在这篇文章中,我们将学习如何在走路的时候通过鞋子发电。这些电能可以同时为手机电池充电。
在我之前的几篇文章中,我们学习了如何有效地使用简单的机器来提取免费电力,你可以通过下面的文章了解更多:
来自体重的自由能量
我们的脚是一个很好的例子,一个简单的机器,可以比作杠杆。每次我们向前迈出一步时,我们就会毫不费力地用脚趾抬起整个身体,然后再回到地面上,只要我们走路,我们就会一直这样做,完全没有任何麻烦。
这要归功于我们的踝关节骨机制的高效设计,它能够如此高效地执行工作,以至于我们很难理解我们一天中能够执行这么多次的工作量。
即使走路行动可能出现对我们太容易了,我们的脚确实做了大量的工作通过提高60公斤左右(平均)的地上,然后把它带回地面,构成一个向上和向下的力可能等于60公斤重力等价的。
在我们走路的时候,由于踝关节的杠杆机制,我们的脚能够非常有效地抬起身体,在释放身体重量的同时,重力负责将质量恢复到地面上。
在这两种情况下,大量的力被交换,我们目前感兴趣的是利用这种力来产生自由的电力,而行走的动作正在进行。
这个概念其实并不新鲜,人们以前也尝试过,不过是在鞋子中使用压电材料。
使用压电元件作为一个选项
压电材料将压力转化为电力,但压电概念产生的电力是如此微不足道,它看起来毫无用处。
当你有足够的压力和力可自由利用,然后你不会想浪费它使用效率低下和被低估的概念,如压电的目的。
使用电机或发电机
使用电机或发电机看起来很适合应用程序,然而这些小工具需要用齿轮进行曲柄转动,这使得它非常不适合用鞋来实现,因为在行走过程中可能会产生不必要的复杂性和噪音。
另一种很酷的、可行的从我们的鞋子发电的方法可能是使用一个小的螺线管,如下图所示:
图片由:https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015 - 04. - jpg
上图显示了一个小的5V弹簧加载螺线管,这似乎是我们建议的鞋发电机应用的正确选择。
使用电磁
由于螺线管被指定为使用5V @ 1amp输入来操作,我们可以假设当它受到推和拉机械力时,其导线上的功率几乎相同。正确的参数,可能非常适合给手机电池充电。
使用这些螺线管的一大优点是,它们有一个弹簧负载轴机构,这意味着发电单元所需的唯一有效力是重力,而我们的脚是静止的,当脚被抬起时,螺线管的弹簧动作补充了动作,使系统极其高效。
然而,由于螺线管通常使用铁棒作为柱塞,我们不能期望系统产生任何电力,直到这条棒首先转化为磁铁,因为只有移动磁铁将能够产生电力时,通过线圈的电线。
这种改变可以简单地通过在螺线管杆的顶部边缘附加一些钕磁铁来实现,如下所示,这将把整个柱塞变成一个有效的磁铁,然后能够与螺线管的线圈产生电力,如果您有任何其他有效的方法将棒转变为一个永久磁铁,您可以使用它产生更好的响应从操作。
在下一节中,我们将学习如何在走路时从鞋中产生电力,这可能用于为锂离子电池充电。
上面的设置以图片的形式展示了关于如何从鞋子发电的连接细节,实际上所有的元素将需要适当地隐藏在一个外壳内,并与鞋跟牢固地连接。
在图中,我们可以清楚地看到螺线管需要被定位在鞋跟,这样,当用户行走时,螺线管受到其轴上的压力和释放压力。
每次螺线管轴被拉动或推动,与轴相关的磁铁在单位内与线圈相互作用,周围的磁铁产生电力,通过螺线管的连接线成为可用的。
由于螺线管轴的来回运动应该在输出处诱发交流电流,这需要矫正以获得直流,这就是为什么桥式整流器可能被看到与螺线管的电线连接。
整流直流现在可以用于充电锂离子电池或任何其他电池,可额定在指定的电压水平。
使用曲柄手电筒机制
如果你发现优化一个螺线管机制困难,不能产生足够的电流,你可以尝试另一个概念使用曲柄手电筒机制。
我们都知道,曲柄手电筒利用弹簧加载的电机/齿轮机构,其中齿轮是手动曲柄产生快速多旋转电机主轴与计算齿轮比的帮助。电动机的这种强制旋转最终为连接的负载产生所需的电力。
同样的原理也可以应用于从鞋产生电力,适当地安装在鞋上的小型曲柄手电筒机构,并将其输出与电池连接,如下所示。确保将LED部分从单元中移除,并仅使用该机制来为电池充电。
警告:该电路不包括过充保护,这对电池可能是危险的,现在的锂离子电池带有内部pcm或保护电路模块,确保电池的完全安全,防止过充或过放电…确保锂离子电池上有这个模块,这样你就可以安全地使用走路时发电的概念给它充电。
舍温巴普蒂斯塔说
哇,这确实是一个不错的。
为了保证上述电池的安全充电,100ma的lm317l版本是最合适的,不是吗?所有东西都放在一个小盒子里,放在鞋子里。这是惊人的……\
最后是绿色思维。
Swagatam说
谢谢舍温,我很感激你的想法
保罗Chanz说
舍温,你试过这个系统是否真的像提议的那样工作吗?我的结果很令人失望,虽然......
