Comment faire une chaussure de chargement de batterie piézoélectrique?

La panne de l'appareil due au manque d'énergie est un problème courant de nos jours. Souvent, les appels téléphoniques importants sont laissés sans surveillance et nous ne sommes pas en mesure de répondre à une conversation importante qui se déroule entre nos collègues et nous, simplement à cause de l'épuisement de la batterie de notre téléphone portable. Presque toutes les personnes qui possèdent un smartphone souhaitent disposer d'une plus grande autonomie. Donc, en tenant compte de ce problème, nous allons concevoir une technique de charge mobile en utilisant nos chaussures. Ce projet résoudra non seulement le problème de drainage de la batterie, mais il favorisera également la santé en créant une semelle intérieure de chaussure qui convertit l'énergie physique créée par la marche en électricité, qui est ensuite stockée dans une batterie portable. En plus de charger notre gadget électronique, nous pourrons également renouveler une partie de notre énergie physique.

Comment assembler des éléments piézoélectriques avec d'autres composants?

Comme nous avons compris l’objectif de base de notre projet, allons de l’avant et cherchons les composants requis, puis intégrons-les pour concevoir un prototype final.

Étape 1: Composants utilisés

• Paire de chaussures
• Éléments piézoélectriques (x14)
• Pistolet à colle chaude
• Kit de fer à souder
• Diodes 1N4001 - 1N4007 (x4)
• Outil Dremel
• Bandes Velcro
• Multimètre digital
• Règle d'échelle architecturale

Étape 2: Comprendre le principe de base du projet

Avant d'assembler les composants, nous devons comprendre le mécanisme de fonctionnement du projet. Dans tout projet d'électronique, l'alimentation est la colonne vertébrale. La principale source d'énergie qui rend ce projet possible est appelée un transducteur piézoélectrique / élément piézoélectrique. Ils sont composés de composants tels que des cristaux et des céramiques qui ont la capacité spéciale de convertir l'énergie physique en électricité CA. Nous pouvons tirer le meilleur parti de cette propriété de ces éléments en les plaçant sous nos pieds de telle sorte qu'à chaque fois que nous faisons un pas, notre poids est utilisé pour pousser les éléments piézoélectriques, qui à leur tour convertissent notre énergie physique en énergie électrique. De l'énergie électrique est générée mais il y a un léger problème, Courant alternatif (AC). Nous avons besoin Courant continu (DC) pour notre projet. Par conséquent, ce problème sera résolu en créant un Redresseur en pont avec des diodes pour que l'alimentation CA puisse être convertie en alimentation CC.

Démonstration de courant alternatif et continu

Étape 3: Mesurer la taille de votre chaussure

Le premier élément dont nous avons besoin pour concevoir un générateur piézoélectrique est la base en plastique. Retirez la base de la chaussure et effectuez les mesures appropriées à l'aide de la règle d'échelle architecturale.

Mesure du pied

Les trous des éléments piézoélectriques sont stratégiquement placés de manière à s'aligner avec les grandes empreintes de la semelle intérieure de la chaussure, qui indiquent les zones où la pression est la plus élevée.

Semelle intérieure de chaussure piézoélectrique (talon)

Étape 4: COLLER LES ÉLÉMENTS PIEZO

Comme nous avons fini de créer la base de notre générateur piézoélectrique, nous allons coller les éléments piézo sur la base à l'aide d'un pistolet à colle chaude. Appliquez la fine couche de colle autour du bord du trou dans le plastique, puis appuyez rapidement sur les composants piézoélectriques dessus avant qu'il ne soit refroidi. N'appliquez pas trop de colle car dans le cas où nous le ferions, nous pourrions empêcher les coussinets en mousse de se comprimer complètement. Nous nous occuperons d'une dernière chose que la colle ne touche pas le positif (NET) et négatif (NOIR) joints parce que ces joints seront soudés plus tard. Nous veillerons à ce que les éléments piézoélectriques soient collés des deux côtés du plastique. À l'aide d'un multimètre numérique, nous nous assurerons que nos éléments piézoélectriques fonctionnent.

