Sådan genereres elektricitet fra sko, mens du går

I dette indlæg vil vi lære at generere elektricitet fra vores sko, mens du går. Denne elektricitet kan bruges samtidigt til opladning af et mobiltelefonbatteri.

I et par af mine tidligere indlæg lærte vi, hvordan enkle maskiner effektivt kan bruges til at udvinde gratis elektricitet, du kan lære mere om dette gennem følgende indlæg:

Elektricitet fra et pendul

Elektricitet fra tyngdekraften

Fri energi fra kropsvægt

Vores fødder er et glimrende eksempel på en simpel maskine, der kan sammenlignes med en håndtag. Hver gang vi bevæger os for at tage et skridt fremad, løfter vi ubesværet hele vores krop på tæerne og derefter genopretter den tilbage på jorden, fortsætter vi med at gøre dette, så længe vi går, med slet ingen problemer.

Dette bliver muligt på grund af det ekstremt effektive design af vores ankelbenmekanisme, der er i stand til at gennemføre arbejdet så effektivt, at vi næppe forstår, hvor meget arbejde vi er i stand til at udføre så mange gange i løbet af dagen.

Selvom en gående handling kan virke for let for os, udfører vores fødder faktisk en betydelig mængde arbejde ved at løfte omkring 60 kg (gennemsnit) af jorden og derefter bringe den tilbage til jorden, hvilket udgør en opadgående og en nedadgående kraft, der kan svare til tyngdekvivalenten på 60 kg.

I vores ganghandling er vores fødder i stand til at løfte vores krop meget effektivt på grund af ankelleddets håndtagmekanisme, og mens frigørelse af kropsvægten bliver tyngdekraften ansvarlig for at genoprette massen tilbage på jorden.

I begge lejligheder udveksles enorme mængder kræfter, og vi er i øjeblikket interesserede i at udnytte denne styrke til generering af gratis elektricitet, mens der udføres ganghandlinger.

Konceptet er faktisk ikke nyt, folk har prøvet dette før, men ved at bruge piezoelektrisk materiale i sko.

Brug af Piezo Element som en mulighed

Piezo-elektrisk materiale omdanner tryk til elektricitet, men størrelsen af ​​elektricitet genereret med et piezo-koncept er så trivielt, at det simpelthen ser ubrugeligt ud.

Når du har tilstrækkeligt tryk og kraft, der er frit tilgængelig til at udnytte, ville du ikke ønske at spilde det ved at bruge et ineffektivt og undervurderet koncept som en piezo-elektrisk til formålet.

Brug af motor eller dynamo

Brug af en motor eller en dynamo ser godt ud til applikationen, men disse gadgets kræver krumtap med gear, hvilket kan gøre det meget uønsket til implementering med en sko på grund af unødvendig kompleksitet og støj, der kan genereres, mens gangprocessen svinger maskinen.

Et cool alternativ, gennemførlig metode til at generere elektricitet fra vores sko kan være ved at bruge en lille solenoid, som vist på følgende billede:

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

Ovenstående figur viser en lille 5V fjederbelastet magnetventil, der ser ud til at være det rigtige valg til vores foreslåede skogeneratorapplikation.

Brug af en magnetventil

Da magnetventilen er specificeret til at fungere ved hjælp af en 5V-indgang @ 1amp, kan vi antage næsten samme mængde strøm over dens ledninger, når den udsættes for en tryk- og trækmekanisk kraft. De rigtige parametre, der kan være perfekt egnet til opladning af et mobiltelefonbatteri .

En stor fordel ved at bruge disse solenoider er, at disse har en fjederbelastet akselmekanisme, hvilket betyder, at den eneste effektive kraft, der kræves for at generere elektricitet af enheden, er tyngdekraften, mens vores fødder hviler, og når fødderne løftes fjedervirkningen af ​​solenoiden supplerer handlingen, hvilket gør systemet ekstremt effektivt.

Da solenoider normalt bruger en jernstang som stempel, kan vi ikke forvente, at systemet genererer nogen elektricitet, før denne bjælke først er omdannet til en magnet, fordi kun en magnet, der er i bevægelse, er i stand til at generere elektricitet, når den flyttes gennem en spole af ledning.

Denne modifikation kan simpelthen implementeres ved at vedhæfte et par neodymmagneter ved den øverste kant af magnetstangen, som vist nedenfor, dette vil transformere hele stemplet til en effektiv magnet, som derefter er i stand til at interagere med solenoidens spole i generere elektricitet, hvis du har en anden effektiv metode til at omdanne stangen til en permanent magnet, kan du bruge den til at producere et bedre svar fra operationerne.

I det følgende afsnit lærer vi, hvordan man genererer elektricitet fra sko, mens man går, og som kan bruges til opladning af en Li-ion-celle.

Ovenstående opsætning er præsenteret i et billedformat til at vise forbindelsesoplysningerne om, hvordan man genererer elektricitet fra sko, praktisk talt skal alle elementerne skjules passende inde i et kabinet og fastgøres med skohælen.

På figuren kan vi tydeligt se, hvordan solenoiden skal placeres ved skoenes hæl, således at solenoiden udsættes for et pres og et frigørende tryk på sin aksel, mens brugeren går.

Hver gang solenoidakslen trækkes eller skubbes, interagerer magneten, der er knyttet til akslen inde i enheden, med spolen, der omgiver magneten, der genererer elektricitet, som bliver tilgængelig på tværs af magnetkablets forbindelsesledninger.

Da solenoidakslens frem og tilbage bevægelse skal fremkalde en vekselstrøm ved udgangen, skal dette afhjælpes for at erhverve en jævnstrøm, det er derfor, en broensretter kan ses forbundet med ledningerne i solenoiden.

Den udbedrede jævnstrøm kan nu bruges til opladning af et Li-ion-batteri eller ethvert andet batteri, der kan blive klassificeret til det specificerede spændingsniveau.

Brug af en svejset lommelygtemekanisme

Hvis du finder det vanskeligt at optimere en magnetventil og ikke give tilstrækkelig strøm, kan du prøve et alternativt koncept ved hjælp af en skruet lommelygtemekanisme.

Krumtede lommelygter, som vi alle ved, bruger en fjederbelastet motor / gearmekanisme, hvor gearet krumtages med manuel kraft for at producere hurtige flere omdrejninger af motorspindlen ved hjælp af beregnede gearforhold. Denne tvungne rotation af motoren genererer i sidste ende den krævede elektricitet til den tilsluttede belastning.

Det samme princip kan anvendes til at generere elektricitet fra sko ved at installere en lille lommelygtemekanisme på en sko korrekt og tilslutte dens output med et batteri som vist nedenfor. Sørg for at fjerne LED-sektionen fra enheden og kun bruge mekanismen til den tilsigtede opladning af et batteri.

Advarsel: Kredsløbet inkluderer ikke en overopladningsbeskyttelse, som kan være farlig for batteriet, i dag leveres Li-ion-celler med interne PCM'er eller beskyttelseskredsløbsmoduler, der sikrer total sikkerhed for cellerne mod overopladning eller overafladning ... gør Sørg for, at Li-ion-cellen har tilsluttet dette modul, så du kan oplade det sikkert ved hjælp af det foreslåede koncept om at generere elektricitet, mens du går.