피에조 매트 회로로 배터리 충전

이 게시물에서는 피에조 내장 매트에서 무료 전기를 수확하는 방법을 배우고이 에너지가 소형 배터리 충전에 어떻게 사용될 수 있는지 조사하려고합니다.

일반적으로 인체는 우리의 일상적인 작업에서 단순히 낭비되는 엄청난 양의 에너지를 운반합니다. 예를 들어 우리 몸과 머리 표면의 열 형태의 에너지, 앉아서 일하는 동안 모든 움직임을 통한 에너지, 수면 등.

그러나 단순히 낭비되는 에너지의 가장 큰 양은 걷는 동안입니다. 여기에서는 보행 과정이 피에조 장치를 사용하여 전기를 생성하는 데 어떻게 활용되는지 살펴볼 것입니다. 이전 기사 중 하나에서 유사한 주제를 게시했습니다. 솔레노이드를 사용하여 신발에서 전기를 생성하는 방법 , 여기서 우리는 피에조가 우리의 발자취에서 전기를 수확하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 연구 할 것입니다.이 개념은 사양에 비해 훨씬 약할 수 있으므로 솔레노이드에 비해 성능면에서 훨씬 비효율적 일 수 있습니다.

발 스텝 활성화 자유 에너지 생성기 회로에 피에조를 적용하기 전에 알아두면 흥미로울 것입니다. 피에조가 실제로 생성 할 수있는 최대 전력 최적화 된 양의 압력이 가해질 때.

표준을 분석하면 27mm 부저 피에조 , 우리는 그것을 치거나 강타했을 때 (손상없이) 약 1 ~ 3V DC를 생성 할 수 있으며, 이는 5mm LED를 밝게 비출 수있을 수 있습니다. 인상적으로 보이지만 올바른 속도와 올바른 지점에서 올바른 종류의 힘을 강타하는 것은 실행하기 어려워 보입니다. 그래도 이러한 장치가 계획된 노력으로 의도 된 목적을 위해 합리적으로 잘 작동하도록 만드는 것이 가능할 수 있습니다.

위에서 논의한 바와 같이 피에조 소자는 최대 3V를 생성 할 수 있지만 전류 (amp)는 약 10 ~ 20mA에서 상당히 적을 수 있으므로 배터리 충전과 같은 상대적으로 더 큰 부하를 작동하려면이 전류가 충분하지 않을 수 있습니다. 더 많은 양의 전류를 생성하기 위해 함께 작동하려면 많은 수의 피에조 요소가 필요할 수 있습니다.

전류를 높이기 위해 여러 피에조를 함께 연결하는 방법

피에조 매트 생성기 회로의 전류량을 늘리려면 병렬 연결은 전류 추가를 유발하고 직렬 연결은 전압 추가를 허용하기 때문에 병렬로 연결하는 것이 필수적입니다.

이를 구현하기 위해 각 피에조는 자체 별도의 브리지 정류기 장치 , 다음 그림과 같이 :

사진은베이스에있는 27mm 2 개의 터미널 피에조를 보여줍니다. 황금색 영역은 피에조의 금속판을 나타내고 흰색 원은 황금색 판에 놓인 중앙 피에조 재료를 나타냅니다.

피에조의 흰색 부분 위에는 4 개의 BAS86 쇼트 키 다이오드 (빨간색으로 표시)로 구성된 브리지 정류기 용 절연 휴지 플랫폼을 제공하기 위해 검은 절연 테이프가 붙어있는 것을 볼 수 있습니다.

브리지는 구리선 조각으로 위에서 언급 한 표면에 단단히 조립되어 있습니다. 브리지 정류기의 중앙 접합에서 끝나는 두 개를 볼 수 있습니다. 하나는 피에조의 황금색 플레이트에 납땜되고 다른 하나는 중앙 흰색 피에조 재료에 납땜되었습니다. (흰색 표면에 납땜 할 때는 매우 섬세하고 쉽게 벗겨 질 수 있으므로주의하십시오).

브리지의 양극 및 음극 끝은 빨간색 / 검정색 와이어를 사용하여 종단되며 각 피에조 / 브리지 어셈블리의 이러한 와이어를 함께 연결해야합니다. 이러한 피에조 어셈블리가 50 개 있다고 가정하면 50 개 어셈블리의 모든 빨간색 와이어가 함께 연결되고 50 개의 검은 색 와이어가 함께 연결되어야합니다.

이러한 일반적인 음극 / 양극 조인트는 더 높은 값의 전해 커패시터에 연결될 수 있으며, 더 나아가 (+) (-) 배터리 단자 (충전 용)에 연결될 수 있습니다.

다이오드는 각 다이오드에 몇 방울의 수퍼 접착제를 적용하여 추가로 고정 할 수 있습니다.

