Как сделать PiezoElectric Battery Charging Shoe?

Отказ устройства из-за нехватки энергии является распространенной проблемой в настоящее время. Часто важные телефонные звонки остаются без присмотра, и мы не можем ответить на важный разговор, который происходит между нашими коллегами и нами, только из-за разряда аккумулятора мобильного телефона. Почти каждый человек, имеющий смартфон, желает, чтобы у него было больше времени автономной работы. Таким образом, учитывая эту проблему, мы разработаем мобильную технику зарядки с использованием нашей обуви. Этот проект не только решит проблему разрядки аккумулятора, но и укрепит здоровье, создав стельку для обуви, которая преобразует физическую энергию, создаваемую при ходьбе, в электричество, которое затем сохраняется в переносном аккумуляторе. Наряду с зарядкой нашего электронного гаджета, мы также сможем обновить часть нашей физической энергии.

Как собрать пьезоэлементы с другими компонентами?

Поскольку мы поняли основную цель нашего проекта, давайте сделаем шаг вперед и поищем необходимые компоненты, а затем интегрируем их для разработки окончательного прототипа.

Шаг 1: Используемые компоненты

Шаг 2: Понимание основного принципа проекта

Перед сборкой компонентов необходимо разобраться в рабочем механизме проекта. В каждом проекте электроники источник питания является основой. Основной источник питания, который делает возможным этот проект, называется пьезоэлектрическим преобразователем / пьезоэлектрическим элементом. Они состоят из таких компонентов, как кристаллы и керамика, которые имеют особую способность преобразовывать физическую энергию в электричество переменного тока. Мы можем наилучшим образом использовать это свойство этих элементов, помещая их под ноги таким образом, чтобы каждый раз, когда мы делаем шаг, наш вес используется для толкания пьезоэлектрических элементов, которые, в свою очередь, преобразуют нашу физическую энергию в электрическую энергию. Электрическая энергия генерируется, но есть небольшая проблема, переменный ток (AC). Нам нужен постоянный ток (DC) для нашего проекта. Следовательно, эта проблема будет решена путем создания мостового выпрямителя с диодами, чтобы преобразовывать мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Демонстрация AC и DC

Шаг 3: Измерение размера вашей обуви

Первым элементом, который нам нужен для создания пьезоэлектрического генератора, является пластиковая основа. Выньте основание из обуви и сделайте соответствующие измерения, используя линейку архитектурного масштаба.

Измерение ноги

Отверстия пьезоэлемента стратегически расположены так, чтобы они совпали с большими выемками на стельке обуви, которые указывают области наибольшего давления.

Пьезоэлектрическая обувная стелька (каблук)

Шаг 4: склеивание пьезоэлементов

Закончив создание основы для нашего пьезоэлектрического генератора, мы будем вставлять пьезоэлементы на базу с помощью пистолета для горячего клея. Нанесите тонкий слой клея по краю отверстия в пластике и затем быстро надавите на него пьезоэлектрическими компонентами, прежде чем он остынет. Не наносите слишком много клея, потому что в этом случае мы можем ограничить пенные прокладки от полного сжатия. Мы позаботимся еще о том, чтобы клей не соприкасался с положительным (КРАСНЫМ) и Негативным (ЧЕРНЫМ) соединениями, потому что эти соединения будут припаяны позже. Мы позаботимся о том, чтобы пьезоэлементы были приклеены с обеих сторон пластика. Используя цифровой мультиметр, мы убедимся, что наши пьезоэлементы работают.

