¿Cómo hacer una zapata de carga de batería piezoeléctrica?

Inicio / Más información / ¿Cómo hacer una zapata de carga de batería piezoeléctrica?

¿Cómo hacer una zapata de carga de batería piezoeléctrica?

Por Hamza Iqbal 30 de septiembre de 2019 5 minutos de lectura

La falla del dispositivo por falta de energía es un problema común en la actualidad. Muchas veces, las llamadas telefónicas importantes quedan desatendidas y no podemos responder a una conversación importante que está ocurriendo entre nuestros colegas y nosotros, solo porque se agotó la batería de nuestro teléfono móvil. Casi todas las personas que poseen un teléfono inteligente desearían tener más batería. Entonces, teniendo en cuenta este problema, diseñaremos una técnica de carga móvil utilizando nuestros zapatos. Este proyecto no solo resolverá el problema del drenaje de la batería, sino que también promoverá la salud al crear una plantilla de calzado que convierte la energía física creada al caminar en electricidad, que luego se almacena en un paquete de baterías portátil. Además de cargar nuestro dispositivo electrónico, también podremos renovar parte de nuestra energía física.

¿Cómo ensamblar elementos piezoeléctricos con otros componentes?

Como hemos entendido el objetivo básico de nuestro proyecto, demos un paso adelante y busquemos los componentes necesarios para luego integrarlos para diseñar un prototipo final.

Paso 1: componentes utilizados

  • Par de zapatos
  • Elementos piezoeléctricos (x14)
  • Pistola de silicona
  • Kit de soldador
  • 1N4001 - Diodos 1N4007 (x4)
  • Herramienta Dremel
  • Tiras de velcro
  • Multímetro digital
  • Regla de escala arquitectónica

Paso 2: Comprensión del principio básico del proyecto

Antes de ensamblar los componentes, debemos comprender el mecanismo de trabajo del proyecto. En todo proyecto de electrónica, la fuente de alimentación es la columna vertebral. La principal fuente de energía que hace posible este proyecto se llama transductor piezoeléctrico / elemento piezoeléctrico. Están compuestos por componentes como cristales y cerámicas que tienen la capacidad especial de convertir energía física en electricidad CA. Podemos aprovechar al máximo esta propiedad de estos elementos colocándolos debajo de nuestros pies de tal manera que cada vez que damos un paso nuestro peso se utilice para empujar los elementos piezoeléctricos, que a su vez convierten nuestra energía física en energía eléctrica. Se genera energía eléctrica pero hay un pequeño problema, corriente alterna (CA). Necesitamos corriente continua (DC)para nuestro proyecto. Por lo tanto, este problema se resolverá creando un puente rectificador con diodos para que la energía CA se pueda convertir en energía CC.

Paso 3: medir el tamaño de su zapato

El primer elemento que necesitamos para diseñar un generador piezoeléctrico es la base de plástico. Saque la base del zapato y tome las medidas adecuadas con la regla de escala arquitectónica.

Los orificios de los elementos piezoeléctricos están colocados estratégicamente para que se alineen con las grandes hendiduras de la plantilla del zapato, que indican las áreas de mayor presión.

Paso 4: PEGADO DE ELEMENTOS PIEZO

Como hemos terminado de crear la base para nuestro generador piezoeléctrico, pegaremos los elementos piezoeléctricos en la base con la ayuda de una pistola de pegamento caliente. Aplique la capa delgada de pegamento alrededor del borde del orificio en el plástico y luego presione rápidamente los componentes piezoeléctricos antes de que se enfríe. No aplique demasiado pegamento porque en caso de que lo hagamos, podríamos restringir la compresión de las almohadillas de espuma. Nos encargaremos de una cosa más que el pegamento no toque las juntas Positiva (ROJA) y Negativa (NEGRA) porque esas juntas se soldarán más adelante. Nos aseguraremos de que los elementos piezoeléctricos queden pegados en ambos lados del plástico. Usando un multímetro digital nos aseguraremos de que nuestros elementos piezoeléctricos estén funcionando.

