Hogyan lehet villamos energiát előállítani cipőből séta közben

Ebben a bejegyzésben megtudhatjuk, hogyan lehet áramot előállítani a cipőnkből járás közben. Ez az áram egyidejűleg felhasználható mobiltelefon-akkumulátor töltésére.

Néhány korábbi bejegyzésemben megtudtuk, hogyan lehet hatékonyan felhasználni az egyszerű gépeket az ingyenes villamos energia kinyerésére, erről többet megtudhat a következő bejegyzéseken keresztül:

Villamos energia inga segítségével

Villamos energia a gravitációból

A testtömegtől szabad energia

A lábunk kiváló példa egy egyszerű gépre, amely összehasonlítható egy karral. Valahányszor haladunk egy lépést előre, könnyedén felemeljük az egész testünket a lábujjainkra, majd visszaállítjuk a földre, addig folytatjuk ezt, amíg járunk, abszolút gond nélkül.

Ez a bokacsont-mechanizmusunk rendkívül hatékony kialakításának köszönhetően válik lehetővé, amely olyan hatékonyan képes megvalósítani a munkát, hogy alig értjük, mennyi munkát tudunk a nap során annyiszor elvégezni.

Annak ellenére, hogy a gyalogos cselekvés számunkra túl könnyűnek tűnhet, a lábunk jelentős mennyiségű munkát végez azzal, hogy kb. 60 kg (átlag) talajt emel, majd visszahozza a földre, ami felfelé és lefelé irányuló erőt jelent. egyenlő lehet a 60 kg-os gravitációs egyenértékkel.

Gyaloglás közben a lábunk a bokaízület karmechanizmusának köszönhetően képes nagyon hatékonyan felemelni testünket, és a testtömeg felszabadítása közben a gravitáció felelősséggel tartozik a tömeg visszaadására a talajon.

Mindkét alkalommal hatalmas mennyiségű erőt cserélnek ki, és jelenleg érdekeltek vagyunk, hogy ezt az erőt kiaknázzuk az ingyenes villamos energia előállításához, miközben sétálunk.

A koncepció valójában nem új, az emberek ezt már korábban is kipróbálták, hanem piezoelektromos anyagok használatával a cipőkben.

Piezo Element használata opcióként

A piezo elektromos anyag átalakítja a nyomást villamos energiává, de a piezo koncepcióval előállított villamos energia nagysága annyira triviális, hogy egyszerűen haszontalannak tűnik.

Ha megfelelő nyomás és erő áll rendelkezésre a kábelköteghez, akkor nem akarja pazarolni, ha egy nem hatékony és alulértékelt koncepciót használ, mint például a piezo elektromos.

Motor vagy Dynamo használata

A motor vagy a dinamó használata jól néz ki az alkalmazás számára, azonban ezek a modulok megkövetelik a hajtóművek forgatását, ami a felesleges bonyolultság és zaj miatt, amely a járási folyamat közben forgatja a gépet, nagyon nemkívánatosvá teheti a cipővel történő végrehajtást.

A cipőnkből villamos energia előállításának jó alternatíva, megvalósítható módszer lehet egy kis mágnesszelep használata, amint az a következő képen látható:

Kép jóvoltából: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

A fenti ábra egy kis 5 V-os rugós mágnesszelepet mutat, amely a megfelelő választásnak tűnik a javasolt cipőgenerátor alkalmazásunkhoz.

Mágnesszelep használata

Mivel a mágnesszelep 5 V bemenet @ 1amp használatával van megadva, ezért majdnem ugyanannyi energiát feltételezhetünk a vezetékein, amikor nyomás és húzás mechanikai erőnek van kitéve. A megfelelő paraméterek, amelyek tökéletesen alkalmasak lehetnek mobiltelefon akkumulátorának töltésére .

A mágnesszelepek használatának nagy előnye, hogy ezek rugós tengelyű mechanizmussal rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy az egyetlen tényleges erő, amely az egység áramtermeléséhez szükséges, a gravitációs erő, miközben a lábunk nyugalomban van, és amikor a lábakat emelik a mágnesszelep rugós hatása kiegészíti a rendszert, amely rendkívül hatékonnyá teszi a rendszert.

