Az energiahiány miatti készülékhiba manapság gyakori probléma. Sokszor a fontos telefonhívások felügyelet nélkül maradnak, és csak mobiltelefon-akkumulátorunk lemerülése miatt nem tudunk válaszolni egy fontos beszélgetésre, amely kollégáink és köztünk zajlik. Szinte minden ember, aki rendelkezik okostelefonnal, azt kívánja, hogy hosszabb akkumulátor-élettartammal rendelkezzen. Tehát ennek a problémának a figyelembevételével megtervezünk egy mobil töltési technikát a cipőnk segítségével. Ez a projekt nem csak az akkumulátor lemerülésének problémáját oldja meg, hanem az egészséget is elősegíti egy olyan cipőbetét létrehozásával, amely átalakítja a járás során keletkező fizikai energiát elektromossággá, amelyet aztán egy hordozható akkumulátorban tárolnak. Elektronikus eszközünk töltésével együtt megújíthatjuk fizikai energiánk egy részét is.
Hogyan állítsunk össze piezoelektromos elemeket más alkatrészekkel?
Amint megértettük projektünk alapvető célját, lépjünk előre egy lépéssel előre, és keressük meg a szükséges alkatrészeket, majd integráljuk őket egy végső prototípus megtervezéséhez.
1. lépés: Használt alkatrészek
- Pár cipő
- Piezoelektromos elemek (x14)
- Ragasztópisztoly
- Forrasztópáka készlet
- 1N4001 - 1N4007 diódák (x4)
- Dremel eszköz
- Tépőzáras szalagok
- Digitális multiméter
- Építészeti skála vonalzó
2. lépés: A projekt alapelvének megértése
Az alkatrészek összeállítása előtt meg kell értenünk a projekt működési mechanizmusát. Az elektronika minden projektjében az áramellátás a gerinc. A fő áramforrást, amely lehetővé teszi ezt a projektet, piezoelektromos átalakítónak / piezoelektromos elemnek nevezzük. Olyan alkatrészekből állnak, mint a kristályok és kerámiák, amelyek különleges képességgel rendelkeznek a fizikai energia átalakítására váltakozó áramú elektromos energiává. Ezeknek az elemeknek a tulajdonságát úgy tudjuk a legjobban kihasználni, ha a lábunk alá tesszük őket oly módon, hogy minden alkalommal, amikor megteszünk egy lépést, a súlyunkat arra használjuk, hogy a piezoelektromos elemeket toljuk, ami viszont fizikai energiánkat elektromos energiává alakítja. Elektromos energia keletkezik, de van egy kis probléma, Váltakozó áram (AC). Szükségünk van Egyenáram (DC) projektünkhöz. Ennélfogva ez a probléma megoldódik a Híd egyenirányító diódákkal, hogy az váltóáramú áram egyenárammá alakítható.
Az AC és DC bemutatása
3. lépés: A cipő méretének mérése
Az első elem, amelyre szükségünk van egy piezoelektromos generátor tervezéséhez, a műanyag alap. Vegye ki az alapot a cipőből, és végezze el a megfelelő méréseket az építészeti méretvonallal.
Lábmérés
A piezo elem furatait stratégiailag úgy helyezik el, hogy egy vonalba kerüljenek a cipő talpbetétjén található nagy bemélyedésekkel, amelyek a legnagyobb nyomást jelentő területeket jelzik.
Piezoelektromos cipő talpbetét (sarok)
4. lépés: A PIEZO ELEMEK RAGASZTÁSA
Miután befejeztük a piezoelektromos generátor alapjának létrehozását, egy forró ragasztópisztoly segítségével a piezo elemeket az alapra ragasztjuk. Vigyen fel egy vékony ragasztóréteget a műanyag lyukának szélére, majd gyorsan nyomja rá a piezoelektromos alkatrészeket, mielőtt lehűlne. Ne alkalmazzon túl sok ragasztót, mert ha így teszünk, akkor korlátozhatjuk a habpárnák teljes összenyomódását. Még egy dologról gondoskodunk, hogy a ragasztó ne érjen a Pozitívhoz (HÁLÓ) és negatív (FEKETE) ízületek, mert ezeket az ízületeket később forrasztják. Biztosítjuk, hogy a piezo elemek a műanyag mindkét oldalán ragasztva legyenek. Digitális multiméter segítségével meggyőződhetünk arról, hogy piezoelemeink működnek-e.
