Kako med hojo ustvariti elektriko iz čevlja

V tem prispevku se bomo naučili, kako med hojo proizvajamo elektriko iz čevlja. Ta električna energija se lahko istočasno uporablja za polnjenje baterije mobilnega telefona.

V nekaj mojih prejšnjih prispevkih smo izvedeli, kako lahko enostavne stroje učinkovito uporabljamo za črpanje brezplačne električne energije, o tem pa lahko izveste v naslednjih objavah:

Elektrika iz nihala

Električna energija iz gravitacije

Brezplačna energija iz telesne teže

Naše noge so odličen primer preprostega stroja, ki ga lahko primerjamo z ročico. Vsakič, ko se premaknemo korak naprej, brez truda dvignemo celotno telo na prste in ga nato obnovimo nazaj na tla, to počnemo, dokler hodimo, brez popolnoma nobenih težav.

To je mogoče zaradi izjemno učinkovite zasnove našega mehanizma kosti gležnja, ki je sposoben delo izvajati tako učinkovito, da komaj razumemo količino dela, ki ga lahko opravimo tolikokrat čez dan.

Čeprav se nam hoja zdi preveč enostavna, noge v resnici opravijo veliko dela, tako da dvignejo približno 60 kg (povprečje) tal in ga nato spustijo nazaj na tla, kar predstavlja silo navzgor in navzdol, ki lahko enaka gravitacijskemu ekvivalentu 60 kg.

V naši hoji so naša stopala zaradi vzvodnega mehanizma gleženjskega sklepa zelo učinkovito dvignila telo in med sproščanjem telesne teže je gravitacija odgovorna za obnovo mase nazaj na tla.

V obeh primerih se izmenjata ogromni količini sil in trenutno nas zanima, kako izkoristiti to silo za ustvarjanje brezplačne električne energije med izvajanjem hoje.

Koncept dejansko ni nov, ljudje so to že preizkušali, vendar s pomočjo piezoelektričnega materiala v čevljih.

Uporaba Piezo Elementa kot možnosti

Piezo električni material pretvarja tlak v elektriko, toda velikost električne energije, ustvarjene s piezo konceptom, je tako nepomembna, da je preprosto videti neuporabna.

Ko imate ustrezen pritisk in silo, ki je prosto dostopna za uporabo, potem tega ne bi želeli zapraviti z uporabo neučinkovitega in podcenjenega koncepta, kot je piezo elektrika.

Uporaba Motorja ali Dinama

Uporaba motorja ali dinama je videti dobro za aplikacijo, vendar ti pripomočki zahtevajo zagon z zobniki, zaradi česar je zelo nezaželen za uporabo s čevljem zaradi nepotrebne zapletenosti in hrupa, ki lahko nastane med postopkom hoje, ko stroj poganja.

Kul alternativna, izvedljiva metoda za proizvodnjo električne energije iz naših čevljev je lahko z uporabo majhnega magnetnega ventila, kot je prikazano na naslednji sliki:

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

Na zgornji sliki je prikazan majhen 5V elektromagnet z vzmetjo, ki se zdi prava izbira za predlagano aplikacijo generatorja čevljev.

Uporaba magnetnega ventila

Ker je elektromagnet določen za delovanje z vhodom 5V @ 1amp, lahko na njegove žice prevzamemo skoraj enako moč, kadar je izpostavljen mehanski sili s pritiskom in vlečenjem. Pravi parametri, ki so lahko popolnoma primerni za polnjenje baterije mobilnega telefona .

Velika prednost uporabe teh solenoidov je v tem, da imajo vzmetno obremenjen mehanizem gredi, kar pomeni, da je edina učinkovita sila, ki jo enota potrebuje za proizvodnjo električne energije, gravitacijska sila, medtem ko naše noge mirujejo in ko noge dvignemo vzmetno delovanje solenoida dopolnjuje delovanje, zaradi česar je sistem izjemno učinkovit.

Ker pa solenoidi običajno uporabljajo železno palico kot bat, ne moremo pričakovati, da bo sistem ustvaril elektriko, dokler se ta palica najprej ne spremeni v magnet, ker bo le premični magnet lahko ustvaril elektriko, ko se bo premikal skozi tuljavo žice.

To spremembo lahko preprosto izvedemo tako, da na zgornji rob elektromagnetne palice pritrdimo nekaj neodimskih magnetov, kot je prikazano spodaj, s čimer se celoten bat pretvori v učinkovit magnet, ki bo nato lahko komuniciral s tuljavo magnetnega ventila. če imate kakšen drug učinkovit način za pretvorbo palice v trajni magnet, jo lahko uporabite za doseganje boljšega odziva med delovanjem.

V naslednjem poglavju bomo izvedeli, kako med hojo proizvajamo elektriko iz čevlja in ki jo lahko uporabimo za polnjenje Li-ionske celice.

Zgornja postavitev je predstavljena v slikovni obliki za prikaz podrobnosti o povezavi glede načina pridobivanja električne energije iz čevlja, tako da bodo morali biti praktično vsi elementi ustrezno skriti v ohišju in trdno pritrjeni s peto čevlja.

Na sliki lahko jasno vidimo, kako je treba elektromagnet namestiti na peto čevlja, tako da je magnet pod pritiskom in sproščanjem pritiska na gred, ko uporabnik hodi.

Vsakič, ko elektromagnetno gred povlečete ali potisnete, magnet, povezan z gredjo znotraj enote, sodeluje s tuljavo, ki obdaja magnet, ki ustvarja elektriko, ki je na voljo prek povezovalnih žic elektromagnetnega polja.

Ker naj bi gibanje elektromagnetne gredi tja in nazaj induciralo izmenični tok na izhodu, ga je treba popraviti za pridobitev enosmernega toka, zato je mogoče videti mostni usmernik, povezan z žicami elektromagnetnega polja.

Odpravljeni enosmerni tok se zdaj lahko uporablja za polnjenje Li-ionske baterije ali katere koli druge baterije, ki je lahko ocenjena na določeno napetost.

Uporaba mehanizma ročične svetilke

Če se vam zdi optimizacija elektromagnetnega mehanizma težavna in ne daje dovolj toka, lahko poskusite z drugim konceptom z uporabo mehanizma z ročico.

Ročne svetilke, kot jih vsi poznamo, uporabljajo vzmetno obremenjen motor / zobniški mehanizem, pri katerem je zobnik z ročno silo poganjan, da s pomočjo izračunanih prestavnih razmerij omogoči hitro večkratno vrtenje vretena motorja. To prisilno vrtenje motorja na koncu ustvari potrebno elektriko za priključeno obremenitev.

Enak princip lahko uporabimo za proizvodnjo električne energije iz čevlja, tako da na čevelj ustrezno namestimo mehanizem z majhno ročico svetilke in njegov izhod povežemo z baterijo, kot je prikazano spodaj. Odstranite odsek LED z enote in uporabite samo mehanizem za predvideno polnjenje baterije.

Opozorilo: Vezje ne vključuje zaščite pred prekomernim polnjenjem, kar je lahko nevarno za baterijo. Dandanes Li-ionske celice prihajajo z notranjimi PCM-ji ali moduli zaščitnega vezja, ki celicam zagotavljajo popolno varnost pred polnjenjem ali prekomernim praznjenjem ... prepričajte se, da ima Li-ion celica ta modul pritrjen, da ga lahko varno napolnite s predlaganim konceptom pridobivanja električne energije med hojo.