Com generar electricitat a partir de sabates mentre es camina

Com generar electricitat a partir de sabates mentre es camina

En aquest post aprendrem a generar electricitat a partir de la nostra sabata mentre caminem. Aquesta electricitat es pot utilitzar simultàniament per carregar una bateria de mòbil.



En algunes de les meves publicacions anteriors vam aprendre com es poden utilitzar màquines simples de forma eficient per extreure electricitat gratuïta. Podeu obtenir més informació sobre això a través de les següents publicacions:

Electricitat d'un pèndol





Electricitat de la gravetat

Energia lliure del pes corporal

Els nostres peus són un excel·lent exemple d’una màquina senzilla que es pot comparar amb una palanca. Cada vegada que avancem per fer un pas endavant, aixecem sense esforç tot el cos sobre els dits dels peus i després el restaurem a terra, ho seguim fent mentre caminem, sense cap mena de problema.



Això es fa possible gràcies al disseny extremadament eficient del mecanisme dels ossos del turmell, que és capaç d’implementar el treball de manera tan eficient que difícilment entenem la quantitat de treball que podem realitzar tantes vegades al llarg del dia.

Tot i que una acció de caminar pot semblar massa fàcil per a nosaltres, els nostres peus realment fan una quantitat important de treball aixecant al voltant de 60 kg (mitjana) del terra i després tornant-lo a terra, que constitueix una força ascendent i descendent que pot ser igual a l’equivalent gravitatori de 60 kg.

En la nostra acció de caminar, els nostres peus són capaços d’aixecar el nostre cos de manera molt eficient gràcies al mecanisme de palanca de l’articulació del turmell i, mentre allibera el pes corporal, la gravetat es fa responsable de restaurar la massa al terra.

En ambdues ocasions s’intercanvien quantitats massives de forces, i actualment estem interessats en aprofitar aquesta força per generar electricitat gratuïta mentre es duu a terme una acció a peu.

El concepte en realitat no és nou, la gent ho ha provat abans, però utilitzant material piezoelèctric a les sabates.

Utilitzar Piezo Element com a opció

El material piezoelèctric converteix la pressió en electricitat, però la magnitud de l’electricitat generada amb un concepte piezoelèctric és tan trivial que simplement sembla inútil.

Quan tingueu una pressió i una força adequades disponibles per aprofitar, no us agradaria malgastar-les utilitzant un concepte ineficient i infravalorat, com ara un piezoelèctric.

Utilitzant Motor o Dynamo

L’ús d’un motor o una dinamo té un bon aspecte per a l’aplicació, tot i que aquests artefactes requereixen un canvi d’engranatges que pot fer que sigui molt poc desitjable implementar-ho amb una sabata a causa de la complexitat i el soroll innecessaris que es poden generar mentre el procés de marxa arrenca la màquina.

Un mètode alternatiu i factible de generar electricitat a partir de les nostres sabates podria ser l’ús d’un solenoide petit, tal com es mostra a la imatge següent:

Cortesia de la imatge: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

La figura anterior mostra un petit solenoide de molla de 5V que sembla ser l’elecció adequada per a la nostra aplicació de generador de sabates proposada.

Utilització d’un solenoide

Atès que el solenoide s’especifica per funcionar amb una entrada de 5V @ 1amp, podem assumir gairebé la mateixa quantitat de potència a través dels cables quan està sotmès a una força mecànica d’empenta i tracció. Els paràmetres adequats que poden ser perfectament adequats per carregar una bateria de mòbil .

Un gran avantatge d’utilitzar aquests solenoides és que tenen un mecanisme d’eix de càrrega elèctrica, cosa que significa que l’única força efectiva necessària per generar electricitat per la unitat és la força gravitatòria, mentre els nostres peus estan en repòs i quan s’eleven els peus. l'acció de molla del solenoide complementa l'acció que fa que el sistema sigui extremadament eficient.

Tanmateix, atès que els solenoides normalment utilitzen una vareta de ferro com a pistó, no podem esperar que el sistema generi electricitat fins que aquesta barra es transformi primer en un imant, perquè només un imant en moviment serà capaç de generar electricitat quan es mou a través d’una bobina de filferro.

Aquesta modificació es pot implementar simplement connectant uns quants imants de neodimi a la vora superior de la vareta del solenoide, tal com es mostra a continuació, això transformarà tot l’èmbol en un imant efectiu, que seria capaç d’interactuar amb la bobina del solenoide durant generant electricitat, si teniu algun altre mètode eficaç per transformar la vareta en un imant permanent, podeu utilitzar-la per produir una millor resposta de les operacions.

A la secció següent, aprendrem a generar electricitat a partir de les sabates mentre caminem i que es pot utilitzar per carregar una cèl·lula d’ió Li.

La configuració anterior es presenta en un format pictòric per mostrar els detalls de la connexió sobre com generar electricitat a partir de la sabata, pràcticament tots els elements hauran d’estar amagats adequadament dins d’un recinte i fixats fermament amb el taló de la sabata.

A la figura podem veure clarament com cal situar el solenoide al taló de la sabata, de manera que el solenoide sigui sotmès a una pressió i a la pressió del seu eix mentre l'usuari camina.

Cada vegada que es tira o empeny l’eix del solenoide, l’imant associat amb l’eix a l’interior de la unitat interactua amb la bobina que envolta l’imant generant electricitat que es fa disponible a través dels cables de connexió del solenoide.

Atès que se suposa que el moviment d’anada i tornada de l’eix del solenoide indueix un corrent altern a la sortida, cal corregir-lo per adquirir un corrent continu, per això es pot veure un rectificador de pont connectat amb els cables del solenoide.

El CC rectificat ara es pot utilitzar per carregar una bateria d’ió Li o qualsevol altra bateria que es pugui classificar al nivell de voltatge especificat.

Utilitzant un mecanisme de llanterna cranked

Si trobeu difícil l'optimització d'un mecanisme de solenoide i que no produeix prou corrent, podeu provar un concepte alternatiu mitjançant un mecanisme de llanterna de maneta.

Les llanternes de maneta, com tots sabem, fan ús d’un mecanisme de motor / engranatge de molla en què l’engranatge s’encén amb força manual per produir rotacions múltiples ràpides de l’eix del motor amb l’ajut de relacions de transmissió calculades. Aquesta rotació forçada del motor genera en última instància l’electricitat necessària per a la càrrega connectada.

Es pot aplicar el mateix principi per generar electricitat a partir de les sabates instal·lant adequadament un petit mecanisme de llanterna de maneta en una sabata i connectant-ne la sortida amb una bateria, com es mostra a continuació. Assegureu-vos d’eliminar la secció LED de la unitat i d’utilitzar només el mecanisme per carregar la bateria.

Advertència: el circuit no inclou una protecció contra sobrecàrrega, que pot ser perillosa per a la bateria, avui en dia les cèl·lules de ions de Li inclouen PCM interns o mòduls de circuit de protecció que garanteixen una seguretat total de les cèl·lules contra la sobrecàrrega o la sobrecàrrega ... Assegureu-vos que la cèl·lula d’ions de Li té aquest mòdul connectat perquè pugueu carregar-lo de manera segura mitjançant el concepte proposat de generar electricitat tot caminant.




Anterior: Circuit de carregador de mòbil amb generador de pèndol Següent: Circuit generador de molins de vent més senzill