Como fazer uma sapata de carregamento de bateria PiezoElectric?

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Como fazer uma sapata de carregamento de bateria PiezoElectric?

Por Hamza Iqbal 30 de setembro de 2019 5 minutos lidos

A falha do aparelho por falta de energia é um problema comum hoje em dia. Muitas vezes, chamadas telefônicas importantes não são atendidas e não podemos responder a uma conversa importante que está acontecendo entre nossos colegas e nós, apenas por causa do esgotamento da bateria do nosso celular. Quase todas as pessoas que possuem um smartphone desejam ter mais bateria. Portanto, mantendo este problema em consideração, iremos projetar uma técnica de carregamento móvel usando nossos sapatos. Este projeto não só resolverá o problema de drenagem da bateria, mas também promoverá a saúde ao criar uma palmilha de sapato que converte a energia física gerada ao caminhar em eletricidade, que é armazenada em uma bateria portátil. Além de carregar nosso dispositivo eletrônico, também seremos capazes de renovar parte de nossa energia física.

Como montar elementos piezoelétricos com outros componentes?

Como entendemos o objetivo básico de nosso projeto, vamos dar um passo à frente e procurar os componentes necessários e, em seguida, integrá-los para projetar um protótipo final.

Etapa 1: Componentes usados

  • Par de sapatos
  • Elementos piezoelétricos (x14)
  • Pistola de cola quente
  • Kit de ferro de solda
  • 1N4001 - 1N4007 Diodos (x4)
  • Ferramenta Dremel
  • Tiras de velcro
  • Multímetro digital
  • Régua de Escala Arquitetônica

Etapa 2: Compreendendo o princípio básico do projeto

Antes de montar os componentes, precisamos entender o mecanismo de funcionamento do projeto. Em todo projeto de eletrônica, a fonte de alimentação é o backbone. A principal fonte de energia que torna este projeto possível é chamada de transdutor piezoelétrico / elemento piezoelétrico. Eles são compostos de componentes como cristais e cerâmicas que têm a habilidade especial de converter energia física em eletricidade AC. Podemos fazer o melhor uso desta propriedade desses elementos, colocando-os debaixo de nossos pés de tal forma que cada vez que damos um passo nosso peso é usado para empurrar os elementos piezoelétricos, que por sua vez convertem nossa energia física em energia elétrica. A energia elétrica é gerada, mas há um pequeno problema, Corrente Alternada (CA). Precisamos de corrente contínua (DC)para o nosso projeto. Portanto, este problema será resolvido criando um retificador de ponte com diodos para que a energia CA possa ser convertida em energia CC.

Etapa 3: medindo o tamanho do seu sapato

O primeiro elemento de que precisamos para projetar um gerador piezoelétrico é a base de plástico. Retire a base do sapato e faça as medidas adequadas usando a régua de escala arquitetônica.

Os orifícios do elemento piezoelétrico são colocados estrategicamente de forma a se alinharem com as grandes reentrâncias da palmilha do calçado, que indicam as áreas de maior pressão.

Etapa 4: COLAGEM DOS ELEMENTOS PIEZO

Assim que terminarmos de criar a base para nosso gerador piezoelétrico, colaremos os elementos piezoelétricos na base com a ajuda de uma pistola de cola quente. Aplique a fina camada de cola ao redor da borda do orifício no plástico e pressione rapidamente os componentes piezoelétricos antes que esfrie. Não aplique muita cola porque, caso o façamos, podemos impedir que as almofadas de espuma se comprimam totalmente. Cuidaremos mais uma coisa para que a cola não toque nas juntas Positiva (VERMELHA) e Negativa (PRETA) pois essas juntas serão soldadas posteriormente. Asseguraremos que os elementos piezoeléctricos sejam colados em ambos os lados do plástico. Usando um multímetro digital, verificaremos se nossos elementos piezoelétricos estão funcionando.

