Piezoelectric Energy Harvesting Shoe/es

El objetivo es construir un dispositivo de recolección de energía piezoeléctrica que pueda generar suficiente energía para crear una carga notable en una batería.

Diseño

Se colocaron ocho almohadillas transductoras piezoeléctricas bajo la suela de un zapato y se conectaron a una batería. Se soldó un diodo a cada almohadilla piezoeléctrica y un rectificador al sistema antes de conectarlo a la batería.

Descripción	Imagen
Transductor piezoeléctrico.
Desmonte la carcasa de plástico para extraer la almohadilla piezoeléctrica del interior.
Diodos.
Suelde un diodo en el extremo positivo de cada almohadilla piezoeléctrica.
Pegue un trozo de hisopo a cada almohadilla piezoeléctrica.
Coloque las almohadillas piezoeléctricas en la suela de un zapato con el lado del hisopo hacia arriba y suelde los cables conectando las almohadillas piezoeléctricas en paralelo.
Cubra las almohadillas piezoeléctricas con cinta de PVC o cinta adhesiva.
Rectificador de onda completa.
Suelde el rectificador a los cables piezoeléctricos y suelde las pinzas de cocodrilo al rectificador.
Conecte el sistema a una batería. Lo probé con pilas AAA de NiCd y pilas AA de NiMH.
Coloque la batería en el tobillo, inserte la suela en un zapato y camine para cargarla.

Resultados y discusión

Antes de probar las pilas, las descargué con una bombilla Mini Maglight. Tras usar los zapatos con dos pilas AAA de NiCd durante medio día, las pilas no encendieron ningún LED y solo encendieron la bombilla Mini Maglight durante una fracción de segundo. Tras usar los zapatos con dos pilas AA de NiMH durante un día completo, las pilas sí encendieron un LED y una bombilla Mini Maglight durante casi medio minuto.

Al conectar un LED a una almohadilla piezoeléctrica, esta se encendía durante una fracción de segundo al tocarla. El método que produjo la respuesta más brillante fue doblar ligeramente el LED y soltarlo con un movimiento rápido. Se colocaron bastoncillos de algodón debajo de cada almohadilla piezoeléctrica para aumentar la curvatura al pisarla, pero aplicar presión pisando es una forma ineficiente de liberar la carga de las almohadillas piezoeléctricas. Al probar una almohadilla piezoeléctrica conectada a una batería, se generó una carga notable en la batería, pero no fue lo suficientemente significativa como para descartar la posibilidad de que la batería solo se excitara con la almohadilla piezoeléctrica. Las almohadillas piezoeléctricas tienen salidas de corriente muy pequeñas en comparación con sus salidas de voltaje, lo que dificulta cargar una batería de forma eficaz con ellas.

Después de usar las suelas un par de días, algunas almohadillas piezoeléctricas no parecen funcionar tan bien como antes al conectarlas a una luz LED para probarlas. El bastoncillo de algodón podría doblarlas demasiado, sobre todo debajo del talón.

Demostraciones en video

LED conectado a la suela

Baterías NiMH conectadas a LED

Baterías NiMH conectadas a la Mini Maglight

Próximos pasos

• Más pruebas
• Modificar el sistema para aumentar la eficiencia.
• Cree un mejor cargador de batería que pueda transferir eficazmente la pequeña e irregular cantidad de corriente producida por las almohadillas piezoeléctricas.

Conclusiones

Se requieren más pruebas para confirmar si la suela piezoeléctrica realmente cargó las baterías, pero el sistema demostró la capacidad de la almohadilla piezoeléctrica para encender una luz LED y producir electricidad. Un sistema alternativo podría cargar una batería, pero la eficiencia de las almohadillas piezoeléctricas es muy baja para aprovechar la energía mecánica que proporciona la marcha.

Proyecto Por

• Dominick Triola