A piezoelektromos elemek ellenőrzése
Most, amikor az összes piezoelektromos elemet a megfelelő foltjaiba ragasztottuk, a habdarabokat minden piezoelemre az alábbiak szerint ragasztjuk:
A habdarabok ragasztása
5. lépés: A PIEZO-ELEMEK ELADÁSA EGYÜTT
A piezo elemek elegendő feszültséget generálnak, de nem generálnak jelentős áramot. Tehát ennek figyelembevételével az összes piezo elemet párhuzamosan huzalozzuk (a pozitívakat a pozitívakkal, a negatívakat pedig a negatívakkal forrasztjuk). Amint ezt megtettük, nagy számú ampert tudunk létrehozni, és készülékünket gyorsabban töltjük fel. Az ízületek forrasztása után vigye fel a forró ragasztót az ízületekre, mivel ez megakadályozza az ízületek letörését. A piezoelemeket a műanyag egyik oldaláról a másikra fogjuk kapcsolni úgy, hogy az egyik piezoelem vezetékeit átfúrjuk a furatokon, hogy párhuzamosan forrasszthatók legyenek a másik oldalon lévő piezóval. Mivel a sarok összes piezoeleme párhuzamosan van bekötve, a lánc utolsó piezo-ját a lábujjdarab egyik piezoeleméhez forrasztjuk, és folytatjuk a piezoelemek párhuzamos forrasztását mind a 14 elem összekapcsolásáig.
Piezo elemek forrasztása
6. lépés: A hídirányító kiépítése
Egy lépéssel előre haladva egyrészt tanulmányozzuk a hídirányító kapcsolási rajzát, másrészt diódák segítségével felépítünk egy hídirányítót, végül pedig a hídirányítót bekötjük.
- Az áramköri diagram tanulmányozása: Amikor a feszültséget a diódákra alkalmazzák, és lehetővé teszik az áram áthaladását, akkor azt állítják, hogy továbbítják őket Elfogult üzemmódban, és amikor a feszültség be van kapcsolva, és a diódák nem engedik át az áramot, akkor állítólag be vannak kapcsolva Fordított elfogult mód. Az alábbi kapcsolási rajzon a diódák előfeszített üzemmódban vannak csatlakoztatva, és lehetővé teszik, hogy az áram áthaladjon rajtuk. A dióda pozitív oldala az az oldal, amely szürkére van festve, és a következő lépésben látható.
Kördiagramm
- A hídirányító építése: A diódákat az előre torzított konfiguráció szerint fogjuk összekapcsolni, hogy az áram át lehessen vezetni rajtuk. A kezdők követhetik az alábbi ábrát a hídirányító létrehozásához. A híd egyenirányítója más néven Teljes hullámú egyenirányító .
Híd egyenirányító
- A Bridge Rectifier bekötése: Most csatlakoztassa a piezoelektromos alkatrészeket az egyenirányítóhoz az alábbi ábra szerint. Az áram váltakozó áramú, így a vezetékek helyzete felcserélhető, amennyiben a diagram megfelelő diódáihoz csatlakoznak. Húzza le az akkumulátorral együtt vásárolt USB-kábelt, és húzza ki a belső vezetékeket. Csak az érdekel minket HÁLÓ és FEKETE vezetékek. Most csavarja ki az egyes huzalok kopott huzalszálait, majd forrassza őket, és forrassza a huzalokat az egyenirányítóhoz is. Mivel tudjuk, hogy az egyenfeszültségnek pozitív és negatív kapcsa van, ezért forrasztás után jobb ellenőrizni a polaritást. A biztonságosabb oldalon forró ragasztópisztolyt kell alkalmazni a terminálokon.
USB-kábel csatlakozik az egyenirányítóhoz
7. lépés: Telepítés és simítások
Mivel az összes alkatrészt összeszereltük, és piezoelektromos generátorunk készen áll, haladunk a telepítési rész felé. Állítsa be a műanyag piezoelektromos generátort a cipő belsejében, majd helyezze rá az eredeti talpat. Abban az esetben, ha valakinek problémája van a generátor beállításával, hivatkozhat az alábbi képre:
A piezoelektromos generátor beállítása a cipő belsejében
Vegyük az előzőleg vezetékes USB-kábelt, és fűzzük a nyelv és a cipő külső része közé. Most az akkumulátort hagyjuk felszerelni, és ehhez rögzítjük a cipő nyelve és a csipkék között, majd szorosan rögzítjük a cipőt. Jobb használni Tépőzáras rögzítse az akkumulátort, hogy megakadályozza az akkumulátor futás közbeni kiesését. Ha valakinek van tartalék cipője, akkor a talpból kivágást készíthet, és a cipő kissé megemelkedik.
Piezoelektromos cipő
8. lépés: Tesztelés
Most, amikor befejeztük a telepítési részt, tesztelnünk kell, és meg kell vizsgálnunk, hogy működik-e vagy sem. Meg kell vizsgálnunk, mennyire működnek jól GYAKORLAT napi. Sportoljon mindennap, kivéve a futballt, mert a telefonja megsérülhet, miközben eltalálja a labdát a lábától. Az akkumulátor csak akkor töltődik, amikor megteszünk egy lépést, így annyi lépés, amelyet telefonunk megtesz, gyorsabban töltődik.
A prototípus tesztelése