Vérification des éléments piézoélectriques

Maintenant, comme nous avons collé tous les éléments piézoélectriques dans leurs endroits appropriés, nous allons coller les morceaux de mousse sur chaque élément piézo comme indiqué ci-dessous:

Coller les morceaux de mousse

Étape 5: SOUDER LES ÉLÉMENTS PIEZO ENSEMBLE

Les éléments piézoélectriques génèrent une tension suffisante, mais ils ne génèrent pas de courant considérable. Donc, en gardant cela à l'esprit, nous allons câbler tous les éléments piézoélectriques en parallèle (les positifs seront soudés avec les positifs et les négatifs seront soudés avec les négatifs). Comme nous l'avons fait, nous pourrons générer un grand nombre d'ampères et notre appareil se rechargera plus rapidement. Après avoir soudé les joints, appliquez la colle chaude sur les joints car cela empêchera les joints de se rompre. Nous allons connecter les éléments piézo d'un côté du plastique à l'autre en enfilant les fils de l'un des éléments piézoélectriques à travers les trous afin qu'ils puissent être soudés en parallèle à un piézo de l'autre côté. Comme tous les éléments piézo sur le talon sont câblés en parallèle, nous allons souder le dernier piézo de la chaîne à l'un des éléments piézoélectriques de la pointe et continuer à souder les éléments piézo en parallèle jusqu'à ce que les 14 éléments soient connectés.

Souder des éléments piézoélectriques

Étape 6: Construction du pont redresseur

En faisant un pas en avant, d'une part, nous étudierons le schéma de circuit d'un pont redresseur, d'autre part, nous construirons un pont redresseur à l'aide de diodes et enfin, nous câblerons le pont redresseur.

1. Étude du schéma de circuit: Lorsque la tension est appliquée aux diodes et qu'elles laissent passer le courant, on dit qu'elles sont en transmission Biaisé mode et lorsque la tension est appliquée et que les diodes ne laissent pas passer le courant, elles sont dites Polarisée en inverse mode. Dans le schéma de circuit est montré ci-dessous, les diodes sont connectées en mode polarisé en transmission et elles permettent au courant de les traverser. Le côté positif de la diode est celui qui est peint en gris et il sera montré à l'étape suivante.

   Schéma

2. Construction du pont redresseur: Nous connecterons les diodes selon la configuration polarisée en direct afin que le courant puisse les traverser. Les débutants pourraient suivre le schéma ci-dessous pour créer le pont redresseur. Le redresseur en pont est également connu sous le nom de Redresseur pleine onde .

   Redresseur en pont

3. Câblage du pont redresseur: Maintenant, connectez les composants piézoélectriques au redresseur selon le schéma ci-dessous. Le courant est CA donc, la position des fils est interchangeable, à condition qu'ils se connectent aux diodes correctes dans le diagramme. Décollez le câble USB que vous avez acheté avec votre batterie et retirez les fils internes. Nous ne sommes intéressés que par NET et NOIR fils. Maintenant, tordez les brins de fil effilochés de chaque fil, puis soudez-les et soudez également les fils au redresseur. Comme nous savons que la tension continue a des bornes positives et négatives, il est donc préférable de vérifier la polarité après le soudage. Pour être du côté le plus sûr, appliquez un pistolet à colle chaude sur les bornes.

   Câble USB connecté au redresseur

Étape 7: Installation et touches de finition

Comme nous avons assemblé tous les composants et que notre générateur piézoélectrique est prêt, nous nous dirigerons vers la partie installation. Ajustez le générateur piézoélectrique en plastique à l'intérieur de la chaussure, puis insérez la semelle d'origine par-dessus. Si quelqu'un a un problème pour régler le générateur à l'intérieur, il peut se référer à l'image ci-dessous:

Réglage du générateur piézoélectrique à l'intérieur de la chaussure

Prenez le câble USB câblé précédemment et enfilez-le entre la languette et l'extérieur de votre chaussure. Maintenant, la batterie est laissée à monter et pour ce faire, nous allons la fixer entre la languette de la chaussure et les lacets, puis serrer fermement la chaussure. Il vaut mieux utiliser Velcro pour fixer la batterie pour éviter que la batterie ne tombe pendant le fonctionnement. Si quelqu'un a une chaussure de rechange, il peut faire une découpe en mousse à partir de sa semelle et la chaussure se soulèvera un peu.

Chaussure piézoélectrique

Étape 8: Test

Maintenant que nous avons terminé la partie installation, nous devons la tester et voir si elle fonctionne ou non. Pour vérifier leur fonctionnement, nous devrions EXERCICE du quotidien. Faites du sport tous les jours sauf le football, car votre téléphone peut être endommagé en frappant le ballon du pied. La batterie ne se charge que chaque fois que nous franchissons une étape, car de nombreuses étapes que nous faisons, notre téléphone se recharge plus rapidement.

Tester le prototype