Wie erstelle ich einen PiezoElectric Battery Charging Schuh?

Der Geräteausfall aufgrund von Energiemangel ist heutzutage ein häufiges Problem. Oft bleiben wichtige Telefonanrufe unbeaufsichtigt und wir können nicht auf ein wichtiges Gespräch zwischen unseren Kollegen und uns antworten, nur weil der Akku unseres Mobiltelefons leer ist. Fast jeder, der ein Smartphone besitzt, wünscht sich eine längere Akkulaufzeit. Um dieses Problem zu berücksichtigen, werden wir mit unseren Schuhen eine mobile Ladetechnik entwickeln. Dieses Projekt wird nicht nur das Problem der Batterieentladung lösen, sondern auch die Gesundheit fördern, indem eine Schuheinlegesohle geschaffen wird, die die beim Gehen erzeugte physische Energie in Elektrizität umwandelt, die dann in einem tragbaren Batteriepack gespeichert wird. Neben dem Aufladen unseres elektronischen Geräts können wir auch einen Teil unserer physischen Energie erneuern.

Wie montiere ich piezoelektrische Elemente mit anderen Komponenten?

Nachdem wir das grundlegende Ziel unseres Projekts verstanden haben, gehen wir einen Schritt voraus und suchen nach den erforderlichen Komponenten und integrieren sie dann, um einen endgültigen Prototyp zu entwerfen.

Schritt 1: Verwendete Komponenten

Schritt 2: Grundprinzip des Projekts verstehen

Vor dem Zusammenbau der Komponenten müssen wir den Arbeitsmechanismus des Projekts verstehen. In jedem Elektronikprojekt ist die Stromversorgung das Rückgrat. Die Hauptstromquelle, die dieses Projekt ermöglicht, wird als piezoelektrischer Wandler / piezoelektrisches Element bezeichnet. Sie bestehen aus Komponenten wie Kristallen und Keramik, die die besondere Fähigkeit besitzen, physikalische Energie in Wechselstrom umzuwandeln. Wir können diese Eigenschaft dieser Elemente optimal nutzen, indem wir sie so unter unsere Füße legen, dass jedes Mal, wenn wir einen Schritt machen, unser Gewicht verwendet wird, um die piezoelektrischen Elemente zu drücken, die wiederum unsere physikalische Energie in elektrische Energie umwandeln. Elektrische Energie wird erzeugt, aber es gibt ein kleines Problem, Wechselstrom (AC). Wir brauchen Gleichstrom (DC) für unser Projekt. Daher wird dieses Problem durch Erstellen eines a gelöst Brückengleichrichter mit Dioden, damit Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden kann.

Schritt 3: Messen der Größe Ihres Schuhs

Das erste Element, das wir für den Entwurf eines piezoelektrischen Generators benötigen, ist die Kunststoffbasis. Nehmen Sie die Basis aus dem Schuh und messen Sie sie mit dem Lineal der Architekturwaage.

Die Piezoelementlöcher sind strategisch so platziert, dass sie mit den großen Vertiefungen auf der Innensohle des Schuhs übereinstimmen, die die Bereiche mit dem höchsten Druck anzeigen.

Schritt 4: KLEBEN DER PIEZO-ELEMENTE

Nachdem wir die Basis für unseren piezoelektrischen Generator fertiggestellt haben, werden wir die Piezoelemente mit Hilfe einer Heißklebepistole auf die Basis kleben. Tragen Sie die dünne Klebstoffschicht um den Rand des Lochs im Kunststoff auf und drücken Sie dann schnell auf die piezoelektrischen Komponenten, bevor sie abgekühlt sind. Tragen Sie nicht zu viel Kleber auf, da wir sonst die Schaumstoffpolster möglicherweise nicht vollständig zusammendrücken. Wir kümmern uns noch um eine Sache, dass der Kleber das Positive nicht berührt (ROT) und negativ (SCHWARZ) Verbindungen, da diese Verbindungen später gelötet werden. Wir sorgen dafür, dass die Piezoelemente auf beiden Seiten des Kunststoffs aufgeklebt werden. Mit einem digitalen Multimeter stellen wir sicher, dass unsere Piezoelemente funktionieren.

