- Hva er piezoelektrisk effekt?
- Piezoelektriske materialer
- Komponenter kreves
- Footstep Power Generation Circuit Diagram
Fra de siste årene har etterspørselen etter bærbare elektroniske bærbare enheter økt raskt. Og det er svært begrensede muligheter for å drive disse små bærbare elektroniske enhetene som alkaliske batterier eller solenergi osv. Så her bruker vi en annen metode for å generere liten mengde strøm som bruker piezoelektrisk sensor. Her vil vi bygge Footstep Power Generation Circuit for å generere strøm. Du kan lære mer om Piezoelectric Effect ved å følge denne Piezoelectric Transducer Circuit.
Hva er piezoelektrisk effekt?
Piezoelectric Effect er evnen til noen piezoelektriske materialer (som kvarts, topas, sinkoksid og etc.) til å generere en elektrisk ladning i tilbakemelding til mekanisk belastning. 'Piezoelektrisk' ord er avledet av det greske ordet 'piezein' som betyr å presse, klemme og trykke.
Dessuten er den piezoelektriske effekten reversibel, noe som betyr at når vi påfører det piezoelektriske materialet mekanisk belastning, mottar vi noe elektrisk ladning på utgangen. Og når vi bruker strøm på det piezoelektriske materialet, komprimerer det eller strekker det piezoelektriske materialet.
Piezoelektrisk effekt brukes i forskjellige applikasjoner som involverer
- Produksjon og deteksjon av lyd
- Generasjon av høyspenning
- Elektronisk frekvensgenerering
- Mikrobalanser
- Ultrafin fokusering av optiske enheter
- Daglige applikasjoner som sigarettennere
Resonator bruker også piezoelektrisk effekt.
Piezoelektriske materialer
Antall piezoelektriske materialer er tilgjengelig nå, til og med naturlige og menneskeskapte. Naturlige piezoelektriske materialer inkluderer kvarts, rørsukker, Rochelle-salt, topaz-turmalin og osv. Menneskeskapte piezoelektriske materialer inkluderer bariumtitanat og zirkonat-titanat. Det er noe materiale gitt i tabellen nedenfor i kategorien naturlig og syntetisk:
|
Naturlig piezoelektrisk materiale |
Syntetisk piezoelektrisk materiale |
|
Kvarts (mest brukt) |
Bly-zirkonat-titanat (PZT) |
|
Rochelle Salt |
Sinkoksid (ZnO) |
|
Topaz |
Barium Titanate (BaTiO 3) |
|
TB-1 |
Piezoelektrisk keramikk Barium titanat |
|
TBK-3 |
Kalsiumbariumtitanat |
|
Sukrose |
Galliumortofosohat (GaPO 4) |
|
Sene |
Kaliumniobat (KNbO 3) |
|
Silke |
Blytitanat (PbTiO 3) |
|
Emalje |
Litiumtantalitt (LiTaO 3) |
|
Dentin |
Langasite (La 3 Ga 5 SiO 14) |
|
DNA |
Natriumvolframat (Na 2 WO 3) |
Komponenter kreves
- Piezoelektrisk sensor
- LED (blå)
- Diode (1N4007)
- Kondensator (47uF)
- Motstand (1k)
- Trykknapp
- Koble ledninger
- Brettbrett
Footstep Power Generation Circuit Diagram
En piezoelektrisk sensor består av piezoelektrisk materiale (mest brukt kvarts). Det pleide å konvertere mekanisk spenning til elektrisk ladning. Utgangen fra den piezoelektriske sensoren er vekselstrøm. Vi trenger en full bro likeretter for å konvertere den til DC. Utgangsspenningen til sensoren er mindre enn 30Vp-p, du kan mate utgangen fra den piezoelektriske sensoren eller lagre den i batteri eller andre lagringsenheter. Den impedans av den piezoelektriske sensoren er mindre enn 500 ohm. Drifts- og lagringstemperaturområdet er henholdsvis -20 ° C ~ + 60 ° C og -30 ° C ~ + 70 ° C.
Etter å ha koblet til i henhold til kretsdiagrammet for den piezoelektriske sensoren, genererer den spenning når den gir piezoelektrisk sensor mekanisk belastning. Utgangen fra den piezoelektriske sensoren er i vekselstrøm. For å konvertere den fra AC til DC bruker vi en full bro likeretter. Utgangen fra likeretteren er koblet over en 47uF kondensator. Spenningen som genereres av den piezoelektriske sensoren lagres i kondensatoren. Når du trykker på trykknappen, overføres all lagret energi til LED-lampen og LED-lampen slås på til kondensatoren blir utladet.
I denne kretsen lyser LED-en i en brøkdel av sekunder. For å øke PÅ-tiden for LED kan du øke kondensatorvurderingen, men det vil ta mer tid å lade. Selv kan du koble til flere piezoelektriske sensorer i serie for å generere mer elektrisk energi. Dioden brukes også til å blokkere strømmen som strømmer fra kondensator til piezoelektrisk sensor, og motstanden er en strømbegrensende motstand. LED-en kan også kobles direkte til den piezoelektriske sensoren, men den slås av om et øyeblikk, da det ikke vil være noen kondensator for å holde strømmen.
Demonstrasjonsvideo for dette Foot Step Power Generation System er gitt nedenfor.