Kuidas toota jalatsist elektrit kõndimise ajal

Selles postituses õpime, kuidas jalutuskäigu ajal kingast elektrit toota. Seda elektrit saab samaaegselt kasutada mobiiltelefoni aku laadimiseks.

Mõnes minu eelmises postituses saime teada, kuidas lihtsaid masinaid saab tasuta elektrienergia saamiseks tõhusalt kasutada. Lisateavet leiate järgmiste postituste kaudu:

Elekter pendli abil

Elekter Gravitatsioonist

Kehakaalust vaba energia

Meie jalad on suurepärane näide lihtsast masinast, mida saab võrrelda kangiga. Iga kord, kui liigume sammu edasi, tõstame kogu keha vaevata varvastele ja taastame selle siis uuesti maa peale, jätkame seda nii kaua, kuni kõnnime, ilma et oleksite üldse vaeva näinud.

See saab võimalikuks tänu meie hüppeliigese luumehhanismi ülitõhusale disainile, mis on võimeline teostama tööd nii tõhusalt, et me vaevalt mõistame töö mahtu, mida suudame kogu päeva jooksul nii mitu korda teha.

Kuigi kõndimine võib meie jaoks tunduda liiga lihtne, teevad meie jalad tegelikult märkimisväärset tööd, tõstes umbes 60 kg (keskmiselt) maapinda ja viies selle seejärel tagasi maapinnale, mis kujutab endast üles- ja allapoole suunatud jõudu, mis võib olla võrdne 60kg gravitatsiooniekvivalendiga.

Kõndimise ajal suudavad jalad hüppeliigese kangimehhanismi tõttu oma keha väga tõhusalt tõsta ja keharaskuse vabastamisel saab raskusjõud vastutada massi taas maapinnale taastamise eest.

Mõlemal korral vahetatakse tohutul hulgal vägesid ja me oleme praegu huvitatud selle jõu kasutamisest tasuta elektri tootmiseks, kui käiakse.

Kontseptsioon pole tegelikult uus, inimesed on seda proovinud varemgi, kuid kasutades kingades piesoelektrilist materjali.

Piezo elemendi kasutamine valikuna

Piezo elektriline materjal muundab rõhu elektriks, kuid pieso kontseptsiooniga toodetud elektri suurus on nii tühine, et tundub lihtsalt kasutu.

Kui teil on rakmedele vabalt kättesaadav piisav surve ja jõud, ei soovi te seda raisata, kasutades selleks ebaefektiivset ja alahinnatud kontseptsiooni nagu piesoelektriline.

Motor või Dynamo kasutamine

Mootori või dünamo kasutamine näeb rakenduse jaoks hea välja, kuid need vidinad nõuavad hammasratastega väntamist, mis võib muuta selle jalatsiga rakendamise tarbetu keerukuse ja müra tõttu, mis võib tekkida samal ajal, kui kõndimisprotsess masinat väntab.

Lahe alternatiiv, teostatav meetod elektrienergia saamiseks meie kingadest võiks olla väikese solenoidi kasutamine, nagu on näidatud järgmisel pildil:

Pildi viisakus: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

Ülaltoodud joonis näitab väikest 5 V vedruga solenoidi, mis näib olevat õige valik meie pakutud kinga generaatori rakenduse jaoks.

Solenoidi kasutamine

Kuna solenoid on määratud töötama 5 V sisendiga @ 1 am, võime eeldada, et selle juhtmetes on peaaegu sama võimsus, kui sellele avaldatakse survet ja tõmmatakse mehaanilist jõudu. Õiged parameetrid, mis võivad olla täiesti sobivad mobiiltelefoni aku laadimiseks .

Nende solenoidide kasutamise suur eelis on see, et neil on vedruga varustatud võlli mehhanism, mis tähendab, et ainus efektiivne jõud, mida seade vajab elektri tootmiseks, on gravitatsioonijõud, samal ajal kui meie jalad on puhkeasendis ja kui jalgu tõstetakse solenoidi kevadine toime täiendab tegevust, mis muudab süsteemi äärmiselt tõhusaks.

Kuna solenoidid kasutavad tavaliselt kolvina raudvarrast, ei saa me eeldada, et süsteem toodab elektrit enne, kui see riba on kõigepealt magnetiks muudetud, sest ainult liikuv magnet suudab mähise kaudu liikudes elektrit toota traadist.

Seda modifikatsiooni saab lihtsalt rakendada, kinnitades solenoidvarda ülemisse serva mõned neodüümmagnetid, nagu allpool näidatud, see muudab kogu kolbi tõhusaks magnetiks, mis oleks seejärel võimeline interakteeruma solenoidi mähisega. elektrienergia tootmiseks, kui teil on mõni muu tõhus viis varda püsimagnetiks muundamiseks, saate seda kasutada toimingutest parema reaktsiooni saamiseks.

Järgmises jaotises õpime, kuidas jalutuskäigu ajal jalatsitest elektrit toota ja mida võib kasutada liitiumioonaku laadimiseks.

Ülaltoodud seade on kujutatud pildivormingus, et näidata ühendusest üksikasju selle kohta, kuidas elektrit toota kingast. Praktiliselt kõik elemendid peavad olema nõuetekohaselt korpuse sisse peidetud ja kindlalt kingakannaga kinnitatud.

Joonisel näeme selgelt, kuidas solenoid tuleb asetada kinga kanna külge nii, et solenoid avaldatakse kasutaja jalutuskäigu ajal selle võllile survet ja vabastavat survet.

Iga kord, kui elektromagnetvõlli tõmmatakse või lükatakse, suhtleb seadme sees oleva võlliga seotud magnet magnetit ümbritseva rulliga, mis tekitab elektrit, mis muutub kättesaadavaks solenoidi ühendusjuhtmete kaudu.

Kuna elektromagnetvõlli edasi-tagasi liikumine peaks põhjustama väljundis vahelduvvoolu, tuleb see alalisvoolu saamiseks alandada, mistõttu võib solenoidi juhtmetega näha sildalaldit.

Alaldatud alalisvoolu saab nüüd kasutada liitiumioonaku või mis tahes muu aku laadimiseks, mille pinge võib olla määratud.

Vänttasku mehhanismi kasutamine

Kui leiate, et solenoidmehhanismi optimeerimine on keeruline ja see ei anna piisavalt voolu, võiksite proovida alternatiivset kontseptsiooni, kasutades vänta taskulampi.

Vändaga taskulambid, nagu me kõik teame, kasutavad vedruga mootorit / käigumehhanismi, kus hammasratast vändatakse manuaalse jõuga, et arvutatud ülekandearvude abil mootori spindlit mitu korda pöörata. See mootori sunnitud pöörlemine tekitab lõppkokkuvõttes ühendatud koormuse jaoks vajaliku elektrienergia.

Sama põhimõtet saab rakendada jalatsist elektri tootmiseks, paigaldades jalatsile väikese vänttaskulambi ja ühendades selle väljundi patareiga, nagu allpool näidatud. Eemaldage seadmest kindlasti LED-osa ja kasutage aku ettenähtud laadimiseks ainult mehhanismi.

Hoiatus: vooluahel ei sisalda ülelaadimise kaitset, mis võib olla aku jaoks ohtlik, tänapäeval on liitiumioonakud varustatud sisemiste PCM-ide või kaitseahelamoodulitega, mis tagavad rakkude täieliku ohutuse ülelaadimise või tühjakslaadimise vastu. veenduge, et liitium-ioonelemendil on see moodul ühendatud, et saaksite seda turvaliselt laadida, kasutades pakutavat kontseptsiooni, mille kohaselt saate kõndides elektrit toota.