Hoe maak je een piëzo-elektrische batterijoplaadschoen?

Het falen van het apparaat door gebrek aan energie is tegenwoordig een veelvoorkomend probleem. Vaak worden belangrijke telefoontjes onbeheerd achtergelaten en kunnen we niet reageren op een belangrijk gesprek dat gaande is tussen onze collega's en ons, alleen omdat de batterij van onze mobiele telefoon leeg is. Bijna elke persoon die een smartphone heeft, wenst dat hij / zij een langere batterijduur heeft. Dus om dit probleem in overweging te nemen, zullen we een mobiele oplaadtechniek ontwerpen met behulp van onze schoenen. Dit project lost niet alleen het probleem van het leeglopen van de batterij op, maar bevordert ook de gezondheid door een inlegzool voor schoenen te maken die de fysieke energie die wordt opgewekt door te lopen, omzet in elektriciteit, die vervolgens wordt opgeslagen in een draagbare batterij. Naast het opladen van onze elektronische gadget, zullen we ook een deel van onze fysieke energie kunnen vernieuwen.

Hoe piëzo-elektrische elementen samen te stellen met andere componenten?

Omdat we het basisdoel van ons project hebben begrepen, gaan we een stap vooruit en kijken naar de vereiste componenten en deze integreren om een ​​definitief prototype te ontwerpen.

Stap 1: gebruikte componenten

Stap 2: Het basisprincipe van het project begrijpen

Voordat we de componenten assembleren, moeten we het werkingsmechanisme van het project begrijpen. In elk project van elektronica is de voeding de ruggengraat. De belangrijkste krachtbron die dit project mogelijk maakt, wordt een piëzo-elektrische transducer / piëzo-elektrisch element genoemd. Ze bestaan ​​uit componenten zoals kristallen en keramiek die het speciale vermogen hebben om fysieke energie om te zetten in wisselstroom. We kunnen deze eigenschap van deze elementen optimaal benutten door ze zo onder onze voeten te leggen dat elke keer dat we een stap zetten ons gewicht wordt gebruikt om de piëzo-elektrische elementen te duwen, die op hun beurt onze fysieke energie in elektrische energie omzet. Er wordt elektrische energie opgewekt, maar er is een klein probleem, Wisselstroom (AC). Wij hebben nodig Gelijkstroom (DC) voor ons project. Daarom wordt dit probleem opgelost door een Bruggelijkrichter met diodes zodat wisselstroom kan worden omgezet in gelijkstroom.

Stap 3: De maat van je schoen meten

Het eerste element dat we nodig hebben voor het ontwerpen van een piëzo-elektrische generator is de plastic basis. Haal de basis uit de schoen en voer de juiste metingen uit met behulp van de architecturale schaalliniaal.

De gaten van het piëzo-element zijn strategisch geplaatst, zodat ze op één lijn liggen met de grote inkepingen in de binnenzool van de schoen, die de gebieden met de meeste druk aangeven.

Stap 4: LIJMEN VAN DE PIEZO-ELEMENTEN

Aangezien we klaar zijn met het maken van de basis voor onze piëzo-elektrische generator, zullen we de piëzo-elementen op de basis plakken met behulp van een heet lijmpistool. Breng het dunne laagje lijm aan rond de rand van het gat in het plastic en druk dan snel de piëzo-elektrische componenten erop voordat het is afgekoeld. Breng niet te veel lijm aan, want als we dat doen, kunnen we voorkomen dat de schuimrubberen pads volledig samenpersen. We zorgen voor nog een ding dat de lijm het positieve niet raakt (ROOD) en negatief (ZWART) verbindingen omdat die verbindingen later worden gesoldeerd. We zorgen ervoor dat de piëzo-elementen aan beide zijden van de kunststof worden verlijmd. Met behulp van een digitale multimeter zorgen we ervoor dat onze piëzo-elementen werken.

