Hoe u tijdens het lopen elektriciteit uit schoenen kunt halen

In deze post zullen we leren hoe we tijdens het lopen elektriciteit uit onze schoenen kunnen halen. Deze elektriciteit kan tegelijkertijd worden gebruikt om de batterij van een mobiele telefoon op te laden.

In een paar van mijn vorige berichten hebben we geleerd hoe eenvoudige machines efficiënt kunnen worden gebruikt voor het winnen van gratis elektriciteit, je kunt hier meer over te weten komen via de volgende berichten:

Elektriciteit van een slinger

Elektriciteit uit zwaartekracht

Gratis energie uit lichaamsgewicht

Onze voeten zijn een uitstekend voorbeeld van een eenvoudige machine die te vergelijken is met een hendel. Elke keer dat we een stap voorwaarts zetten, tillen we moeiteloos ons hele lichaam op onze tenen en zetten het weer op de grond, we blijven dit doen zolang we lopen, zonder enige moeite.

Dit wordt mogelijk gemaakt door het uiterst efficiënte ontwerp van ons enkelbotmechanisme dat het werk zo efficiënt kan uitvoeren dat we nauwelijks begrijpen hoeveel werk we zo vaak per dag kunnen uitvoeren.

Hoewel lopen misschien te gemakkelijk voor ons lijkt, doen onze voeten in feite een aanzienlijke hoeveelheid werk door ongeveer 60 kg (gemiddeld) van de grond op te tillen en deze vervolgens weer naar de grond te brengen, wat een opwaartse en neerwaartse kracht vormt die kan gelijk zijn aan het zwaartekrachtequivalent van 60 kg.

Bij het lopen zijn onze voeten in staat om ons lichaam zeer efficiënt op te tillen dankzij het hefboommechanisme van het enkelgewricht, en terwijl het lichaamsgewicht wordt losgelaten, wordt de zwaartekracht verantwoordelijk voor het herstellen van de massa op de grond.

In beide gevallen worden enorme hoeveelheden krachten uitgewisseld, en we zijn momenteel geïnteresseerd in het benutten van deze kracht voor het genereren van gratis elektriciteit terwijl er wordt gelopen.

Het concept is eigenlijk niet nieuw, men heeft dit al eerder geprobeerd maar door piëzo-elektrisch materiaal in schoenen te gebruiken.

Piëzo-element als optie gebruiken

Piëzo-elektrisch materiaal zet druk om in elektriciteit, maar de omvang van de elektriciteit die wordt opgewekt met een piëzo-concept is zo triviaal dat het er gewoon nutteloos uitziet.

Als je voldoende druk en kracht vrij beschikbaar hebt om te gebruiken, zou je het niet willen verspillen door een inefficiënt en onderschat concept zoals een piëzo-elektrisch te gebruiken voor dit doel.

Met behulp van motor of dynamo

Het gebruik van een motor of een dynamo ziet er goed uit voor de toepassing, maar voor deze gadgets moet worden aangezwengeld met versnellingen, waardoor het zeer onwenselijk kan zijn om met een schoen te implementeren vanwege onnodige complexiteit en lawaai dat kan worden gegenereerd tijdens het lopen.

Een coole alternatieve, haalbare methode om elektriciteit op te wekken uit onze schoenen zou kunnen zijn door een kleine solenoïde te gebruiken, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:

Hoffelijkheid van afbeeldingen: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

De bovenstaande afbeelding toont een kleine 5V veerbelaste solenoïde die de juiste keuze lijkt te zijn voor onze voorgestelde schoengeneratortoepassing.

Met behulp van een solenoïde

Omdat de solenoïde is gespecificeerd om te werken met een 5V-ingang @ 1amp, kunnen we bijna dezelfde hoeveelheid stroom over de draden aannemen wanneer deze wordt blootgesteld aan mechanische duw- en trekkracht. De juiste parameters die perfect geschikt kunnen zijn voor het opladen van een mobiele telefoonbatterij .

Een groot voordeel van het gebruik van deze solenoïden is dat deze een veerbelast asmechanisme hebben, wat betekent dat de enige effectieve kracht die nodig is voor het opwekken van elektriciteit door de unit de zwaartekracht is, terwijl onze voeten in rust zijn en wanneer de voeten worden opgetild. de veerwerking van de solenoïde vormt een aanvulling op de actie en maakt het systeem uiterst efficiënt.