Ketul甘地说
我在哪里可以找到一个5V螺线管与弹簧和铌磁铁?
Swagatam说
请谷歌它
Swagatam说
我的荣幸!
Swagatam说
是的,但是太小了……
Swagatam说
鞋的质量必须是好的,以便系统可以紧密地安装而不移动。
如果你愿意,你可以尝试压电版,它可以照亮小型的led灯,但不会给电池充电。
由于电磁阀的弹簧作用,它实际上可以方便地行走,反过来又可以产生自由的电力。
首先,确保在实际安装之前检查工作台上的响应。
Swagatam说
3到5V在100mA
tejaswini andhale说
我们能用这个给5v 1.5A的电池充电吗?如果需要,需要什么时间?
tejaswini andhale说
我们能用这个电源给5v 1.5A的电池充电吗?如果可以的话,需要什么时间?
Swagatam说
这取决于电磁阀的电压产生能力,而电压产生能力又取决于行走速度。
所以首先你需要检查以上试验螺线管
无论如何5V看起来太大了,一个3.7V的电池可以代替,或者一个更合理的选择是尝试几个镍镉1.5V电池平行
谢赫·米娜雅一起作为颁奖嘉宾说
它真的有效吗?快速回复
未知的说
嗨,斯瓦格塔姆,我试着测试了一下。
它似乎不像你所提议的那样,在某种程度上,它只“产生”为0.05 V,通过使用准确的版本5V电磁阀,和neo稀土磁铁(N38级)到最强大的点,磁铁仍然可以拉回和来回;
然后我换了一个12VDC的螺线管的相同大小的外部尺寸,结果是双倍的,仅0.1V....请给我一些建议,为什么我做错了?
致以最亲切的问候
保罗
我
Swagatam说
嗨保罗意味着当我们说一个5 v电磁螺线管线圈被指定使用5 v的供应,这也意味着,如果相同的电磁线圈受到一个推或拉的运动通过一个指定的磁场,线圈上时,就会出现一个相同的5 v终端?这似乎合乎逻辑,技术上是正确的,对吗?
你将需要解决这个问题首先在工作台上,并确保你测量输出通过桥式整流网络,可能与滤波电容器
保罗Chanz说
非常感谢您的及时回复。我知道你是一个严肃的专家!
我的问题是我甚至不能为整流器产生有意义的V。有人已经做过了吗?
致以最亲切的问候
Swagatam说
我用手测试了一个类似的电磁阀/磁铁组件,它对我来说工作得很完美,我可以照亮一个LED明亮的几分之一秒…不确定为什么你的电磁阀不产生任何电压。
无论如何如果你与这个设计有困难,你可以用汽车代替电磁机制/曲柄机构,你可以从任何微小的弯曲的手电筒打捞单位和使用它与一只鞋…解释说,很可能开始生产即时搜索结果没有任何并发症。
米歇尔说
你好
你认为三种方法中哪一种能最有效地为强大的频闪灯提供能量?
谢谢你!
米歇尔
Swagatam说
你好,使用曲柄手电筒的方法是最有效的方法
米歇尔说
我能用另一种方法做吗?
Swagatam说
如果你对结果有信心,那么你可以尝试……
Dhananjay Joshi说
电磁阀的输出电压和电流是多少?如何确定?
Swagatam说
你可以读一下这个解释
https://www.quora.com/When-a-magnet-moves-inside-a-coil-electricity-is-produced-How-can-one-calculate-how-much-voltage-is-produced-this-way