Étape 2: Science Fair Project - couverture
J’utilise le format juste de science de Google. Ceci est ma version instructable. Il est écrit de manière moins formelle pour cet amateur puisse avoir une meilleure compréhension sur ce sujet.
Une Question qui m’A beaucoup dérange :
Pourquoi ne pas utiliser des sources d’énergie renouvelables traditionnelles ? Oui que je sais piezoelectricty n’est pas aussi bien développer à partir de ces appareils électriques solaires, mais comme un être curieux, je suis ouvert à la découverte de sources d’énergie potentielles. Oui, générateurs de chaussures peuvent sembler fou et ridicule, mais il n’y a plus que ce que rencontre l’oeil ! Ces générateurs de semelle mince ont suffisamment d’énergie pour alimenter des appareils de courant faibles.
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Problème :
Puissance de charbon est la source d’énergie couramment utilisée aux Philippines, également dans le monde. Durant la dernière décennie, notre pays a été écoutes aux sources d’énergie renouvelables, même si elle ne devient pas libre et son prix change continuellement (Philippine Star, janvier 2014). Plus les secteurs non aménagés, spécialement les provinces, n’ont pas accès à l’électricité. Pour les personnes vivant dans les banlieues, recharger un téléphone ou une lampe est un gros problème pour eux
Au cours des années passées, mes expériences scientifiques ont été principalement sur les énergies renouvelables. J’ai commencé ma première expérience juste de la science, quand j’étais en troisième année, il a été mon premier modèle miniature d’une voiture solaire. Les années de recule de mes entrées Foire de la science ont été plus souvent sur l’énergie éolienne, solaire, énergie hydraulique et chimique.
Mon but est de trouver une nouvelle source d’énergie renouvelable, quelque chose qui ne dépend pas de vent, l’eau ou la lumière du soleil. J’ai fait quelques recherches au hasard et je suis venu à travers des tonnes d’articles de production éco-énergétiques. Je me suis dit, si je vais aller avec un autre solaire / wind experiment, il n’y aura assez d’innovation par juste refaire un projet sur internet. Comme tous les scientifiques, j’ai dû penser hors de la boîte.
Questions à méditer sur :
-A-t-elle suffisamment d’électricité pour fournir de l’électricité pour les modules de faible consommation ?
-Produira suffisamment d’électricité pour recharger les périphériques USB ?
-Peut elle atteindre les normes USB ?
-Peut on alimenter une série de LED ?
Applications pratiques futures :
-Fournir une alimentation de bord / indépendante pour smarts chaussures et vêtements.
-Aider les amateurs de plein air / randonneurs, avec GPS tracking chaussures, dans leur voyage dans le désert immense.
-Idéal pour les zones où l’électricité est rare. -L’alimentation de secours des puces dans les chaussures.
Recherche :
Le projet est être accompli en utilisant des matériaux piézoélectriques. Piézoélectricité, également appelée l’effet piézoélectrique, est la capacité de certains matériaux pour générer une tension de courant alternatif lorsque actionné. Certaines céramiques, sels de la Rochelle et divers autres solides présentent cet effet. Par exemple, (O3 Pb [ZrxTi1−x] où, 0≤x≤1), aussi appelé PZT, produisent de l’électricité mesurable quand leur structure est déformée d’environ 0,1 % de la dimension originale (Conférence AAAI internationale sur les médias sociaux et les blogs, 2012). Dans ce projet, l’électricité produite à un moment précis seront enregistrées et déterminer s’il serait suffisant pour recharger complètement une batterie Li-ion ou un condensateur de haute capacité.
Le projet est être accompli en utilisant des matériaux piézoélectriques. Piézoélectricité, également appelée l’effet piézoélectrique, est la capacité de certains matériaux pour générer une tension de courant alternatif lorsque actionné. Certaines céramiques, sels de la Rochelle et divers autres solides présentent cet effet. Par exemple, (O3 Pb [ZrxTi1−x] où, 0≤x≤1), aussi appelé PZT, produisent de l’électricité mesurable quand leur structure est déformée d’environ 0,1 % de la dimension originale (Conférence AAAI internationale sur les médias sociaux et les blogs, 2012). Dans ce projet, l’électricité produite à un moment précis seront enregistrées et déterminer s’il serait suffisant pour recharger complètement une batterie Li-ion ou un condensateur de haute capacité.
