Ierīces kļūme enerģijas trūkuma dēļ mūsdienās ir izplatīta problēma. Daudzas reizes svarīgi tālruņa zvani tiek atstāti bez uzraudzības, un mēs nevaram atbildēt uz svarīgu sarunu, kas notiek starp mūsu kolēģiem un mums, tikai mobilā tālruņa akumulatora iztukšošanas dēļ. Gandrīz katrs cilvēks, kuram ir viedtālrunis, vēlas, lai viņam būtu ilgāks akumulatora darbības laiks. Tātad, ņemot vērā šo problēmu, mēs izstrādāsim mobilās uzlādes tehniku, izmantojot mūsu apavus. Šis projekts ne tikai atrisinās akumulatora iztukšošanas problēmu, bet arī veicinās veselību, izveidojot apavu zolīti, kas pārvērš fizisko enerģiju, kas rodas, ejot, uz elektrību, kas pēc tam tiek uzglabāta pārnēsājamā akumulatora blokā. Līdztekus mūsu elektroniskā sīkrīka uzlādēšanai mēs varēsim arī atjaunot daļu no savas fiziskās enerģijas.
Kā salikt pjezoelektriskos elementus ar citām sastāvdaļām?
Kā mēs esam sapratuši sava projekta pamatmērķi, virzīsimies soli uz priekšu un meklēsim nepieciešamos komponentus, un pēc tam tos integrēsim, lai izstrādātu galīgo prototipu.
1. solis: izmantotie komponenti
- Kurpju pāris
- Pjezoelektriskie elementi (x14)
- Karstā līmes pistole
- Lodāmura komplekts
- 1N4001 - 1N4007 diodes (x4)
- Dremel rīks
- Velcro sloksnes
- Digitālais daudzmetrs
- Arhitektūras mēroga lineāls
2. solis: Izpratne par projekta pamatprincipu
Pirms komponentu montāžas mums ir jāsaprot projekta darba mehānisms. Katrā elektronikas projektā barošanas avots ir pamats. Galvenais enerģijas avots, kas padara šo projektu iespējamu, tiek saukts par pjezoelektrisko pārveidotāju / pjezoelektrisko elementu. Tie sastāv no tādiem komponentiem kā kristāli un keramika, kuriem ir īpaša spēja pārveidot fizisko enerģiju maiņstrāvā. Mēs varam vislabāk izmantot šo elementu šo īpašību, liekot tos zem kājām tādā veidā, ka katru reizi, kad speram soli, mūsu svars tiek izmantots pjezoelektrisko elementu virzīšanai, kas savukārt pārvērš mūsu fizisko enerģiju elektriskajā enerģijā. Elektriskā enerģija tiek ģenerēta, bet ir neliela problēma, Maiņstrāva (maiņstrāva). Mums vajag Tiešā strāva (DC) mūsu projektam. Tādējādi šī problēma tiks atrisināta, izveidojot a Tilta taisngriezis ar diodēm, lai maiņstrāvu varētu pārveidot par līdzstrāvu.
Maiņstrāvas un līdzstrāvas demonstrēšana
3. solis: Apavu izmēra mērīšana
Pirmais elements, kas mums nepieciešams pjezoelektriskā ģeneratora projektēšanai, ir plastmasas pamatne. Izņemiet pamatu no kurpes un veiciet atbilstošus mērījumus, izmantojot arhitektūras mēroga lineālu.
Pēdu mērīšana
Pjezoelementa atveres ir izvietotas stratēģiski tā, lai tās sakristu ar lielajiem ievilkumiem uz apavu zolītes, kas norāda vislielākā spiediena apgabalus.
Pjezoelektriskā apavu zolīte (papēdis)
4. solis: PIEZO ELEMENTU Līmēšana
Kad esam pabeiguši izveidot pamatu savam pjezoelektriskajam ģeneratoram, ar karstas līmes pistoles palīdzību mēs pielīmēsim pjezoelementus uz pamatnes. Plastmasas cauruma malā uzklājiet plānu līmes slāni un pēc tam ātri nospiediet uz tā pjezoelektriskos komponentus, pirms tas ir atdzisis. Nelietojiet pārāk daudz līmes, jo, ja mēs to darām, mēs varam ierobežot putu spilventiņu pilnīgu saspiešanu. Mēs parūpēsimies par vēl vienu lietu, ko līme neskar pozitīvo (TĪKLS) un negatīvs (Melns) savienojumi, jo vēlāk šie savienojumi tiks pielodēti. Mēs nodrošināsim, ka pjezo elementi ir pielīmēti abās plastmasas pusēs. Izmantojot digitālo multimetru, mēs pārliecināsimies, ka mūsu pjezoelementi darbojas.