Ahora, como hemos pegado todos los elementos piezoeléctricos en sus lugares apropiados, pegaremos las piezas de espuma en cada elemento piezoeléctrico como se muestra a continuación:

Paso 5: SOLDAR LOS ELEMENTOS PIEZO JUNTOS

Los elementos piezoeléctricos generan un voltaje amplio pero no generan una corriente considerable. Entonces, teniendo esto en cuenta, conectaremos todos los elementos piezoeléctricos en paralelo (los positivos se soldarán con los positivos y los negativos se soldarán con los negativos). Conforme hemos hecho esto seremos capaces de generar una gran cantidad de amperios y nuestro dispositivo se cargará más rápido. Después de soldar las juntas, aplique el pegamento caliente en las juntas ya que evitará que se rompan. Conectaremos los elementos piezoeléctricos de un lado del plástico al otro enhebrando los alambres de uno de los elementos piezoeléctricos por los orificios para que se puedan soldar en paralelo a un piezo del otro lado. Como todos los elementos piezoeléctricos del talón están conectados en paralelo,Soldaremos el último piezoeléctrico de la cadena a uno de los elementos piezoeléctricos de la pieza de la puntera y continuaremos soldando los elementos piezoeléctricos en paralelo hasta que los 14 elementos estén conectados.

Paso 6: Construcción del puente rectificador

Avanzando un paso, en primer lugar estudiaremos el diagrama del circuito de un puente rectificador, en segundo lugar, construiremos un puente rectificador utilizando diodos y finalmente, cablearemos el puente rectificador.

  1. Estudiar el diagrama del circuito: cuando se aplica voltaje a los diodos y permiten que la corriente pase, se dice que están en modo polarizado de reenvío y cuando se aplica voltaje y los diodos no permiten que la corriente pase, entonces se dice que están en modo de polarización inversa . En el diagrama del circuito que se muestra a continuación, los diodos están conectados en modo polarizado de reenvío y permiten que la corriente pase a través de ellos. El lado positivo del diodo es el lado que está pintado de gris y se mostrará en el siguiente paso.
  2. Construcción del puente rectificador:  Conectaremos diodos de acuerdo con la configuración de polarización directa para que la corriente pueda pasar a través de ellos. Los principiantes pueden seguir el diagrama que se muestra a continuación para crear el puente rectificador. El puente rectificador también se conoce como rectificador de onda completa .
  3. Cableado del puente rectificador:  Ahora, conecte los componentes piezoeléctricos al rectificador de acuerdo con el diagrama que se muestra a continuación. La corriente es CA, por lo que la posición de los cables es intercambiable, siempre que se conecten a los diodos correctos en el diagrama. Despegue el cable USB que compró con su paquete de baterías y saque los cables internos. Solo nos interesan los cables ROJOS y NEGROS . Ahora, tuerza los hilos de alambre deshilachados de cada alambre y luego suéldelos y también suelde los alambres al rectificador. Como sabemos que el voltaje de CC tiene terminales positivos y negativos, después de soldar es mejor verificar la polaridad. Para estar más seguro, aplique pistola de pegamento caliente en los terminales.

Paso 7: instalación y toques finales

Como hemos ensamblado todos los componentes y nuestro generador piezoeléctrico está listo, avanzaremos hacia la parte de instalación. Ajuste el generador piezoeléctrico de plástico dentro del zapato y luego inserte la suela original encima. En caso de que alguien tenga problemas para ajustar el generador en el interior, puede consultar la imagen que se muestra a continuación:

Toma el cable USB cableado previamente y pásalo entre la lengüeta y el exterior de tu zapato. Ahora, la batería queda por montar y para ello la fijaremos entre la lengüeta del zapato y los cordones y luego apretaremos bien el zapato. Es mejor usar Velcro para sujetar la batería para evitar que la batería se caiga mientras está funcionando. Si alguien tiene un zapato de repuesto, puede hacer un recorte de espuma de su suela y el zapato se elevará un poco.

Paso 8: prueba

Ahora, como hemos completado la parte de instalación, debemos probarla y ver si funciona o no. Para comprobar qué tan bien funcionan debemos HACER EJERCICIO a diario. Practica deportes todos los días, excepto fútbol, ​​porque tu teléfono puede dañarse al golpear el balón con el pie. La batería se cargará solo cada vez que demos un paso por lo que, cuantos pasos demos, nuestro teléfono se cargará más rápidamente.