Piezoelectric Energy Harvesting Shoe/fr
L’objectif est de construire un dispositif de récupération d’énergie piézoélectrique capable de générer suffisamment d’énergie pour créer une charge notable dans une batterie.
Conception
Huit pastilles de transducteurs piézoélectriques ont été placées sous la semelle d'une chaussure et reliées à une batterie. Une diode a été soudée à chaque pastille piézoélectrique et un redresseur a été soudé au système avant d'être relié à la batterie.
| Description | Image |
|---|---|
| Transducteur piézoélectrique. |  |
| Démontez le boîtier en plastique pour extraire le tampon piézo à l'intérieur. |  |
| Diodes. |  |
| Souder une diode sur l’extrémité positive de chaque plot piézo. |  |
| Collez un morceau de coton-tige sur chaque tampon piézo. |  |
| Disposez les pastilles piézoélectriques sur la semelle d'une chaussure avec le côté coton-tige vers le haut et soudez les fils ensemble en connectant les pastilles piézoélectriques en parallèle. |  |
| Couvrir les coussinets piézoélectriques avec du ruban PVC ou du ruban adhésif. |  |
| Redresseur de bride à onde complète. |  |
| Soudez le redresseur sur les fils piézo et soudez les pinces crocodiles sur le redresseur. | |
| Connectez le système à un bloc-piles. Je l'ai essayé avec des piles AAA NiCd et des piles AA NiMH. | |
| Attachez la batterie à la cheville, insérez la semelle dans une chaussure et marchez pour la charger. |  |
Résultats et discussion
Avant de tester les piles, je les ai déchargées avec une ampoule Mini Maglight. Après avoir porté les chaussures avec 2 piles AAA NiCd pendant une demi-journée, les piles n'ont pas allumé de LED et elles n'ont allumé l'ampoule Mini Maglight que pendant une fraction de seconde. Après avoir porté les chaussures avec 2 piles AA NiMH pendant une journée entière, les piles ont allumé une LED et une ampoule Mini Maglight pendant près d'une demi-minute.
Lorsqu'il est connecté à une LED, un tampon piézoélectrique allume la LED pendant une fraction de seconde lorsqu'on le touche. La méthode qui produit la réponse la plus brillante est celle qui consiste à plier légèrement la LED et à la relâcher sous forme de mouvement de claquement. Les cotons-tiges sont placés sous chaque tampon piézoélectrique pour augmenter la quantité de courbure que chaque tampon reçoit lorsqu'on marche dessus, mais appliquer une pression en marchant est un moyen inefficace de libérer la charge des tampons piézoélectriques. Lors du test d'un tampon piézoélectrique connecté à une batterie, une charge notable a été créée dans la batterie, mais elle n'était pas suffisamment importante pour exclure la possibilité que la batterie soit uniquement excitée par le tampon piézoélectrique. Les tampons piézoélectriques ont des sorties de courant très faibles par rapport à leurs sorties de tension, ce qui rend difficile la charge efficace d'une batterie avec eux.
Après avoir utilisé les semelles pendant quelques jours, certains des coussinets piézoélectriques ne semblent pas fonctionner aussi bien qu'avant lorsqu'ils sont connectés à une lampe LED pour les tester. Le coton-tige peut trop les plier, en particulier sous le talon.
Démonstrations vidéo
LED connectée à la semelle
Batteries NiMH connectées à la LED
Batteries NiMH connectées à Mini Maglight
Prochaines étapes
- Plus de tests
- Modifier le système pour augmenter l’efficacité.
- Créez un meilleur chargeur de batterie capable de transférer efficacement la petite quantité irrégulière de courant produite par les pastilles piézoélectriques.
Conclusions
Des tests supplémentaires doivent être effectués pour confirmer si la semelle piézoélectrique charge réellement les batteries, mais le système a démontré la capacité de la semelle piézoélectrique à allumer une lumière LED et à produire de l'électricité. Un système construit de manière alternative pourrait charger une batterie, mais l'efficacité des semelles piézoélectriques est très faible pour récupérer l'énergie mécanique fournie par la marche.