Hvordan generere strøm fra sko mens du går

I dette innlegget vil vi lære hvordan vi kan generere strøm fra skoen mens vi går. Denne elektrisiteten kan brukes samtidig til å lade et mobiltelefonbatteri.

I noen få av mine tidligere innlegg lærte vi hvordan enkle maskiner effektivt kan brukes til å utvinne gratis strøm, du kan lære mer om dette gjennom følgende innlegg:

Elektrisitet fra et pendel

Elektrisitet fra tyngdekraften

Fri energi fra kroppsvekt

Våre føtter er et utmerket eksempel på en enkel maskin som kan sammenlignes med en spak. Hver gang vi beveger oss for å ta et skritt fremover, løfter vi uanstrengt hele kroppen vår på tærne og deretter gjenoppretter den på bakken, vi fortsetter å gjøre dette så lenge vi går, uten noen problemer i det hele tatt.

Dette blir mulig på grunn av den ekstreme effektive utformingen av ankelbenmekanismen som er i stand til å implementere arbeidet så effektivt at vi knapt forstår hvor mye arbeid vi klarer å utføre så mange ganger i løpet av dagen.

Selv om en ganghandling kan virke for lett for oss, gjør føttene faktisk en betydelig mengde arbeid ved å løfte rundt 60 kg (gjennomsnitt) av bakken og deretter bringe den tilbake til bakken, som utgjør en kraft oppover og nedover som kan tilsvare 60 kg gravitasjonsekvivalent.

I løpet av vår ganghandling er føttene i stand til å løfte kroppen vår veldig effektivt på grunn av ankelleddets spakmekanisme, og mens du frigjør kroppsvekten, blir tyngdekraften ansvarlig for å gjenopprette massen på bakken.

I begge anledninger utveksles enorme mengder krefter, og vi er for øyeblikket interessert i å utnytte denne styrken for å generere gratis strøm mens ganghandling utføres.

Konseptet er faktisk ikke nytt, folk har prøvd dette før, men ved å bruke piezoelektrisk materiale i sko.

Bruke Piezo Element som et alternativ

Piezo elektrisk materiale konverterer trykk til elektrisitet, men størrelsen på elektrisitet generert med et piezo-konsept er så trivielt at det ganske enkelt ser ubrukelig ut.

Når du har tilstrekkelig trykk og kraft som er fritt tilgjengelig for å utnytte, vil du ikke kaste bort det ved å bruke et ineffektivt og undervurdert konsept som en piezo-elektrisk til formålet.

Bruker Motor eller Dynamo

Å bruke en motor eller en dynamo ser bra ut for applikasjonen, men disse enhetene krever sveving med tannhjul som kan gjøre det veldig uønsket for implementering med en sko på grunn av unødvendig kompleksitet og støy som kan genereres mens gangprosessen svever maskinen.

Et kult alternativ, gjennomførbar metode for å generere strøm fra skoene våre, kan være å bruke en liten solenoid, som vist på følgende bilde:

Bilde med tillatelse: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

Ovenstående figur viser en liten 5V fjærbelastet solenoid som ser ut til å være det riktige valget for den foreslåtte skogeneratorapplikasjonen.

Bruke en magnetventil

Siden solenoiden er spesifisert til å fungere ved hjelp av en 5V-inngang @ 1amp, kan vi anta nesten samme mengde strøm over ledningene når den utsettes for en skyv og trekkmekanisk kraft. De riktige parametrene som kan være perfekt egnet for lading av et mobiltelefonbatteri .

En stor fordel med å bruke disse solenoider er at disse har en fjærbelastet akselmekanisme, noe som betyr at den eneste effektive kraften som kreves for å generere elektrisitet av enheten er tyngdekraften, mens føttene våre er i ro, og når føttene løftes fjæraksjonen til solenoiden utfyller handlingen som gjør systemet ekstremt effektivt.

Men siden solenoider normalt bruker en jernstang som stempelet, kan vi ikke forvente at systemet genererer noe strøm før denne stangen først blir transformert til en magnet, fordi bare en magnet i bevegelse vil kunne generere elektrisitet når den beveges gjennom en spole av ledning.

Denne modifiseringen kan enkelt implementeres ved å feste noen få neodymmagneter på den øvre kanten av solenoidstangen, som vist nedenfor, dette vil forvandle hele stempelet til en effektiv magnet, som da vil kunne samhandle med spolen til solenoiden i generere elektrisitet, hvis du har en annen effektiv metode for å transformere stangen til en permanent magnet, kan du bruke den til å gi en bedre respons fra operasjonene.

I det neste avsnittet lærer vi hvordan vi kan generere strøm fra sko mens du går, og som kan brukes til å lade en Li-ion-celle.

Oppsettet ovenfor er presentert i et bildeformat for å vise tilkoblingsdetaljene angående hvordan man kan generere elektrisitet fra sko, praktisk talt må alle elementene skjules på riktig måte i et kabinett og festes godt med skohælen.

I figuren kan vi tydelig se hvordan solenoiden må plasseres på hælen på skoen, slik at solenoiden utsettes for et press og et utløsende trykk på skaftet mens brukeren går.

Hver gang solenoidakselen trekkes eller skyves, samhandler magneten som er knyttet til akselen inne i enheten med spolen som omgir magneten, og genererer elektrisitet som blir tilgjengelig over koblingstrådene til solenoiden.

Siden frem og tilbake bevegelsen til solenoidakselen skal indusere en vekselstrøm ved utgangen, må dette utbedres for å anskaffe en DC, det er derfor en bro likeretter kan sees forbundet med ledningene til solenoiden.

Den utbedrede likestrømmen kan nå brukes til å lade et Li-ion-batteri eller et hvilket som helst annet batteri som kan bli vurdert til det angitte spenningsnivået.

Ved hjelp av en svekket lommelyktmekanisme

Hvis du synes det er vanskelig å optimalisere en magnetventil og ikke gir nok strøm, kan du prøve et alternativt konsept ved hjelp av en sveivet lommelyktmekanisme.

Svingte lommelykter, som vi alle vet, bruker en fjærbelastet motor / girmekanisme der giret er sveivet med manuell kraft for å produsere raske flere rotasjoner av motorspindelen ved hjelp av beregnede girforhold. Denne tvungne rotasjonen av motoren genererer til slutt den nødvendige strømmen for den tilkoblede lasten.

Det samme prinsippet kan brukes for å generere strøm fra sko ved å installere en liten lommelyktmekanisme på en sko og koble utgangen med et batteri, som vist nedenfor. Sørg for å fjerne LED-delen fra enheten, og bruk kun mekanismen for den tiltenkte ladingen av et batteri.

Advarsel: Kretsen inkluderer ikke en overladningsbeskyttelse, noe som kan være farlig for batteriet. I dag leveres Li-ion-celler med interne PCM-er eller beskyttelseskretsmoduler som sikrer total sikkerhet for cellene mot overopplading eller for utladning ... at Li-ion-cellen har denne modulen festet, slik at du kan lade den trygt ved hjelp av det foreslåtte konseptet om å generere strøm mens du går.