在这篇文章中,我们学习了一种通过在压电垫上行走来获取免费电力的方法,并尝试研究如何利用这种能量为小型电池充电。
正常情况下,人体承载着大量的能量,这些能量在日常工作中被浪费掉了。例如,从我们的身体和头部表面以热的形式产生的能量,通过我们坐着、工作、睡觉等每一个动作产生的能量。
然而,走路时消耗的能量最多。在这里,我们将看到我们的行走过程如何利用压电装置发电。在我之前的一篇文章中,我发表了一个类似的话题来解释如何使用螺线管从鞋子中发电,在这里,我们将研究压电可能用于收集电力从我们的脚步,虽然这个概念可能是很弱的规格,因此效率很低的性能相比其螺线管同行。
在我们开始应用压电为我们的脚步激活自由能量发生器电路,它将是有趣的知道压电能产生多大的最大功率当一个优化的压力击中它。
如果我们分析一个标准27毫米蜂鸣器压电,我们发现,当它被击中或猛烈地击中(没有损坏),它能够产生约1至3V的直流,这可能能够照亮一个5mm的LED明亮。这看起来令人印象深刻,然而以正确的速度和正确的位置施加正确的力量是很难执行的。尽管如此,通过一些计划的努力,使这些设备合理地为预期目的工作还是可行的。
正如上面所讨论的,压电元件可以产生高达3V的电流,但在10到20mA时,电流(安培)可能要小得多,因此,对于操作一个相对较大的负载,如充电电池,这个电流可能是不够的,我们可能需要许多压电元件一起工作,以产生更高的电流。
如何将多个压电片连接在一起以增加电流
为了增加压电发生器电路的电流,必须将它们并联起来,因为并联会增加电流,而串联会增加电压。
为了实现这一点,每个压电必须包括它自己的独立桥式整流单元,如下图所示:
图示底部有一个27mm的两端压电片,金色的区域代表压电片的金属板,白色的圆圈代表放在金板上的中央压电材料。
在压电的白色部分,我们可以看到一个黑色绝缘胶带粘在桥整流器的绝缘休息平台,它是由4 × BAS86肖特基二极管(红色)组成。
电桥用几根铜线牢固地组装在上面的表面上,我们可以看到两根铜线从电桥整流器的中心结端出来,一个焊接在压电的金色板上,而另一个焊接在中央白色压电材料上(焊接在白色表面时要小心,因为它相当脆弱,可能很容易被剥离)。
电桥的正极和负极用红/黑线连接,这些线需要从每个压电/电桥组件连接在一起。意思是,假设我们有50个这样的压电组件,那么所有的红色电线从50个组件应该连接在一起,50个黑色电线连接在一起。
这些普通的负极/正极接头可以连接到一个高值的电解电容器上。,并进一步到(+)(-)电池端子(用于充电)。
另外,还可以在每个二极管上滴几滴强力胶来固定二极管。
您也可以选择SMD二极管,以使桥极其紧凑和轻重量。
这总结了压电桥组件,它解释了如何连接压电并联成倍的电流输出,现在让我们向前并学习配置上述组件的最佳可能的方法与一个机制,将最有效地将脚步转换成电从压电。
压电垫发电机机制
正如我们之前的研究,压电可能不会发电实际上,除非它受到某种力量或牵引力的打击,准确地说,打击应该是迅速的,以产生最大的这些设备。
这意味着软压的压电将不足以驱动这些设备的最优,这意味着仅仅通过压压电组件与你的脚将不会帮助产生显著的从他们。
记住压电与测压元件不同。
压电垫应该配备一种机械装置,它必须能够将一个缓慢的脚步转换成一个压电式的快速罢工.
