Målet är att konstruera en piezoelektrisk energiskördsanordning som kan generera tillräckligt med energi för att skapa en märkbar laddning i ett batteri.
Innehåll
Design
Åtta piezoelektriska givare placerades under skosulan och kopplades till ett batteripaket. En diod löddes fast på varje piezodyna och en likriktare löddes fast i systemet innan den kopplades till batteriet.
| Beskrivning | Bild |
|---|---|
| Piezoelektrisk givare. |  |
| Ta isär plasthöljet för att dra ut piezokudden inuti. |  |
| Dioder. |  |
| Löd en diod på den positiva änden av varje piezoplatta. |  |
| Limma en bit av en q-tip på varje piezokudde. |  |
| Ordna piezo-kuddar på sulan av en sko med q-tip-sidan vänd uppåt och lödtrådar tillsammans som ansluter piezo-kuddarna parallellt. |  |
| Täck piezokuddar med pvc-tejp eller tejp. |  |
| Helvågs brudlikriktare. |  |
| Löd likriktare på piezotrådar och löd alligatorklämmor på likriktaren. | |
| Anslut systemet till ett batteripaket. Jag provade det med NiCd AAA och NiMH AA. | |
| Spänn batteripaketet vid fotleden, sätt in sulan i en sko och gå för att ladda. |  |
Resultat och diskussion
Innan jag testade batterier tömde jag dem med en Mini Maglight-lampa. Efter att ha burit skorna med 2 NiCd AAA-batterier i en halv dag tände inte batterierna en lysdiod, och de tände bara Mini Maglight-lampan i en bråkdel av en sekund. Efter att ha burit skorna med 2 NiMH AA-batterier en hel dag tände batterierna en lysdiod, och de tände en mini Maglight-lampa i nästan en halv minut.
När den är ansluten till en lysdiod tänder en piezoplatta lysdioden i en bråkdel av en sekund när den trycks på. Metoden som gav den ljusaste responsen var när lysdioden böjdes något och släpptes som en snärtande rörelse. Q-spetsarna placerades under varje piezodyna för att öka mängden böjning varje dyna får när man trampar på dem, men att applicera tryck genom att trampa är ett ineffektivt sätt att frigöra laddning från piezodynorna. När man testade en piezodyna ansluten till ett batteri skapades en märkbar laddning i batteriet, men det var inte tillräckligt signifikant för att utesluta möjligheten att batteriet bara exciterades av piezodynan. Piezoelektriska dynor har mycket små strömutgångar jämfört med deras spänningsutgångar, vilket gör det utmanande att effektivt ladda ett batteri med dem.
Efter att ha använt sulorna i ett par dagar verkar några av piezo-kuddarna inte fungera så bra som de brukade när de var anslutna till en LED-lampa för att testa. Q-spetsen kan böja dem för mycket, särskilt under hälen.
Videodemonstrationer
LED ansluten till sulan
NiMH-batterier anslutna till LED
NiMH-batterier anslutna till Mini Maglight
Nästa steg
- Fler tester
- Ändra systemet för att öka effektiviteten.
- Skapa en bättre batteriladdare som effektivt kan överföra den lilla och oregelbundna mängden ström som produceras av piezokuddar.
Slutsatser
Fler tester måste göras för att bekräfta om piezosulan faktiskt laddade batterierna eller inte, men systemet visade piezokuddens förmåga att tända ett LED-ljus och producera lite elektricitet. Ett alternativt konstruerat system skulle kunna ladda ett batteri, men effektiviteten hos piezoelektriska dynor är mycket låg för att skörda den mekaniska energin som tillhandahålls av att gå.