วิธีสร้างรองเท้าชาร์จแบตเตอรี่ PiezoElectric

เรียนรู้

ความล้มเหลวของอุปกรณ์เนื่องจากการขาดพลังงานเป็นปัญหาที่พบบ่อยในปัจจุบัน หลายครั้งที่โทรศัพท์สายสำคัญถูกปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีใครดูแลและเราไม่สามารถตอบกลับการสนทนาสำคัญที่เกิดขึ้นระหว่างเพื่อนร่วมงานกับเราได้เพียงเพราะแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือของเราหมด เกือบทุกคนที่มีสมาร์ทโฟนต่างก็ปรารถนาที่จะให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ดังนั้นเมื่อพิจารณาถึงปัญหานี้เราจะออกแบบเทคนิคการชาร์จมือถือโดยใช้รองเท้าของเรา โครงการนี้ไม่เพียง แต่แก้ปัญหาการระบายแบตเตอรี่ แต่ยังส่งเสริมสุขภาพด้วยการสร้างพื้นรองเท้าด้านในที่แปลงพลังงานทางกายภาพที่สร้างขึ้นโดยการเดินเป็นไฟฟ้าซึ่งจะถูกเก็บไว้ในชุดแบตเตอรี่แบบพกพา นอกจากการชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเราแล้วเรายังสามารถต่ออายุพลังงานทางกายภาพของเราได้อีกด้วย



วิธีการประกอบองค์ประกอบ Piezoelectric กับส่วนประกอบอื่น ๆ

เมื่อเราเข้าใจจุดมุ่งหมายพื้นฐานของโครงการแล้วเรามาดูส่วนประกอบที่จำเป็นก่อนแล้วจึงรวมเข้าด้วยกันเพื่อออกแบบต้นแบบขั้นสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่ใช้

  • รองเท้าคู่
  • Piezo องค์ประกอบไฟฟ้า (x14)
  • ปืนกาวร้อน
  • ชุดหัวแร้ง
  • 1N4001 - 1N4007 ไดโอด (x4)
  • เครื่องมือเดรเมล
  • แถบเวลโคร
  • ดิจิตอลมัลติมิเตอร์
  • ไม้บรรทัดมาตราส่วนสถาปัตยกรรม

ขั้นตอนที่ 2: ทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของโครงการ

ก่อนที่จะประกอบส่วนประกอบเราต้องเข้าใจกลไกการทำงานของโครงการ ในทุกโครงการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แหล่งจ่ายไฟคือกระดูกสันหลัง แหล่งพลังงานหลักที่ทำให้โครงการนี้เป็นไปได้เรียกว่าตัวแปลงสัญญาณเพียโซอิเล็กทริก / องค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก ประกอบด้วยส่วนประกอบเช่นคริสตัลและเซรามิกที่มีความสามารถพิเศษในการเปลี่ยนพลังงานทางกายภาพเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ เราสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัตินี้ขององค์ประกอบเหล่านี้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดโดยวางไว้ใต้ฝ่าเท้าในลักษณะที่ทุกครั้งที่เราก้าวน้ำหนักของเราจะถูกใช้เพื่อดันองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกซึ่งจะแปลงพลังงานทางกายภาพของเราเป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น แต่มีปัญหาเล็กน้อย กระแสสลับ (AC) พวกเราต้องการ กระแสตรง (DC) สำหรับโครงการของเรา ดังนั้นปัญหานี้จะแก้ไขได้โดยการสร้างไฟล์ วงจรเรียงกระแสสะพาน พร้อมไดโอดเพื่อให้สามารถแปลงไฟ AC เป็นไฟ DC ได้



การสาธิต AC และ DC



ขั้นตอนที่ 3: การวัดขนาดรองเท้าของคุณ

องค์ประกอบแรกที่เราต้องการสำหรับการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียโซอิเล็กทริกคือฐานพลาสติก ถอดฐานออกจากรองเท้าและทำการวัดที่เหมาะสมโดยใช้ไม้บรรทัดมาตราส่วนสถาปัตยกรรม



การวัดเท้า

รหัสข้อผิดพลาด 80710723

รูองค์ประกอบของเพียโซได้รับการจัดวางอย่างมีกลยุทธ์เพื่อให้สอดคล้องกับรอยบุ๋มขนาดใหญ่บนพื้นรองเท้าด้านในซึ่งบ่งบอกถึงบริเวณที่รับแรงกดมากที่สุด

