¿Cómo hacer una zapata de carga de batería piezoeléctrica?

¿Cómo hacer una zapata de carga de batería piezoeléctrica?

El fallo del dispositivo por falta de energía es un problema habitual en la actualidad. Muchas veces, las llamadas telefónicas importantes quedan desatendidas y no somos capaces de responder a una conversación importante que está ocurriendo entre nuestros colegas y nosotros, solo porque se agotó la batería de nuestro teléfono móvil. Casi todas las personas que poseen un teléfono inteligente desean tener más batería. Entonces, teniendo en cuenta este problema, diseñaremos una técnica de carga móvil utilizando nuestros zapatos. Este proyecto no solo resolverá el problema del drenaje de la batería, sino que también promoverá la salud al crear una plantilla de zapato que convierte la energía física creada al caminar en electricidad, que luego se almacena en una batería portátil. Además de cargar nuestro dispositivo electrónico, también podremos renovar parte de nuestra energía física.

¿Cómo ensamblar elementos piezoeléctricos con otros componentes?

Como hemos entendido el objetivo básico de nuestro proyecto, avancemos un paso y busquemos los componentes necesarios y luego integremos para diseñar un prototipo final.



Paso 1: componentes utilizados

  • Par de zapatos
  • Elementos piezoeléctricos (x14)
  • Pistola de silicona
  • Kit de soldador
  • Diodos 1N4001 - 1N4007 (x4)
  • Herramienta Dremel
  • Tiras de velcro
  • Multímetro digital
  • Regla de escala arquitectónica

Paso 2: Comprensión del principio básico del proyecto

Antes de ensamblar los componentes, debemos comprender el mecanismo de trabajo del proyecto. En todo proyecto de electrónica, la fuente de alimentación es la columna vertebral. La principal fuente de energía que hace posible este proyecto se llama transductor piezoeléctrico / elemento piezoeléctrico. Están compuestos por componentes como cristales y cerámicas que tienen la capacidad especial de convertir energía física en electricidad CA. Podemos aprovechar al máximo esta propiedad de estos elementos colocándolos debajo de nuestros pies de tal manera que cada vez que damos un paso nuestro peso se utilice para empujar los elementos piezoeléctricos, que a su vez convierten nuestra energía física en energía eléctrica. Se genera energía eléctrica pero hay un pequeño problema, Corriente alterna (CA). Nosotros necesitamos Corriente continua (DC) para nuestro proyecto. Por tanto, este problema se resolverá creando un Puente rectificador con diodos para que la alimentación de CA se pueda convertir en alimentación de CC.



Demostración de CA y CC

Paso 3: medir el tamaño de su zapato

El primer elemento que necesitamos para diseñar un generador piezoeléctrico es la base de plástico. Saque la base del zapato y tome las medidas adecuadas con la regla de escala arquitectónica.



Medida del pie

Los orificios de los elementos piezoeléctricos se colocan estratégicamente de modo que se alineen con las grandes hendiduras de la plantilla del zapato, que indican las áreas de mayor presión.

Plantilla de zapato piezoeléctrico (talón)



Paso 4: PEGADO DE ELEMENTOS PIEZO

Como hemos terminado de crear la base para nuestro generador piezoeléctrico, pegaremos los elementos piezoeléctricos en la base con la ayuda de una pistola de pegamento caliente. Aplique la capa delgada de pegamento alrededor del borde del orificio en el plástico y luego presione rápidamente los componentes piezoeléctricos antes de que se enfríe. No aplique demasiado pegamento porque, en caso de que lo hagamos, podríamos impedir que las almohadillas de espuma se compriman por completo. Nos encargaremos de una cosa más que el pegamento no toque el Positivo (RED) y negativo (NEGRO) juntas porque esas juntas se soldarán más adelante. Nos aseguraremos de que los elementos piezoeléctricos queden pegados a ambos lados del plástico. Usando un multímetro digital nos aseguraremos de que nuestros elementos piezoeléctricos estén funcionando.

