Cómo generar electricidad a partir de zapatos mientras camina

Cómo generar electricidad a partir de zapatos mientras camina

En este post aprenderemos cómo generar electricidad a partir de nuestro zapato mientras caminamos. Esta electricidad se puede utilizar simultáneamente para cargar la batería de un teléfono móvil.

En algunas de mis publicaciones anteriores aprendimos cómo las máquinas simples se pueden usar de manera eficiente para extraer electricidad gratis, puede obtener más información sobre esto a través de las siguientes publicaciones:

Electricidad de un péndulo



Electricidad de la gravedad

Energía libre del peso corporal

Nuestros pies son un excelente ejemplo de una máquina simple que se puede comparar con una palanca. Cada vez que nos movemos para dar un paso adelante, sin esfuerzo levantamos todo el cuerpo sobre los dedos de los pies y luego lo devolvemos al suelo, continuamos haciéndolo mientras caminamos, sin ningún problema en absoluto.

Esto es posible gracias al diseño extremadamente eficiente de nuestro mecanismo óseo del tobillo que es capaz de implementar el trabajo de manera tan eficiente que apenas entendemos la cantidad de trabajo que podemos realizar tantas veces durante el día.

Aunque una acción de caminar puede parecernos demasiado fácil, nuestros pies en realidad hacen una cantidad significativa de trabajo al levantar alrededor de 60 kg (promedio) del suelo y luego devolverlo al suelo, lo que constituye una fuerza hacia arriba y hacia abajo que puede ser igual al equivalente gravitacional de 60 kg.

En nuestra acción de caminar, nuestros pies son capaces de levantar nuestro cuerpo de manera muy eficiente debido al mecanismo de palanca de la articulación del tobillo, y mientras liberamos el peso corporal, la gravedad se hace responsable de restaurar la masa en el suelo.

En ambas ocasiones se intercambian cantidades masivas de fuerzas, y actualmente estamos interesados ​​en aprovechar esta fuerza para generar electricidad gratis mientras se realiza la acción de caminar.

El concepto en realidad no es nuevo, la gente lo ha intentado antes, pero utilizando material piezoeléctrico en los zapatos.

Usando Piezo Element como una opción

El material piezoeléctrico convierte la presión en electricidad, pero la magnitud de la electricidad generada con un concepto piezoeléctrico es tan trivial que simplemente parece inútil.

Cuando tenga la presión y la fuerza adecuadas disponibles libremente para el arnés, entonces no querrá desperdiciarlas utilizando un concepto ineficiente y subestimado como un piezoeléctrico para este propósito.

Uso de motor o dínamo

El uso de un motor o una dínamo se ve bien para la aplicación, sin embargo, estos dispositivos requieren un arranque con engranajes, lo que puede hacer que sea muy indeseable para implementar con un zapato debido a la complejidad innecesaria y el ruido que se puede generar mientras el proceso de caminar enciende la máquina.

Un método alternativo y factible para generar electricidad a partir de nuestros zapatos podría ser el uso de un pequeño solenoide, como se muestra en la siguiente imagen:

Cortesía de imagen: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

La figura anterior muestra un pequeño solenoide de resorte de 5 V que parece ser la elección correcta para nuestra aplicación de generador de zapatos propuesta.

Usando un solenoide

Dado que el solenoide está especificado para funcionar con una entrada de 5 V a 1 amperio, podemos asumir casi la misma cantidad de energía a través de sus cables cuando se somete a una fuerza mecánica de empujar y tirar. Los parámetros correctos que pueden ser perfectamente adecuados para cargar la batería de un teléfono celular. .

Una gran ventaja de usar estos solenoides es que tienen un mecanismo de eje con resorte, lo que significa que la única fuerza efectiva requerida para generar electricidad por la unidad es la fuerza gravitacional, mientras nuestros pies están en reposo y cuando los pies están siendo elevados. la acción de resorte del solenoide complementa la acción haciendo que el sistema sea extremadamente eficiente.

Sin embargo, dado que los solenoides normalmente usan una varilla de hierro como émbolo, no podemos esperar que el sistema genere electricidad hasta que esta barra se transforme primero en un imán, porque solo un imán en movimiento podrá generar electricidad cuando se mueva a través de una bobina. de alambre.

Esta modificación se puede implementar simplemente colocando algunos imanes de neodimio en el borde superior de la varilla del solenoide, como se muestra a continuación, esto transformará todo el émbolo en un imán eficaz, que luego podrá interactuar con la bobina del solenoide durante generando electricidad, si tiene algún otro método eficaz para transformar la varilla en un imán permanente, puede utilizarlo para producir una mejor respuesta de las operaciones.

En la siguiente sección, aprenderemos cómo generar electricidad a partir de un zapato mientras camina, y cuál puede usarse para cargar una celda de iones de litio.

La configuración anterior se presenta en un formato pictórico para mostrar los detalles de conexión con respecto a cómo generar electricidad a partir del zapato, prácticamente todos los elementos deberán ocultarse adecuadamente dentro de un recinto y sujetarse firmemente con el talón del zapato.

En la figura podemos ver claramente cómo es necesario colocar el solenoide en el talón del zapato, de manera que el solenoide esté sujeto a una presión y una presión de liberación en su eje mientras el usuario camina.

Cada vez que se tira o empuja el eje del solenoide, el imán asociado con el eje dentro de la unidad interactúa con la bobina que rodea al imán generando electricidad que se vuelve disponible a través de los cables de conexión del solenoide.

Dado que se supone que el movimiento hacia adelante y hacia atrás del eje del solenoide induce una corriente alterna en la salida, esto debe rectificarse para adquirir una CC, por eso se puede ver un puente rectificador conectado con los cables del solenoide.

La CC rectificada ahora se puede utilizar para cargar una batería de iones de litio o cualquier otra batería que pueda tener el nivel de voltaje especificado.

Usando un mecanismo de linterna con manivela

Si le resulta difícil optimizar un mecanismo de solenoide y no produce suficiente corriente, puede probar un concepto alternativo utilizando un mecanismo de linterna con manivela.

Las linternas con manivela, como todos sabemos, utilizan un mecanismo de motor / engranaje cargado por resorte en el que el engranaje se gira con fuerza manual para producir múltiples rotaciones rápidas del eje del motor con la ayuda de relaciones de engranajes calculadas. Esta rotación forzada del motor genera finalmente la electricidad requerida para la carga conectada.

El mismo principio se puede aplicar para generar electricidad a partir de zapatos instalando apropiadamente un pequeño mecanismo de linterna con manivela en un zapato y conectando su salida con una batería, como se muestra a continuación. Asegúrese de quitar la sección LED de la unidad y use solo el mecanismo para la carga prevista de una batería.

Advertencia: El circuito no incluye una protección de sobrecarga, que puede ser peligrosa para la batería, hoy en día las celdas de iones de litio vienen con PCM internos o módulos de circuito de protección que garantizan una seguridad total para las celdas contra sobrecarga o sobredescarga ... Asegúrese de que la celda de iones de litio tenga este módulo adjunto para que pueda cargarlo de manera segura utilizando el concepto propuesto de generar electricidad mientras camina.




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