Piezoelectric Shoe Insole (ส้น)



ขั้นตอนที่ 4: การติดกาว PIEZO ELEMENTS

เมื่อเราสร้างฐานสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียโซอิเล็กทริกเสร็จแล้วเราจะวางองค์ประกอบเพียโซลงบนฐานโดยใช้ปืนกาวร้อน ทากาวบาง ๆ รอบ ๆ ขอบของรูในพลาสติกจากนั้นกดส่วนประกอบเพียโซอิเล็กทริกลงไปอย่างรวดเร็วก่อนที่จะเย็นลง อย่าทากาวมากเกินไปเพราะในกรณีนี้เราอาจ จำกัด แผ่นโฟมไม่ให้บีบอัดจนสุด เราจะดูแลอีกสิ่งหนึ่งที่กาวไม่สัมผัสกับ Positive (สุทธิ) และเชิงลบ (สีดำ) ข้อต่อเนื่องจากข้อต่อนั้นจะถูกบัดกรีในภายหลัง เราจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าองค์ประกอบของเพียโซติดกาวทั้งสองด้านของพลาสติก การใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์เราจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าองค์ประกอบ Piezo ของเราใช้งานได้

การตรวจสอบองค์ประกอบของ PiezoElectric

ตอนนี้เมื่อเราติดองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกทั้งหมดในจุดที่เหมาะสมแล้วเราจะติดชิ้นโฟมลงบนองค์ประกอบของเพียโซแต่ละชิ้นดังที่แสดงด้านล่าง:

ติดกาวชิ้นโฟม

ขั้นตอนที่ 5: การรวมองค์ประกอบของ PIEZO เข้าด้วยกัน

องค์ประกอบ piezo สร้างแรงดันไฟฟ้าเพียงพอ แต่ไม่สร้างกระแสไฟฟ้ามากนัก ดังนั้นเมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้เราจะต่อองค์ประกอบ piezo ทั้งหมดแบบขนาน (ค่าบวกจะถูกบัดกรีด้วยค่าบวกและค่าลบจะถูกบัดกรีด้วยค่าลบ) เมื่อเราทำสิ่งนี้แล้วเราจะสามารถสร้างแอมแปร์จำนวนมากและอุปกรณ์ของเราจะถูกชาร์จเร็วขึ้น หลังจากบัดกรีข้อต่อแล้วให้ใช้กาวร้อนที่ข้อต่อเนื่องจากจะป้องกันไม่ให้ข้อต่อแตกออก เราจะเชื่อมต่อองค์ประกอบเพียโซจากด้านหนึ่งของพลาสติกไปยังอีกด้านหนึ่งโดยการร้อยสายไฟขององค์ประกอบเพียโซตัวใดตัวหนึ่งผ่านรูเพื่อให้สามารถบัดกรีขนานกับเพียโซที่อีกด้านหนึ่งได้ เนื่องจากองค์ประกอบ piezo ทั้งหมดบนส้นเท้ามีการต่อสายขนานกันเราจะประสาน piezo สุดท้ายในโซ่กับหนึ่งในองค์ประกอบของ piezo บนชิ้นส่วนปลายเท้าและยังคงประสานองค์ประกอบ piezo แบบขนานต่อไปจนกว่าทั้ง 14 องค์ประกอบจะเชื่อมต่อกัน

การบัดกรี Piezo Elements

ขั้นตอนที่ 6: การสร้าง Bridge Rectifier

ก้าวไปข้างหน้าประการแรกเราจะศึกษาแผนภาพวงจรของวงจรเรียงกระแสสะพานประการที่สองเราจะสร้างวงจรเรียงกระแสสะพานโดยใช้ไดโอดและในที่สุดเราจะต่อสายวงจรเรียงกระแสสะพาน

  1. การศึกษาแผนภาพวงจร: เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับไดโอดและพวกมันยอมให้กระแสไหลผ่านจะมีการกล่าวถึงการส่งต่อ ลำเอียง โหมดและเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าและไดโอดไม่อนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะมีการกล่าวถึง ย้อนกลับลำเอียง โหมด. ในแผนภาพวงจรจะแสดงด้านล่างไดโอดเชื่อมต่อในโหมดการส่งต่อแบบลำเอียงและอนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ ด้านบวกของไดโอดคือด้านที่ทาสีเทาและจะแสดงในขั้นตอนต่อไป