Проверка пьезоэлектрических элементов

Теперь, когда мы склеили все пьезоэлементы в соответствующих местах, мы приклеим кусочки пены на каждый пьезоэлемент, как показано ниже:

Склеивание кусков пены

Шаг 5: ПРОДАЖА ЭЛЕМЕНТОВ PIEZO ВМЕСТЕ

Пьезоэлементы генерируют достаточное напряжение, но не генерируют значительный ток. Таким образом, учитывая это, мы подключим все пьезоэлементы параллельно (положительные будут припаяны с положительными, а отрицательные будут припаяны с отрицательными). Сделав это, мы сможем генерировать большое количество ампер, и наше устройство будет заряжаться быстрее. После пайки соединений нанесите горячий клей на соединения, так как это предотвратит разрушение соединений. Мы соединим пьезоэлементы с одной стороны пластмассы с другой, пропустив провода одного из пьезоэлементов через отверстия, чтобы их можно было паять параллельно пьезоэлементу на другой стороне. Поскольку все пьезоэлементы на пятке соединены параллельно, мы будем паять последний пьезоэлемент в цепи с одним из пьезоэлементов на кончике носка и продолжаем паять пьезоэлементы параллельно, пока все 14 элементов не будут соединены.

Паяльные пьезоэлементы

Шаг 6: Построение мостового выпрямителя

Продвигаясь на шаг вперед, во-первых, мы изучим принципиальную схему мостового выпрямителя, во-вторых, мы построим мостовой выпрямитель с использованием диодов и, наконец, подключим мостовой выпрямитель.

1. Изучение принципиальной схемы: когда на диоды подается напряжение, и они пропускают ток, говорят, что они находятся в режиме смещения, и когда подается напряжение, и диоды не пропускают ток, то говорят, что они находятся в режиме обратного смещения. На приведенной ниже принципиальной схеме диоды подключены в режиме смещения и позволяют току проходить через них. Положительной стороной диода является та сторона, которая окрашена в серый цвет, и она будет показана на следующем шаге.Принципиальная электрическая схема
2. Построение мостового выпрямителя. Мы подключим диоды в соответствии с конфигурацией прямого смещения, чтобы через них можно было пропустить ток. Новички могут следовать схеме, показанной ниже, чтобы создать мостовой выпрямитель. Мостовой выпрямитель также известен как выпрямитель полной волны.Мостовой выпрямитель
3. Подключение мостового выпрямителя. Теперь подключите пьезоэлектрические компоненты к выпрямителю согласно схеме, приведенной ниже. Ток переменного тока, поэтому провода взаимозаменяемы, если они подключены к нужным диодам на схеме. Очистите USB-кабель, который вы купили вместе с аккумулятором, и выньте внутренние провода. Нас интересуют только КРАСНЫЕ и ЧЕРНЫЕ провода. Теперь скрутите потертые жилы каждого провода, а затем припаяйте их, а также припаяйте провода к выпрямителю. Поскольку известно, что напряжение постоянного тока имеет положительные и отрицательные клеммы, поэтому после пайки лучше проверить полярность. Для большей безопасности нанесите пистолет с горячим клеем на клеммы.USB-кабель подключен к выпрямителю

Шаг 7: Установка и последние штрихи

Поскольку мы собрали все компоненты и наш пьезоэлектрический генератор готов, мы будем двигаться к установочной части. Отрегулируйте пластиковый пьезоэлектрический генератор внутри обуви, а затем вставьте оригинальную подошву поверх него. В случае, если у кого-то есть проблема с настройкой генератора внутри, он / она может обратиться к изображению, показанному ниже:

Регулировка пьезоэлектрического генератора внутри обуви

Возьмите предварительно подключенный USB-кабель и проденьте его между языком и внешней стороной обуви. Теперь батарея оставлена ​​для установки, и для этого мы зафиксируем ее между языком обуви и шнурками, а затем плотно затянем обувь. Лучше использовать липучку, чтобы закрепить батарейный блок, чтобы предотвратить падение батареи во время работы. Если у кого-нибудь есть запасная обувь, он / она может сделать вырез из пены на подошве, и обувь немного поднимется.

Пьезоэлектрическая обувь

Шаг 8: Тестирование

Теперь, когда мы завершили установку, мы должны проверить ее и посмотреть, работает она или нет. Чтобы проверить, насколько хорошо они работают, мы должны ежедневно заниматься. Занимайтесь спортом каждый день, кроме футбола, потому что ваш телефон может быть поврежден при ударе по мячу с ноги. Батарея будет заряжаться только всякий раз, когда мы предпринимаем какие-либо шаги, поэтому, как много шагов мы делаем, наш телефон заряжается быстрее.

Тестирование прототипа