Стельки - пьезогенераторы часть 2

Перевел 92 для mozgochiny.ru

Продолжение статьи о стельках-генераторах.

Шаг 3: Материалы и инструменты

Необходимые материалы:

• батарейный блок с USB;
• Пьезоэлектрические преобразователи– 6 шт;
• 1N4007 – выпрямительный диод – 4 шт;
• Провод – 30 см;
• Старая пара обуви;
• Клей.

Инструменты:

• Цифровой мультиметр;
• Мультитул (плоскогубцы, кусачки и т.д.);
• Фабричный гравер или гравер, что сделан своими руками.

Необязательно:

• Конденсатор емкостью 100 нФ (для тестирования);
• Липучка;
• Светодиодные индикаторы (для тестирования);
• Суперклей (для крепления проводов);
• Спортивная планка для смартфона;
• 5 В импульсный стабилизатор.

Альтернатива (для тех,кто не может все купить):

• Батарейный блок > старая батарея от телефона + восстановленный 5 В инвертор;
• Пьезоэлектрические преобразователи > пара старых/устаревших наушников;
• Мультитул > плоскогубцы.

Шаг 4: Измеряем подошву

Измерим размер и форму стельки. С помощью ножниц вырежем заготовку из пластика. Она будет основой будущей конструкции, на которой в дальнейшем монтируются пьезоэлектрические диски с дополнительными компонентами.

Помните:

Толщина пластины должна быть в диапазоне 2-5 мм. Если толщина слишком большая пьезоэлемент сломается из-за большого прогиба. Если же материал будет слишком тонким, элемент не будет прогибаться в «полной мере» при этом преобразователь будет выдавать меньше энергии.

Шаг 5: Идеальный материал

Расположим 3 диска на стельке в местах, где пятка давит на подошву. После этого обведём места предполагаемой установки, чтобы зафиксировать их для дальнейшей работы.

Какие материалы использовались в проекте.

Основываясь на концепцию проекта, необходимо было найти пластину в 2-5 мм толщиной, при этом она должна была быть легкой и жесткой, способной выдержать постоянные нагрузки на изгиб. Металлы слишком жесткие, а углеродное волокно слишком тонкое. После экспериментов с большим количеством материалов выбор пал на ПВХ.

Где можно заполучить ПВХ материал.

ПВХ материалы вокруг нас. Их можно приобрести в ближайшем строительном магазине или попросить у соседа, что недавно делал ремонт и менял сантехнику. Мне повезло, в гараже было полно труб квадратного сечения.

Шаг 6: Вырезаем отверстия ПВХ колодок

На этом этапе следует сделать круглые отверстия в пластиковых стельках. Вырезаем отверстие с помощью гравера. Если же у вас есть сверло нужного диаметра, то задача упрощается. Также можно воспользоваться «старомодным способом», нагревать железный гвоздь и плавить пластик.

Шаг 7: Приклеиваем пьезоэлементы

Крепление дисков должно выдержать многократные изгибы, так как на них будут наступать неоднократно. Не используйте суперклей! При засыхании он твердеет и не проявляет гибкость соединения. Лучшим вариантом в данном случае выступает резиновый клей. Его особенность поддаваться воздействие будет идеальна для проекта.

Шаг 8: Спаиваем пьезоэлементы

Спаиваем элементы параллельно. Не припаивайте их последовательно, так как величина тока вырастит, а напряжения – упадет.

Шаг 9: Изготавливаем диодный мост

Следуем приведенной схеме. Переменный ток не имеет полярности, можно припаивать пьезоэлементы в любом варианте. Нагрузкой (на схеме резистор) будет выступать заряжаемое устройство.

Шаг 10: Добавляем пену

Приклеим небольшие куски пены в центр дисков, они будут выступать в качестве толкателей. С их помощью можно будет выжимать диски во время ходьбы.

Шаг 11: Наблюдение и тестирование

Наконец настало время проверить всю теории в практике. Подключим цифровой мультиметр в режиме амперметра, включив 2-значный диапазон измерения постоянного тока. Помните, что ток в элементах образуется в момент нажатия и держится короткий период времени. Поэтому для более читабельных показаний воспользуемся конденсатором на 100 нФ.

Показания вольтметра:

Нажатие рукой = 15.03 В (2 mA);

Прогулка = 18.53 В (5 mA);

Бег = 27.89 В (11 mA);

Шаг 12: Устанавливаем стельки

Устанавливаем генератор между колодкой и стелькой.

Шаг 13: Добавим батарейный блок

Генератор в пиковых значениях выдает до 28 В. Хотя значение тока и небольшое, но напряжение вполне в состоянии повредить устройство, питающееся от 5В.

Примечание: для безопасной работы устройства необходимо поставить понижающий блок до 5 В.

Шаг 14: Будущие прототипы

Вот такая получалась необычная самоделка. Приятной всем прогулки.

( Специально для МозгоЧинов #Electricity-Generating-Footwearhttp://www.instructables.com/id/Converting-Cordless-To-Lithium-Li-Po" target="_blank">)