    แผนภูมิวงจรรวม

  2. การสร้าง Bridge Rectifier: เราจะเชื่อมต่อไดโอดตามการกำหนดค่าแบบเอนเอียงไปข้างหน้าเพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านไปได้ ผู้เริ่มต้นสามารถทำตามแผนภาพที่แสดงด้านล่างเพื่อสร้างวงจรเรียงกระแสสะพาน วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เรียกอีกอย่างว่า วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น .

    วงจรเรียงกระแสสะพาน

  3. การเดินสายสะพาน Rectifier: ตอนนี้เชื่อมต่อส่วนประกอบเพียโซอิเล็กทริกกับวงจรเรียงกระแสตามแผนภาพที่แสดงด้านล่าง กระแสไฟฟ้าเป็น AC ดังนั้นตำแหน่งของสายไฟจึงใช้แทนกันได้ตราบใดที่เชื่อมต่อกับไดโอดที่ถูกต้องในแผนภาพ ลอกสาย USB ที่คุณซื้อมาพร้อมกับชุดแบตเตอรี่และนำสายภายในออก เราสนใจเท่านั้น สุทธิ และ สีดำ สายไฟ ตอนนี้บิดเกลียวลวดที่หลุดลุ่ยของแต่ละสายแล้วบัดกรีและบัดกรีสายไฟเข้ากับวงจรเรียงกระแส ดังที่เราทราบว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงมีขั้วบวกและขั้วลบดังนั้นหลังจากการบัดกรีควรตรวจสอบขั้ว เพื่อความปลอดภัยให้ใช้ปืนกาวร้อนที่ขั้ว

    สาย USB ต่อเข้ากับวงจรเรียงกระแส

ขั้นตอนที่ 7: การติดตั้งและเสร็จสิ้นการสัมผัส

ในขณะที่เราประกอบส่วนประกอบทั้งหมดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียโซอิเล็กทริกของเราพร้อมแล้วเราจะไปยังส่วนการติดตั้ง ปรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียโซอิเล็กทริกที่ทำจากพลาสติกภายในรองเท้าจากนั้นใส่พื้นรองเท้าเดิมด้านบน ในกรณีที่ใครมีปัญหาในการปรับแต่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าภายในสามารถอ้างอิงได้จากรูปภาพด้านล่าง:

การปรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Piezoelectric ภายในรองเท้า

อัพเดต lenovo bios

นำสาย USB ที่ต่อสายไว้ก่อนหน้านี้แล้วร้อยเข้าระหว่างลิ้นรองเท้ากับด้านนอกของรองเท้า ตอนนี้เหลือแบตเตอรี่ไว้ให้ติดตั้งและในการทำเช่นนั้นเราจะแก้ไขระหว่างลิ้นของรองเท้ากับเชือกผูกรองเท้าแล้วขันรองเท้าให้แน่น จะดีกว่าที่จะใช้ เวลโคร เพื่อยึดก้อนแบตเตอรี่เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่หลุดออกในขณะที่กำลังทำงาน หากใครมีรองเท้าสำรองก็สามารถทำโฟมคัตเอาต์จากพื้นรองเท้า แต่เพียงผู้เดียวแล้วรองเท้าจะสูงขึ้นเล็กน้อย

รองเท้า Piezoelectric

ขั้นตอนที่ 8: การทดสอบ

ตอนนี้เมื่อเราดำเนินการติดตั้งเสร็จเรียบร้อยแล้วเราควรทดสอบและดูว่าใช้งานได้หรือไม่ เพื่อตรวจสอบว่าเราทำงานได้ดีเพียงใด ออกกำลังกาย ทุกวัน. เล่นกีฬาทุกวันยกเว้นฟุตบอลเพราะโทรศัพท์ของคุณอาจเสียหายได้ในขณะที่ตีลูกบอลจากเท้า แบตเตอรี่จะชาร์จเมื่อใดก็ตามที่เราทำตามขั้นตอนเท่านั้นเนื่องจากหลายขั้นตอนที่เราใช้โทรศัพท์ของเราจะชาร์จเร็วขึ้น

การทดสอบ Prototype