Agora, como colamos todos os elementos piezoelétricos em seus locais apropriados, colaremos as peças de espuma em cada elemento piezoelétrico como mostrado abaixo:

Passo 5: SOLDANDO OS ELEMENTOS PIEZO JUNTOS

Os elementos piezoelétricos geram ampla voltagem, mas não geram corrente considerável. Assim, tendo isso em mente, faremos a fiação de todos os elementos piezo em paralelo (os positivos serão soldados com os positivos e os negativos serão soldados com os negativos). Como fizemos isso, seremos capazes de gerar um grande número de amperes e nosso dispositivo será carregado mais rápido. Depois de soldar as juntas, aplique a cola quente nas juntas, pois evitará que as juntas quebrem. Iremos conectar os elementos piezo de um lado do plástico ao outro enfiando os fios de um dos elementos piezo através dos orifícios de modo que possam ser soldados em paralelo a um piezo do outro lado. Como todos os elementos piezoelétricos no calcanhar são ligados em paralelo,soldaremos o último piezoelétrico da corrente a um dos elementos piezoelétricos da ponta do pé e continuaremos a soldar os elementos piezoelétricos em paralelo até que todos os 14 elementos estejam conectados.

Etapa 6: Construindo o Retificador da Ponte

Dando um passo à frente, primeiro estudaremos o diagrama do circuito de uma ponte retificadora, em segundo lugar, construiremos uma ponte retificadora usando diodos e, por fim, faremos a fiação da ponte retificadora.

  1. Estudando o diagrama de circuito: Quando a tensão é aplicada aos diodos e eles permitem que a corrente passe, eles estão no modo polarizado de encaminhamento e quando a tensão é aplicada e os diodos não permitem que a corrente passe então eles estão no modo de polarização reversa . No diagrama de circuito mostrado abaixo, os diodos são conectados no modo polarizado de encaminhamento e permitem que a corrente passe por eles. O lado positivo do diodo é o lado pintado de cinza e será mostrado na próxima etapa.
  2. Construindo o retificador da ponte:  Iremos conectar diodos de acordo com a configuração polarizada para frente, de forma que a corrente possa passar por eles. Os iniciantes podem seguir o diagrama mostrado abaixo para criar a ponte retificadora. O retificador de ponte também é conhecido como retificador de onda completa .
  3. Fiação do retificador da ponte:  Agora, conecte os componentes piezoelétricos ao retificador de acordo com o diagrama mostrado abaixo. A corrente é AC, portanto, as posições dos fios são intercambiáveis, desde que se conectem aos diodos corretos no diagrama. Retire o cabo USB que você comprou com a bateria e remova os fios internos. Estamos interessados ​​apenas em fios VERMELHOS e PRETOS . Agora, torça os fios desgastados de cada fio e, em seguida, solde-os e também solde os fios ao retificador. Como sabemos que a tensão DC possui terminais positivos e negativos, então, após a soldagem é melhor verificar a polaridade. Para estar do lado mais seguro, aplique uma pistola de cola quente nos terminais.

Etapa 7: Toques de instalação e acabamento

Como já montamos todos os componentes e nosso gerador piezoelétrico está pronto, passaremos para a parte de instalação. Ajuste o gerador piezoelétrico de plástico dentro do sapato e, em seguida, insira a sola original em cima dele. Caso alguém tenha problemas para ajustar o gerador dentro dele, pode consultar a figura abaixo:

Pegue o cabo USB conectado anteriormente e passe-o entre a lingueta e a parte externa do calçado. Agora, a bateria é deixada para ser montada e para isso, vamos fixá-la entre a lingueta do sapato e os cadarços e depois apertar bem o sapato. É melhor usar Velcro para prender a bateria para evitar que ela caia durante o funcionamento. Se alguém tiver um sapato sobressalente, pode fazer um recorte de espuma com a sola e o sapato sobe um pouco.

Etapa 8: Teste

Agora, como concluímos a parte de instalação, devemos testá-la e ver se está funcionando ou não. Para verificar como funcionam bem, devemos EXERCÍCIOS diariamente. Pratique esportes todos os dias, exceto futebol, porque seu telefone pode ser danificado ao bater na bola com o pé. A bateria carrega apenas sempre que dermos um passo, à medida que dermos alguns passos, o nosso telefone carrega mais rapidamente.