经过一些思考,我设计了以下实现压电垫的方法,希望能够实现设备的最大功能。如果你有更好的解决方案,你可以使用它来代替这个。
下面的图表显示了由一个以中心为中心的木板和覆盖一层泡沫或海绵组成的机制。每当有人跨过泡沫时,木板就会“砰”的一声倾斜,导致整个木板产生显著的振动。当系统的脚步被抬起时,同样的重复。
压电定位
压电组件的定位可以在上图中看到。
灰色区域是Mat底座,黄色部分表示木板有一个中心枢轴杆,当人踩上它时,它可以平滑地翻转到两边。
上面讨论的压电组件可以固定在木板的下表面朝向边缘,以使对他们的最大影响。木板的边缘会比中心枢轴部分产生最大的影响,因此建议将压电尽可能接近木板的边缘。
粘贴压电片需要特别小心
你不能简单地把压电直接贴在指示板上,因为这样做会简单地抑制压电运动,使他们相当低效。
正确的方法是打一个小洞,把压电片贴在上面,这样压电片的中心部分挂在洞的缝隙中,只有边缘能与木板接触
可以看到在上面的设计,相对应的板材与孔穿孔压电需要卡的数量,可以看到一个压电固定从木板下只有金色的边境,使接触板,其余中央部分保持冷漠洞内的差距。
这种粘接方法确保了压电片在被人的脚步撞击时产生最有效的振动冲击。
增强压电垫发生器上的步进力
在上面的章节中,我们学习了一个装有压电片的旋转板的技术,该技术可以根据脚步声来进行翻转式的运动,从而使平板对压电片产生最大的振动冲击。
这一过程还可以进一步加强,在木板的两端添加一块磁铁,如下图所示:
如我们所见,较低的铁钉子插入板的边缘和一个磁铁放在基本平行于指甲底部,这样每当板材往往倾斜由于脚踩,磁铁把边缘更快地向一边倾斜造成一个增强的“敲门”影响的相关方面,这反过来会在各自的压电组件上产生等量的更多振动应力,确保它们产生更高的电力。
爱好者说
需要一个500米范围的立体声调频发射机电路。它将是伟大的,如果线圈是在PCB
lekhraj女子说
先生,我认为把压电片直接放在泡沫下面会产生最大的输出,根据我的经验,施加在圆盘上的力越大,输出的就越多。而振动不会造成太大的差异。
还有什么具体的电池应该使用,我们是否需要更多的CKT存储在电池中的能量,或者我们可以直接连接电容器到电池
是的,非常感谢你的回复
Swagatam说
Lekhraj,压压电片不会产生任何东西,压电片需要突然的力量来产生最大的电力.....你可以试试,你就知道了。
弯曲压电也可以帮助产生电力,但这可能会损坏和永久性的设备。
lekhraj女子说
还有,先生,电池规格如何?我们是否需要另一个CKT或我们仅仅需要连接电容器到电池
Swagatam说
你可以直接把电池和输出连接起来,首先你可以试试便宜的中国制造的3V电池组,用在苍蝇拍上....
阿施施说
你好先生,
我想知道,正如你提到的每一个压电片整流器,
为了实现这一点,每个压电必须包括它自己单独的桥式整流单元,如下图所示:
1.如果我们把所有的压电片并联在一起,并在最后连接单桥整流器,这有什么区别&
2.此外,桥式整流器需要大约1.4V (0.7V * 2)作为正向电压,所以单独的桥式整流器,将是可行的得到超过1.4V与每个压电盘(自己独立的桥式整流器单元)。
提前谢谢,
阿施施
赃物说
你好阿施施,
并联的压电不会产生相同数量的电能,也可能产生极性相反的电能,这可以抵消压电之间的电压,影响整体的功率输出,这就是为什么建议每个压电使用桥接器。
压电可以产生高4V时,击中充分,所以1.4V的下降是可控的,尽管肖特基二极管也可以尝试将下降....或者基于BJT的整流器也可以用于相同的地方…可用的差异可以使用焦耳盗窃类型的电路放大
沃特说
谢谢你提供的所有信息。我从很久以前就做电子产品了。非常感谢你所做的一切。
沃特。
Swagatam说
谢谢分享你的想法,请继续做神的工作!
费尔南多说
先生,
如果将5片压电片串联,然后放置二极管桥,二极管桥的输出可以达到5v到15v的电压?
如果我把5个压电板的桥平行放置,我能增加电压吗?
Swagatam说
这可能是可能的,如果所有的压电的交流输出是相彼此,这通常是不可能的,这就是为什么我使用单独的桥为每个压电。
费尔南多说
你能推荐其他的二极管吗?我在巴西没有发现这些东西出售
Swagatam说
1N4148是最常用的二极管....没有容易的替代品。