta sild ülimalt kompaktseks ja kergeks.

See lõpetab pieso silla koostu, mis selgitab, kuidas pieso paralleelselt ühendada voolu väljundi korrutamiseks. Nüüd läheme edasi ja õppime parimat võimalikku meetodit ülaltoodud sõlme konfigureerimiseks mehhanismiga, mis muundaks jalgade sammud piesoost kõige paremini elektriks .

Piezo Mat elektrigeneraatori mehhanism

Nagu varasemate uuringute käigus teada saime, pieso ei pruugi elektrit toota tõhusalt, välja arvatud juhul, kui seda on löödud või tabatud mingisuguse jõu või jõnksuga, täpsemalt öeldes peaks löömine olema nipsakas, et nendest seadmetest maksimaalselt toota.

See tähendab, et pieso pehmel vajutamisel ei piisa nende seadmete optimaalseks juhtimiseks, see tähendab, et lihtsalt pieso-sõlme jalgadega vajutamine ei aita neist märkimisväärselt genereerida.

Pidage meeles, et pieso erineb koormusandurist.

Pieso matt peaks olema varustatud mehhanismiga, mis peab olema võimeline muutma isegi aeglase jala astme a rabav streik piesoosa üle .

Mõeldes mõnele mõttele, mõtlesin välja järgmise pieso-mati rakendamise meetodi, mis loodetavasti suudaks seadmetega maksimaalselt saavutada. Kui teil on parem lahendus, võite selle asemel selle julgelt kasutada.

Alloleval diagrammil on kujutatud mehhanism, mis koosneb keskel pööratud puitplaadist ja kaetud vaht- või käsnkihiga. Alati, kui keegi astub üle vahu, kallutab plank 'mürtsuga', põhjustades kogu plangul märkimisväärset vibratsiooni. Sama kordub ka siis, kui süsteemist tõstetakse jalgsi samm.

Piezo positsioneerimine

Pieso sõlme positsioneerimist saab näha ülaltoodud joonisel.

Hall ala on Mati alus, kollakas sektsioon tähistab puidust planku, millel on keskne pöördvarda, nii et see saaks sujuvalt mõlemal küljel klappida, kui keegi sellele astub.

Eespool käsitletud piesoagregaate saab fikseerida plangi alumisele pinnale serva suunas, võimaldades neile maksimaalset mõju. Plangi serv annab maksimaalse löögi kui keskne pöördosa, seetõttu on soovitav pieso viia plangu servale võimalikult lähedale.

Piezode kleepimine nõuab erilist hoolt

Piesoosi ei saa lihtsalt otse näidatud plangule kleepida, sest see vähendaks pieso liikumist lihtsalt, muutes need üsna ebaefektiivseks.

Õige meetod oleks alamõõduliste aukude augustamine ja piesoside kleepimine neile üle nii, et ainult pieso äär saaks planguga kontakti, samal ajal kui nende keskosa ripub aukude pilus, nagu allpool näidatud

Nagu ülaltoodud konstruktsioonist nähtub, on plank augustatud aukudega, mis vastavad kinnihoidmist vajavate piesoside arvule, ühte pieso saab näha plangi alt fikseerituna nii, et ainult selle kuldne äär puutub planguga kokku, samal ajal kui ülejäänud keskosa jääb aukude vahelt eemale.

See kleepumismeetod tagab piesosele kõige tõhusama vibratsioonimõju alati, kui see tabab kellegi jälge.

Pieso-matgeneraatori jalajõu suurendamine

Eeltoodud jaotises õppisime piesosidega koormatud planku tehnikat, et rakendada flip-flop tüüpi liikumist vastusena sammudele, nii et plank põhjustab piesos maksimaalset vibratsiooni.

Protsessi saaks veelgi parandada, lisades plangi mõlemasse otsa magneti, nagu allpool näidatud:

Nagu näeme, sisestatakse plangu alumisse serva raudnael ja alusele asetatakse magnet naelaga paralleelselt nii, et alati, kui plank kipub jala astumise tõttu kalduma, tõmbab magnet serva rohkem kiiresti kallutatud külje suunas, põhjustades vastava külje jaoks suurema „koputamise“ mõju, mis omakorda põhjustab vastavasse pieso-sõlme samaväärse suurema vibratsioonipinge, tagades neist suurema elektritootmise.