Omdat solenoïden normaal gesproken een ijzeren staaf als plunjer gebruiken, kunnen we niet verwachten dat het systeem enige elektriciteit opwekt totdat deze staaf eerst in een magneet is omgezet, omdat alleen een bewegende magneet elektriciteit kan genereren wanneer deze door een spoel wordt bewogen. van draad.

Deze wijziging kan eenvoudig worden geïmplementeerd door een paar neodymiummagneten aan de bovenrand van de solenoïdestaaf te bevestigen, zoals hieronder weergegeven, dit zal de hele plunjer veranderen in een effectieve magneet, die dan in staat zou zijn om te communiceren met de spoel van de solenoïde voor elektriciteit opwekken, als u een andere effectieve methode heeft om de staaf in een permanente magneet te veranderen, kunt u deze gebruiken om een ​​betere respons van de operaties te produceren.

In het volgende gedeelte leren we hoe je tijdens het lopen elektriciteit uit schoenen kunt halen en die kan worden gebruikt om een ​​Li-ion-cel op te laden.

De bovenstaande opstelling wordt gepresenteerd in een grafisch formaat om de verbindingsdetails te tonen met betrekking tot het opwekken van elektriciteit uit schoenen, praktisch alle elementen moeten op de juiste manier worden verborgen in een behuizing en stevig worden bevestigd met de schoenhak.

In de figuur kunnen we duidelijk zien hoe de solenoïde bij de hiel van de schoen moet worden gepositioneerd, zodat de solenoïde wordt onderworpen aan een druk en een afnemende druk op zijn schacht terwijl de gebruiker loopt.

Elke keer dat de solenoïde-as wordt getrokken of geduwd, werkt de magneet die is gekoppeld aan de as in de eenheid samen met de spoel die de magneet omringt, waardoor elektriciteit wordt opgewekt die beschikbaar komt over de verbindingsdraden van de solenoïde.

Omdat de heen en weer beweging van de solenoïde-as verondersteld wordt een wisselstroom aan de uitgang te veroorzaken, moet dit worden gecorrigeerd voor het verkrijgen van een gelijkstroom, daarom kan een bruggelijkrichter worden gezien die is verbonden met de draden van de solenoïde.

De gelijkgerichte gelijkstroom kan nu worden gebruikt voor het opladen van een Li-ionbatterij of een andere batterij die mogelijk het gespecificeerde spanningsniveau heeft.

Met behulp van een gebogen zaklampmechanisme

Als u het moeilijk vindt om een ​​solenoïde-mechanisme te optimaliseren en niet genoeg stroom levert, kunt u een alternatief concept proberen met een zwengel-zaklampmechanisme.

Gebogen zaklampen, zoals we allemaal kennen, maken gebruik van een veerbelast motor / overbrengingsmechanisme waarbij het tandwiel met handkracht wordt aangezwengeld om met behulp van berekende overbrengingsverhoudingen snelle, meervoudige rotaties van de motorspil te produceren. Deze geforceerde rotatie van de motor wekt uiteindelijk de benodigde elektriciteit op voor de aangesloten belasting.

Hetzelfde principe kan worden toegepast voor het opwekken van elektriciteit uit schoenen door op de juiste manier een klein zwengel flitslichtmechanisme op een schoen te installeren en de uitgang ervan te bedraden met een batterij, zoals hieronder getoond. Zorg ervoor dat u het LED-gedeelte van het apparaat verwijdert en gebruik alleen het mechanisme voor het bedoelde opladen van een batterij.

Waarschuwing: het circuit bevat geen bescherming tegen overladen, wat gevaarlijk kan zijn voor de batterij, tegenwoordig worden Li-ion-cellen geleverd met interne PCM's of beveiligingscircuitmodules die totale veiligheid van de cellen garanderen tegen overladen of ontladen ... make Zorg ervoor dat de Li-ion-cel deze module heeft bevestigd, zodat u deze veilig kunt opladen met behulp van het voorgestelde concept om elektriciteit op te wekken tijdens het lopen.