Comprobación de los elementos piezoeléctricos

Ahora, como hemos pegado todos los elementos piezoeléctricos en sus lugares apropiados, pegaremos las piezas de espuma en cada elemento piezoeléctrico como se muestra a continuación:

Pegado de las piezas de espuma

Paso 5: SOLDAR LOS ELEMENTOS PIEZO JUNTOS

Los elementos piezoeléctricos generan un voltaje amplio pero no generan una corriente considerable. Entonces, teniendo esto en cuenta, conectaremos todos los elementos piezoeléctricos en paralelo (los positivos se soldarán con los positivos y los negativos se soldarán con los negativos). Conforme hemos hecho esto seremos capaces de generar una gran cantidad de amperios y nuestro dispositivo se cargará más rápido. Después de soldar las juntas, aplique el pegamento caliente en las juntas, ya que evitará que se rompan. Conectaremos los elementos piezoeléctricos de un lado del plástico al otro enhebrando los alambres de uno de los elementos piezoeléctricos por los orificios para que se puedan soldar en paralelo a un piezo del otro lado. Como todos los elementos piezoeléctricos del talón están conectados en paralelo, soldaremos el último piezoeléctrico de la cadena a uno de los elementos piezoeléctricos de la pieza de la puntera y continuaremos soldando los elementos piezoeléctricos en paralelo hasta que los 14 elementos estén conectados.

Soldadura de elementos piezoeléctricos

Paso 6: Construcción del puente rectificador

Avanzando un paso, en primer lugar estudiaremos el diagrama del circuito de un puente rectificador, en segundo lugar, construiremos un puente rectificador mediante diodos y finalmente, cablearemos el puente rectificador.

  1. Estudiar el diagrama de circuito: Cuando se aplica voltaje a los diodos y permiten que la corriente pase, se dice que están en reenvío. Parcial modo y cuando se aplica el voltaje y los diodos no permiten que la corriente pase, se dice que están en Polarización inversa modo. En el diagrama del circuito que se muestra a continuación, los diodos están conectados en modo polarizado de reenvío y permiten que la corriente pase a través de ellos. El lado positivo del diodo es el lado que está pintado de gris y se mostrará en el siguiente paso.

    Diagrama de circuito

  2. Construyendo el puente rectificador: Conectaremos diodos de acuerdo con la configuración de polarización directa para que la corriente pueda pasar a través de ellos. Los principiantes pueden seguir el diagrama que se muestra a continuación para crear el puente rectificador. El puente rectificador también se conoce como Rectificador de onda completa .

    Puente rectificador

  3. Cableado del puente rectificador: Ahora, conecte los componentes piezoeléctricos al rectificador de acuerdo con el diagrama que se muestra a continuación. La corriente es CA, por lo que la posición de los cables es intercambiable, siempre que se conecten a los diodos correctos en el diagrama. Despegue el cable USB que compró con su paquete de baterías y saque los cables internos. Solo estamos interesados ​​en RED y NEGRO alambres. Ahora, tuerza los hilos de alambre deshilachados de cada cable y luego suéldelos y también suelde los cables al rectificador. Como sabemos que el voltaje de CC tiene terminales positivos y negativos, después de soldar es mejor verificar la polaridad. Para estar más seguro, aplique pistola de pegamento caliente en los terminales.

    Cable USB conectado al rectificador

Paso 7: instalación y toques finales

Como hemos ensamblado todos los componentes y nuestro generador piezoeléctrico está listo, avanzaremos hacia la parte de instalación. Ajuste el generador piezoeléctrico de plástico dentro del zapato y luego inserte la suela original encima. En caso de que alguien tenga problemas para ajustar el generador en el interior, puede consultar la imagen que se muestra a continuación:

Ajuste del generador piezoeléctrico dentro del zapato

Toma el cable USB cableado previamente y pásalo entre la lengüeta y el exterior de tu zapato. Ahora, la batería queda por montar y para ello la fijaremos entre la lengüeta del zapato y los cordones y luego apretaremos bien el zapato. Es mejor usar Velcro para sujetar la batería para evitar que la batería se caiga durante el funcionamiento. Si alguien tiene un zapato de repuesto, puede hacer un recorte de espuma de su suela y el zapato se elevará un poco.

Zapata piezoeléctrica

Paso 8: prueba

Ahora, como hemos completado la parte de instalación, deberíamos probarla y ver si funciona o no. Para comprobar qué tan bien funcionan debemos EJERCICIO diario. Practica deportes todos los días, excepto fútbol, ​​porque tu teléfono puede dañarse al golpear el balón con el pie. La batería se cargará solo cada vez que demos un paso por lo que, cuantos pasos demos, nuestro teléfono se cargará más rápidamente.

Probando el prototipo