Nu we alle piëzo-elektrische elementen op de juiste plaatsen hebben gelijmd, zullen we de schuimstukken op elk piëzo-element lijmen zoals hieronder weergegeven:

Stap 5: DE PIEZO-ELEMENTEN SAMEN SOLDEREN

De piëzo-elementen genereren voldoende spanning, maar genereren geen aanzienlijke stroom. Met het oog hierop zullen we alle piëzo-elementen parallel aansluiten (positieven worden gesoldeerd met de positieve en negatieven worden gesoldeerd met de negatieve). Als we dit hebben gedaan, kunnen we een groot aantal ampères genereren en zal ons apparaat sneller worden opgeladen. Breng na het solderen van de verbindingen de hete lijm aan op de verbindingen om te voorkomen dat de verbindingen afbreken. We zullen de piëzo-elementen van de ene kant van het plastic met de andere verbinden door de draden van een van de piëzo-elementen door de gaten te halen zodat ze parallel aan een piëzo aan de andere kant kunnen worden gesoldeerd. Omdat alle piëzo-elementen op de hiel parallel zijn bedraad, solderen we de laatste piëzo in de ketting aan een van de piëzo-elementen op het teenstuk en blijven we de piëzo-elementen parallel solderen totdat alle 14 elementen zijn verbonden.

Stap 6: De bruggelijkrichter bouwen

Als we een stap verder gaan, zullen we eerst het schakelschema van een bruggelijkrichter bestuderen, ten tweede zullen we een bruggelijkrichter bouwen met behulp van diodes en ten slotte zullen we de bruggelijkrichter bedraden.

1. Het schakelschema bestuderen: Wanneer de spanning wordt aangelegd op de diodes en ze de stroom doorlaten, wordt er gezegd dat ze doorgestuurd worden Vooringenomen modus en wanneer de spanning wordt toegepast en diodes de stroom niet doorlaten, dan zijn ze naar verluidt binnen Omgekeerde vooringenomenheid modus. In het schakelschema wordt hieronder getoond dat de diodes zijn aangesloten in de doorstuurmodus en ze laten de stroom erdoorheen. De positieve kant van de diode is die kant die grijs is geverfd en deze wordt in de volgende stap getoond.
2. De bruggelijkrichter bouwen:We zullen diodes aansluiten volgens de voorwaarts gerichte configuratie, zodat er stroom doorheen kan worden geleid. De beginners kunnen het onderstaande diagram volgen om de bruggelijkrichter te maken. De bruggelijkrichter is ook wel bekend als de Gelijkrichter met volledige golf.
3. Bedrading van de bruggelijkrichter:Verbind nu de piëzo-elektrische componenten met de gelijkrichter volgens het onderstaande schema. De stroom is wisselstroom, dus de positie van de draden is uitwisselbaar, zolang ze maar op de juiste diodes in het diagram worden aangesloten. Trek de USB-kabel los die u bij uw accu hebt gekocht en verwijder de interne draden. We zijn alleen geïnteresseerd in ROOD en ZWART draden. Draai nu de gerafelde draadstrengen van elke draad en soldeer ze vervolgens en soldeer ook de draden aan de gelijkrichter. Omdat we weten dat DC-spanning positieve en negatieve aansluitingen heeft, is het na het solderen beter om de polariteit te controleren. Gebruik voor de zekerheid een heet lijmpistool op de klemmen.

Stap 7: Installatie en afwerking

Omdat we alle componenten hebben geassembleerd en onze piëzo-elektrische generator klaar is, gaan we naar het installatiedeel. Pas de plastic piëzo-elektrische generator in de schoen aan en plaats de originele zool er bovenop. Als iemand een probleem heeft met het aanpassen van de generator binnenin, kan hij / zij de onderstaande afbeelding raadplegen:

Neem de eerder bedrade USB-kabel en steek deze tussen de tong en de buitenkant van uw schoen. Nu moet de batterij worden gemonteerd en om dit te doen, zullen we deze tussen de tong van de schoen en veters bevestigen en vervolgens de schoen strak trekken. Het is beter om te gebruiken Klittenband om de accu vast te maken om te voorkomen dat de accu eruit valt tijdens het hardlopen. Als iemand een reserveschoen heeft, kan hij / zij een schuimrubberen uitsnijding maken uit de zool en de schoen zal een beetje omhoog komen.

Stap 8: testen

Nu we het installatiegedeelte hebben voltooid, moeten we het testen en kijken of het werkt of niet. Om te zien hoe goed ze werken, moeten we OEFENING dagelijks. Sport elke dag behalve voetbal, want je telefoon kan beschadigd raken als je de bal vanaf de voet raakt. De batterij wordt alleen opgeladen wanneer we een stap zetten, dus omdat we zoveel stappen nemen, wordt onze telefoon sneller opgeladen.