Pjezoelektrisko elementu pārbaude
Tagad, kad mēs esam pielīmējuši visus pjezoelektriskos elementus attiecīgajos punktos, mēs pielīmēsim putu gabalus uz katra pjezoelementa, kā parādīts zemāk:
Putu gabalu līmēšana
5. solis: PIEZO ELEMENTU PĀRDOŠANA KOPĀ
Pjezoelementi rada pietiekamu spriegumu, bet tie nerada ievērojamu strāvu. Tātad, to paturot prātā, mēs visus pjezoelementus vadīsim paralēli (pozitīvie tiks pielodēti ar pozitīvajiem un negatīvie - ar negatīvajiem). Kad mēs to izdarīsim, mēs varēsim radīt lielu daudzumu ampēru, un mūsu ierīce tiks uzlādēta ātrāk. Pēc savienojumu lodēšanas uzklājiet karsto līmi uz šuvēm, jo tas novērsīs šuvju nolaušanos. Mēs savienosim pjezoelementus no vienas plastmasas puses uz otru, caur caurumiem caurinot viena no pjezoelementu vadus, lai tos varētu pielodēt paralēli pjezo otrā pusē. Tā kā visi pjezo elementi uz papēža ir savienoti paralēli, mēs pēdējo pjezo ķēdē pielodēsim vienam no pjezoelementiem uz pirksta daļas un turpināsim lodēt pjezoelementus paralēli, līdz visi 14 elementi ir savienoti.
Pjezo elementu lodēšana
6. solis: Tilta taisngrieža veidošana
Virzoties soli uz priekšu, pirmkārt, mēs izpētīsim tilta taisngrieža shēmu, otrkārt, izmantojot diodes, mēs izveidosim tilta taisngriezi un, visbeidzot, mēs vadīsim tilta taisngriezi.
- Strāvas shēmas izpēte: Kad diodēm tiek uzlikts spriegums un tās ļauj strāvai iziet cauri, tiek uzskatīts, ka tās ir virzītas uz priekšu Neobjektīvs režīmā un kad tiek piemērots spriegums un diodes neļauj strāvai iziet cauri, tad tiek uzskatīts, ka tās atrodas Reverss neobjektīvs režīmā. Ķēdes shēmā ir parādīts zemāk diodes ir savienotas pārsūtīšanas neobjektīvā režīmā, un tās ļauj strāvai iet caur tām. Diodes pozitīvā puse ir tā puse, kas ir nokrāsota pelēkā krāsā, un tā tiks parādīta nākamajā solī.
Ķēdes shēma
- Tilta taisngrieža veidošana: Mēs savienosim diodes atbilstoši uz priekšu orientētai konfigurācijai tā, lai caur tām varētu iziet strāvu. Iesācēji varēja izveidot zemāk redzamo diagrammu, lai izveidotu tilta taisngriezi. Tilta taisngriezis ir pazīstams arī kā Pilna viļņu taisngriezis .
Tilta taisngriezis
- Tilta taisngrieža elektroinstalācija: Tagad pievienojiet pjezoelektriskos komponentus taisngriezim saskaņā ar zemāk redzamo diagrammu. Strāva ir maiņstrāva, tāpēc vadu stāvoklis ir savstarpēji aizvietojams, ja vien tie savienojas ar pareizajām diagrammā esošajām diodēm. Notīriet USB kabeli, ko iegādājāties kopā ar akumulatoru, un izņemiet iekšējos vadus. Mūs interesē tikai TĪKLS un MELNA vadi. Tagad pagrieziet katra stieples nodilušos vadu pavedienus un pēc tam tos pielodējiet, kā arī pielodējiet vadus taisngriezī. Tā kā mēs zinām, ka līdzstrāvas spriegumam ir pozitīvi un negatīvi spailes, pēc lodēšanas labāk pārbaudīt polaritāti. Lai atrastos drošāk, uz spailēm uzklājiet karstās līmes pistoli.
Taisngriezim pievienots USB kabelis
7. darbība: instalēšana un apdares darbi
Kad mēs esam samontējuši visas sastāvdaļas un mūsu pjezoelektriskais ģenerators ir gatavs, mēs virzīsimies uz uzstādīšanas daļu. Noregulējiet plastmasas pjezoelektrisko ģeneratoru apavu iekšpusē un pēc tam ievietojiet oriģinālo zoli tā augšpusē. Ja kādam rodas jautājums par ģeneratora iestatīšanu iekšpusē, viņš / viņa var atsaukties uz zemāk redzamo attēlu:
Pjezoelektriskā ģeneratora pielāgošana apavu iekšpusē
Paņemiet iepriekš pievienotu USB kabeli un pavediet to starp mēli un apavu ārpusi. Tagad akumulators ir atstāts, lai to uzstādītu, un, lai to izdarītu, mēs to nofiksēsim starp apavu mēli un mežģīnēm un pēc tam cieši pievelciet kurpi. Labāk ir izmantot Velcro lai piestiprinātu akumulatoru bloku, lai neļautu akumulatoram izkrist, braucot. Ja kādam ir rezerves apavi, viņš / viņa var izgatavot putu izgriezumu no zoles, un kurpes nedaudz pacelsies.
Pjezoelektriskā kurpe
8. darbība: pārbaude
Kad instalēšanas daļa ir pabeigta, mums tā jāpārbauda un jāpārbauda, vai tā darbojas vai nē. Mums vajadzētu pārbaudīt, cik labi viņi strādā Vingrinājums katru dienu. Spēlējiet katru dienu, izņemot futbolu, jo tālrunis var tikt sabojāts, sitot bumbu no kājas. Akumulators tiks uzlādēts tikai ikreiz, kad speram soli, jo daudzi soļi, kurus veicam, tiek uzlādēti ātrāk.
Prototipa pārbaude