L’effet piézoélectrique, par lequel un matériau génère un potentiel électrique en réponse à un changement de température, a été étudiée par Carl Linnaeus et Franz Aepinus au milieu du 18e siècle. S’appuyant sur ces connaissances, René Just Haüy tant Antoine César Becquerel posé une relation entre les contraintes mécaniques et de charge électrique ; Cependant, des expériences par les deux s’avère non concluantes. La première démonstration de l’effet piézoélectrique direct était en 1880 par les frères Curie de Pierre et Jacques Curie. Ils ont combiné leurs connaissances de la pyroélectricité avec leur compréhension des structures cristallines sous-jacentes qui ont donné lieu à la pyroélectricité pour prédire le comportement de cristal et mis en évidence l’effet à l’aide de cristaux de tourmaline, quartz, topaze, canne à sucre et de sel de Rochelle (tartrate de potassium sodium tétrahydraté). Quartz et sel de Rochelle exposées la plupart piézoélectricité.
Un disque piézoélectrique génère une tension quand déformé (changement de forme est grandement exagéré) les Curies, cependant, n’ont pas prédit l’effet piézoélectrique inverse. L’effet inverse a été mathématiquement déduit des principes fondamentaux de la thermodynamique par Gabriel Lippmann en 1881. Immédiatement, les Curies a confirmé l’existence de l’effet inverse et a ensuite obtenu une preuve quantitative de la réversibilité complète des déformations élasto-électro-mécaniques dans les cristaux piézoélectriques. Dans les décennies à venir, la piézoélectricité est resté quelque chose d’une curiosité de laboratoire. Plus de travail a été fait pour explorer et définir les structures cristallines qui présentaient la piézoélectricité. Cela a abouti en 1910 avec la publication de Lehrbuch der Kristallphysik de Woldemar Voigt (manuel sur la physique de Crystal), qui décrit les 20 classes de cristal naturel capables de piézoélectricité et rigoureusement défini les constantes piézoélectriques en utilisant l’analyse tensorielle.
Méthode / essais et refonte :
Veuillez vous reporter à la section #3 de l’article #14
Résultats :
Un Conseil de développement Arduino a été utilisé pour établir une configuration simple oscillocope. Il était branché à l’ordinateur, l’intégré TTL a servi à établir une communication série entre l’Arduino et le PC. Une esquisse a été transférée, à l’aide de l’IDE Arduino, pour surveiller la broche analogique où le générateur de la semelle a été connecté. Un programme distinct, appelé le « traitement 2.0 », a été utilisé pour surveiller la tension résiduelle dégagée par la sortie AC►DC convertie du générateur.
Conclusion / rapport :
Les résultats ont montré que le produit a un potentiel pour recharger les batteries au lithium. Bien qu’il y a place pour des améliorations, il a montré des signes positifs pour elle d’être affiné. Compte tenu des résultats, le générateur de semelle intérieure dispose de suffisamment d’énergie pour alimenter la tension pour les circuits sous tension faibles comme les microcontrôleurs (Micro contrôleur unités - ex. ATtiny) et émetteurs de TTL Bluetooth. Je peux maintenant dire que le produit est prêt pour la production et est très utilisable pour les vêtements intelligents / chaussures. Charge les périphériques USB ne suffit tout de suite, le temps de charge n’est pas idéal.
AUTRES PLANS :
Si une semelle entière devait se faire avec une mince feuille flexible métallique et vitrée avec les éléments piézoélectriques recto-verso, puis il produirait probablement assez de puissance pour recharger un téléphone. Un dessin imprimé 3D opensource normalisés présentera certainement un nouveau concept de production d’énergie à la communauté de bricolage. Lorsque tout le monde a accès à un projet opensource grande idées fleurissent !
Glossaire / conditions de cette rencontre de volonté vous :
- Piézo électricité - est la capacité de certains matériaux pour générer une tension C.A. (courant alternatif) lorsqu’ils sont soumis à des contraintes mécaniques ou des vibrations, ou de vibrer lorsqu’ils sont soumis à une tension alternative, ou les deux. Le matériau piézoélectrique plus commun est le quartz. Certaines céramiques, sels de la Rochelle et divers autres solides présentent également cet effet.
- Actuated - cause une machine à fonctionner / travailler / générer.
- Piezo - abréviation de piézoélectrique
- Courant alternatif - le débit de la charge électrique périodiquement change de direction. Éléments piézo-électriques produisent ces courants.
- Courant DC - le débit de la charge électrique est uniquement dans un seul sens. Piles produisent ces courants
- Pont de Diode - est généralement composé de quatre diodes de redressement qui filtrent les courants alternatifs et les transforment en courant continu.
- Disque de Piezo / élément / transducteur -ils sont tous les mêmes, il fait référence au composant discret qui produit courant lorsque actionné. Ils sont également connus sous le nom de transducteurs en céramique et trouvent habituellement dans les paires obsolètes de l’écouteur.