브리지를 매우 작고 가벼운 무게로 만들기 위해 SMD 다이오드를 선택할 수도 있습니다.

이것으로 전류 출력을 곱하기 위해 피에조를 병렬로 연결하는 방법을 설명하는 피에조 브리지 어셈블리를 마쳤습니다. 이제 발걸음을 가장 효과적으로 피에조에서 전기로 변환하는 메커니즘을 사용하여 위의 어셈블리를 구성하는 가장 좋은 방법을 알아 보겠습니다. .

피에조 매트 전기 발생기 메커니즘

이전 연구를 통해 배운 것처럼 피에조 전기를 생산하지 못할 수 있습니다 어떤 종류의 힘이나 저크로 치거나 맞지 않는 한 효과적으로 타격을 가하지 않으면 이러한 장치에서 최대한의 효과를 내기 위해 정확하게 타격을 가해 야합니다.

이는 피에조를 부드럽게 누르는 것만으로는 이러한 장치를 최적으로 구동하기에 충분하지 않다는 것을 의미합니다. 즉, 발로 피에조 어셈블리를 누르는 것만으로는 크게 생성되지 않습니다.

피에조는 로드셀과 다릅니다.

피에조 매트에는 느린 발걸음조차도 전환 할 수있는 메커니즘이 장착되어야합니다. 피에조에 대한 빠른 공격 .

어떤 생각에 나는 장치에서 최대를 달성 할 수있는 피에조 매트를 구현하는 다음 방법을 고안했습니다. 더 나은 솔루션이 있다면 이것 대신 자유롭게 사용할 수 있습니다.

아래 다이어그램은 중앙에서 회전하고 폼 또는 스폰지 층으로 덮인 나무 판자로 구성된 메커니즘을 보여줍니다. 누군가가 거품을 밟을 때마다 판자는 '쿵'소리와 함께 기울어 져 전체 판자에 상당한 진동을 일으 킵니다. 시스템에서 발걸음을 들어 올릴 때도 같은 과정이 반복됩니다.

피에조 포지셔닝

피에조 어셈블리 위치는 위 그림에서 확인할 수 있습니다.

회색 부분은 매트베이스이고 노란색 부분은 중앙에 피벗 막대가있는 나무 판자를 의미하므로 사람이 밟을 때마다 양쪽을 부드럽게 뒤집을 수 있습니다.

위에서 설명한 피에조 어셈블리는 판자의 아래쪽 표면에 가장자리를 향해 고정되어 최대한의 충격을 줄 수 있습니다. 플랭크의 가장자리는 중앙 피벗 섹션보다 최대 충격을 생성하므로 피에조를 플랭크의 가장자리에 최대한 가깝게 이동하는 것이 좋습니다.

피에조를 붙이려면 특별한주의가 필요합니다.

피에조를 표시된 판자에 직접 붙이는 것은 단순히 피에조 움직임을 약화시켜 매우 비효율적이기 때문입니다.

올바른 방법은 아래 그림과 같이 중앙 부분이 구멍의 틈새에 매달려있는 동안 피에조의 가장자리 만 판자와 접촉 할 수 있도록 크기가 작은 구멍을 뚫고 그 위에 피에조를 붙이는 것입니다.

위의 디자인에서 볼 수 있듯이 판자는 고정해야하는 피에조의 수에 해당하는 구멍으로 펀칭되며, 하나의 피에조는 판자 아래에서 고정되어 황금색 테두리 만 판자와 접촉하는 동안 나머지 중앙 섹션은 구멍 간격 내에서 느슨하게 유지됩니다.

이 부착 방법은 누군가의 발걸음에 부딪 힐 때마다 피에조에 가장 효과적인 진동 충격을 보장합니다.

피에조 매트 생성기의 발자국 힘 향상

위 섹션에서 우리는 플랭크가 피에조에 최대 진동 영향을 미치도록 발자국에 반응하여 플립 플롭 종류의 움직임을 강제하기 위해 피에조가 장착 된 피벗 된 플랭크의 기술을 배웠습니다.

아래 그림과 같이 판자의 각 끝에 자석을 추가하여 프로세스를 더욱 향상시킬 수 있습니다.

보시다시피 판자의 아래쪽 가장자리에 철제 못을 삽입하고 못과 평행 한 바닥베이스에 자석을 배치하여 판자가 발을 밟아 기울어 질 때마다 자석이 가장자리를 더 많이 당깁니다. 기울어 진 쪽을 빠르게 향하여 관련쪽에 향상된 '노킹'충격을 일으키고, 이는 차례로 각 피에조 어셈블리에 동일한 양의 더 많은 진동 응력을 발생시켜 더 높은 전력 생성을 보장합니다.