El objetivo es construir un dispositivo de recolección de energía piezoeléctrica que pueda generar suficiente energía para crear una carga notable en una batería.
Contenido
Diseño
Se colocaron ocho almohadillas transductoras piezoeléctricas debajo de la suela de un zapato y se conectaron a una batería. Se soldó un diodo a cada almohadilla piezoeléctrica y se soldó 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 un paquete de baterías. Lo probé con baterías NiCd AAA y NiMH AA. | |
| Coloque la batería en el tobillo, inserte la suela en un zapato y camine para cargarla. |  |
Resultados y discusión
Antes de probar las baterías, las descargué con una bombilla Mini Maglight. Después de usar los zapatos con 2 baterías NiCd AAA durante medio día, las baterías no encendieron un LED y solo encendieron la bombilla Mini Maglight durante una fracción de segundo. Después de usar los zapatos con 2 baterías NiMH AA durante un día completo, las baterías encendieron un LED y encendieron una bombilla Mini Maglight durante casi medio minuto.
Cuando se conecta a un LED, una almohadilla piezoeléctrica enciende el LED durante una fracción de segundo al tocarla. El método que produjo la respuesta más brillante fue cuando el LED se dobló ligeramente y se soltó con un movimiento de sacudida. Los bastoncillos de algodón se colocaron debajo de cada almohadilla piezoeléctrica para aumentar la cantidad de curvatura que recibe cada almohadilla cuando se pisa, pero aplicar presión al pisar es una forma ineficiente de liberar la carga de las almohadillas piezoeléctricas. Al probar una almohadilla piezoeléctrica conectada a una batería, se creó 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 manera efectiva con ellas.
Después de usar las suelas durante un par de días, algunas de las almohadillas piezoeléctricas no parecen funcionar tan bien como antes cuando se conectan a una luz LED para probarlas. El hisopo puede doblarlas demasiado, en particular debajo del talón.
Demostraciones en video
LED conectado a la suela
Baterías NiMH conectadas a LED
Baterías NiMH conectadas a Mini Maglight
Próximos pasos
- Más pruebas
- Modificar el sistema para aumentar la eficiencia.
- Crear un mejor cargador de batería que pueda transferir eficazmente la pequeña e irregular cantidad de corriente producida por las almohadillas piezoeléctricas.
Conclusiones
Se deben realizar más pruebas para confirmar si la suela piezoeléctrica realmente carga las baterías, pero el sistema demostró la capacidad de la almohadilla piezoeléctrica para encender una luz LED y producir algo de electricidad. Un sistema construido de manera alternativa podría cargar una batería, pero la eficiencia de las almohadillas piezoeléctricas es muy baja para aprovechar la energía mecánica que se obtiene al caminar.