Nachdem wir nun alle piezoelektrischen Elemente an den entsprechenden Stellen aufgeklebt haben, kleben wir die Schaumstoffstücke wie unten gezeigt auf jedes Piezoelement:

Schritt 5: LÖTEN DER PIEZO-ELEMENTE ZUSAMMEN

Die Piezoelemente erzeugen ausreichend Spannung, aber keinen erheblichen Strom. Um dies im Auge zu behalten, werden wir alle Piezoelemente parallel verdrahten (Positive werden mit den positiven und Negative mit den negativen gelötet). Dadurch können wir eine große Anzahl von Ampere erzeugen und unser Gerät wird schneller aufgeladen. Tragen Sie nach dem Löten der Fugen den Heißkleber auf die Fugen auf, damit die Fugen nicht abbrechen. Wir werden die Piezoelemente von einer Seite des Kunststoffs zur anderen verbinden, indem wir die Drähte eines der Piezoelemente durch die Löcher führen, so dass sie parallel zu einem Piezo auf der anderen Seite verlötet werden können. Da alle Piezoelemente an der Ferse parallel verdrahtet sind, löten wir den letzten Piezo in der Kette mit einem der Piezoelemente am Zehenstück und löten die Piezoelemente weiter parallel, bis alle 14 Elemente verbunden sind.

Schritt 6: Aufbau des Brückengleichrichters

Einen Schritt weiter gehen wir erstens den Schaltplan eines Brückengleichrichters, zweitens bauen wir einen Brückengleichrichter mit Dioden und verdrahten schließlich den Brückengleichrichter.

1. Studieren des Schaltplans: Wenn die Spannung an die Dioden angelegt wird und sie den Strom durchlassen, wird von einer Weiterleitung gesprochen Voreingenommen Modus und wenn die Spannung angelegt wird und Dioden den Strom nicht durchlassen, werden sie als eingeschaltet bezeichnet Rückwärts vorgespannt Modus. In dem unten gezeigten Schaltplan sind die Dioden im vorwärtsgerichteten Modus angeschlossen und lassen den Strom durch sie fließen. Die positive Seite der Diode ist die grau lackierte Seite und wird im nächsten Schritt angezeigt.
2. Bau des Brückengleichrichters:Wir werden Dioden gemäß der in Durchlassrichtung vorgespannten Konfiguration anschließen, damit Strom durch sie geleitet werden kann. Die Anfänger können dem unten gezeigten Diagramm folgen, um den Brückengleichrichter zu erstellen. Der Brückengleichrichter ist auch als der bekannt Vollweggleichrichter.
3. Verdrahtung des Brückengleichrichters:Verbinden Sie nun die piezoelektrischen Komponenten gemäß dem unten gezeigten Diagramm mit dem Gleichrichter. Der Strom ist Wechselstrom, daher ist die Position der Drähte austauschbar, solange sie mit den richtigen Dioden im Diagramm verbunden sind. Ziehen Sie das mit Ihrem Akku gekaufte USB-Kabel ab und ziehen Sie die internen Kabel heraus. Uns interessiert nur ROT und SCHWARZ Drähte. Drehen Sie nun die ausgefransten Drahtstränge jedes Drahtes und löten Sie sie dann und löten Sie auch die Drähte an den Gleichrichter. Da wir wissen, dass Gleichspannung positive und negative Anschlüsse hat, ist es nach dem Löten besser, die Polarität zu überprüfen. Um auf der sicheren Seite zu sein, tragen Sie eine Heißklebepistole auf die Klemmen auf.

Schritt 7: Installations- und Endbearbeitungsarbeiten

Da wir alle Komponenten zusammengebaut haben und unser piezoelektrischer Generator fertig ist, werden wir uns dem Installationsteil zuwenden. Stellen Sie den piezoelektrischen Kunststoffgenerator im Schuh ein und setzen Sie die Originalsohle darauf. Falls jemand Probleme beim Einstellen des Generators hat, kann er sich auf das folgende Bild beziehen:

Nehmen Sie das zuvor verkabelte USB-Kabel und führen Sie es zwischen der Zunge und der Außenseite Ihres Schuhs ein. Jetzt muss der Akku noch montiert werden. Dazu befestigen wir ihn zwischen der Zunge des Schuhs und den Schnürsenkeln und ziehen ihn dann fest an. Es ist besser zu benutzen Klettverschluss um den Akku zu befestigen, damit der Akku während des Betriebs nicht herausfällt. Wenn jemand einen Ersatzschuh hat, kann er / sie einen Schaumstoffausschnitt aus der Sohle machen und der Schuh steigt ein wenig an.

Schritt 8: Testen

Nachdem wir den Installationsteil abgeschlossen haben, sollten wir ihn testen und prüfen, ob er funktioniert oder nicht. Um zu überprüfen, wie gut sie funktionieren, sollten wir ÜBUNG Täglich. Spielen Sie jeden Tag Sport, außer Fußball, da Ihr Telefon beim Schlagen des Balls mit dem Fuß beschädigt werden kann. Der Akku wird nur dann aufgeladen, wenn wir einen Schritt ausführen. Daher werden viele Schritte, die wir mit unserem Telefon ausführen, schneller aufgeladen.