Mivel azonban a mágnesszelepek általában vasrudat használnak dugattyúként, nem várhatjuk el, hogy a rendszer villamos energiát termeljen, amíg ez a rúd először mágnessé nem alakul át, mert csak egy mozgó mágnes képes generálni az áramot, ha tekercsen keresztül mozgatják drótból.

Ez a módosítás egyszerűen megvalósítható úgy, hogy néhány neodímium mágnest rögzítünk a mágnesszelep felső pereméhez, amint az alább látható, ez az egész dugattyút hatékony mágnessé alakítja, amely képes lesz kölcsönhatásba lépni a mágnesszelep tekercsével a villamos energia előállítása, ha bármilyen más hatékony módja van a rúd állandó mágnessé alakítására, akkor azt felhasználhatja a műveletek jobb reakciójának előidézésére.

A következő részben megtudhatjuk, hogyan lehet villamos energiát előállítani a cipőből járás közben, és amelyet felhasználhatunk egy Li-ion cella töltésére.

A fenti összeállítást képi formában mutatjuk be, amely bemutatja a csatlakozás részleteit arról, hogyan lehet villamos energiát előállítani a cipőből. Gyakorlatilag az összes elemet megfelelően el kell rejteni egy házban, és szilárdan fel kell erősíteni a cipő sarkaival.

Az ábrán jól látható, hogyan kell a mágnesszelepet elhelyezni a cipő sarkánál úgy, hogy a mágnesszelepet a felhasználó járása közben nyomás és felszabadító nyomás érje a tengelyén.

A mágnesszelep minden egyes meghúzásakor vagy megnyomásakor az egység belsejében lévő tengelyhez kapcsolódó mágnes kölcsönhatásba lép a mágnest körülvevő tekerccsel, amely villamos energiát generál, amely elérhetővé válik a mágnesszelep csatlakozó vezetékein keresztül.

Mivel a mágnesszelep tengely oda-vissza mozgása állítólag váltakozó áramot indukál a kimeneten, ezt ki kell egyenlíteni az egyenáram megszerzéséhez, ezért látható egy híd-egyenirányító, amely összekapcsolódik a mágnesszelep vezetékeivel.

Az egyenirányított egyenáram már használható lítium-ion akkumulátorok vagy bármely más, a megadott feszültségszintű akkumulátorok töltésére.

Forgatott zseblámpa mechanizmus használata

Ha nehéznek találja a mágnesszelep optimalizálását és nem hoz elegendő áramot, akkor kipróbálhat egy alternatív koncepciót egy hajtott zseblámpa mechanizmus segítségével.

A forgattyús zseblámpák, amint mindannyian tudjuk, egy rugós motort / fogaskerék-mechanizmust használnak, amelyben a hajtóművet kézi erővel forgatják, hogy a motor orsójának gyors, többszörös forgatását eredményezzék a számított áttételi arányok segítségével. Ez a motor kényszerű forgatása végül előállítja a csatlakoztatott terheléshez szükséges villamos energiát.

Ugyanez az elv alkalmazható a cipőből történő villamos energia előállítására is, ha egy kis hajtású zseblámpa-mechanizmust megfelelően telepítünk a cipőre, és annak kimenetét akkumulátorral huzalozzuk, az alábbiak szerint. Ne felejtse el eltávolítani a LED-részt az egységből, és csak az akkumulátor tervezett töltésére használja a mechanizmust.

Figyelem: Az áramkör nem tartalmaz túlterhelés elleni védelmet, ami veszélyes lehet az akkumulátor számára, manapság a Li-ion cellák belső PCM-mel vagy védelmi áramköri modulokkal vannak ellátva, amelyek biztosítják a cellák teljes biztonságát a túlzott töltés vagy a kisütés ellen. győződjön meg róla, hogy a Li-ion cellához van csatlakoztatva ez a modul, így biztonságosan töltheti azt a javasolt koncepció alapján, amely szerint gyaloglás közben áramot termel.