在这篇文章中,我们将学习如何在走路时用鞋子发电。这种电能可以同时为手机电池充电。
在我之前的几篇文章中,我们了解了简单的机器如何有效地提取免费电力,你可以通过以下文章了解更多:
来自体重的自由能量
我们的脚就是一个很好的例子,它是一种简单的机器,可以比作杠杆。每次我们向前迈出一步,我们毫不费力地用脚趾抬起我们的整个身体,然后把它恢复到地面上,只要我们走路,我们就继续这样做,绝对没有任何麻烦。
这之所以成为可能,是因为我们的踝关节机制设计非常高效,能够如此高效地执行工作,以至于我们几乎不知道我们能够在一天中进行如此多次的工作。
即使走路行动可能出现对我们太容易了,我们的脚确实做了大量的工作通过提高60公斤左右(平均)的地上,然后把它带回地面,构成一个向上和向下的力可能等于60公斤重力等价的。
在我们走路时,由于踝关节的杠杆机制,我们的脚能够非常有效地抬起我们的身体,在释放身体重量的同时,重力负责将质量恢复到地面上。
在这两种情况下都有大量的力交换,我们目前感兴趣的是利用这种力在行走时产生免费的电力。
这个概念其实并不新鲜,人们之前已经尝试过了,不过是在鞋子中使用压电材料。
使用压电元件作为一个选项
压电材料转换压力为电力,但电的量级与压电的概念是如此微不足道,它只是看起来无用。
当你有足够的压力和力量可以自由利用,然后你不会想浪费它使用一个低效和低估的概念,像压电的目的。
使用电机或发电机
使用马达或发电机看起来很适合应用,但这些小工具需要齿轮启动,这使得用鞋启动非常不可取,因为行走过程中可能会产生不必要的复杂性和噪音。
用我们的鞋子发电的另一种很酷的可行方法是使用一个小螺线管,如下图所示:
图片由:https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015 - 04. - jpg
上图显示了一个小型的5V弹簧负载螺线管,这似乎是我们建议的鞋发生器应用的正确选择。
使用电磁
由于螺线管指定使用5V输入@ 1amp,我们可以假设当它受到一个推和拉机械力时,它的导线的功率几乎相同。正确的参数可能非常适合给手机电池充电。
使用这些螺线管的一个很大的优势是它们有一个弹簧负载的轴机构,这意味着发电所需的唯一有效的力量是重力,当我们的脚休息时,当脚被抬起的时候螺线管的弹簧动作会起到补充作用使得系统非常高效。
然而,由于螺线管通常使用一根铁棒作为柱塞,我们不能期望系统产生任何电力,直到这根棒变成磁铁首先,因为只有一个移动的磁铁将能够产生电力时,通过线圈线圈。
这种修改可以简单地通过在螺线管棒的顶部边缘附加几个钕磁铁来实现,如下所示,这将把整个柱塞变成一个有效的磁铁,然后可以与螺线管线圈相互作用来发电,如果你有任何其他有效的方法将棒变成永磁体,你可以使用它产生一个更好的反应从操作。
在下一节中,我们将学习如何在走路时从鞋子中产生电力,以及如何为锂离子电池充电。
上面的设置以图片的形式展示了关于如何从鞋子中发电的连接细节,实际上所有的元素都需要适当地隐藏在一个封闭的内部,并与鞋后跟牢固地连接。
在图中,我们可以清楚地看到螺线管需要如何定位在鞋后跟,这样当用户行走时,螺线管在其轴上受到挤压和释放压力。
每次螺线管轴被拉或推,磁铁与机组内部的轴相互作用与线圈周围的磁铁产生电能,成为可通过螺线管的连接线。
由于螺线管轴的来回运动应该在输出处感应到交流电,因此需要整流以获得直流,这就是为什么可以看到螺线管的电线上连接着桥式整流器。
整流的直流现在可以用于充电锂离子电池或任何其他电池,可能是在指定的电压水平。
使用曲柄手电筒
如果你发现优化电磁阀机制困难,产生的电流不够,你可以尝试使用曲柄手电筒机制的替代概念。
我们都知道,曲柄式手电筒是利用弹簧加载的电机/齿轮机构,其中的齿轮是用手动力曲柄的,从而在计算齿轮比的帮助下产生电机主轴的快速多次旋转。这种强制旋转的电机最终为连接的负载产生所需的电力。
同样的原理也可以应用于鞋子发电,在鞋子上适当安装一个小型的曲柄手电筒机构,并将其输出与电池连接,如下图所示。请确保将LED部分从本机移除,并仅使用该机构进行电池的预期充电。
警告:电路不包括过充保护,这可能对电池是危险的,现在的锂离子电池内置pcm或保护电路模块,以确保电池对过充或过放电的总安全…确保锂离子电池有这个模块,这样你就可以安全地使用提议的边走边发电的概念给它充电。
哇,这张确实不错。
对于上述提议的电池的安全充电,lm317l, 100ma版本将最适合,不是吗?所有东西都装在一个小盒子里和鞋子里面。这是惊人的……\
最后是绿色思维。
谢谢sherwin,感谢你的想法
嗨,Sherwin,你试过这个系统是否真的像建议的那样工作吗?我的结果很令人失望,尽管......
我在哪里可以找到一个5V螺线管弹簧和钕磁铁?
请谷歌它
我的荣幸!
是的,但是太小了……
鞋子的质量必须很好,这样系统才能在不移动的情况下紧紧地合脚。
如果你愿意,你也可以试试压电版,它会点亮小型的led灯,但不会给电池充电。
电磁阀实际上会方便行走,因为它的弹簧动作,反过来会产生免费的电力。
首先,在实际安装之前,请确保在工作台上检查响应。
3至5V, 100mA
我们能用这个给5v 1.5A的电池充电吗?如果是,需要什么时间?
我们可以用这个电源给5v 1.5A的电池充电吗?如果是,那么需要什么时间?
这取决于螺线管的电压产生能力,而这反过来又取决于行走速度。
因此,首先你将需要检查以上通过试验螺线管
无论如何,5V电池看起来太大了,可以试试3.7V电池,或者一个更合理的选择是尝试一些镍镉1.5V电池并联
这真的有效吗?快速回复
嗨,斯瓦塔姆,我已经试过测试了。
这似乎不像你建议的那样,它只“产生”只有0.05 V通过使用5V版本的螺管,和新稀土磁铁(N38级)到最强点,磁铁仍然可以被拉回来和来回;
然后我交换了一个12VDC螺线管的尺寸相同的外部尺寸,结果是两倍,仅0.1V....请给我一些建议,为什么我所做的会有什么问题?
致以最亲切的问候
保罗
我
嗨保罗意味着当我们说一个5 v电磁螺线管线圈被指定使用5 v的供应,这也意味着,如果相同的电磁线圈受到一个推或拉的运动通过一个指定的磁场,线圈上时,就会出现一个相同的5 v终端?这似乎合乎逻辑,技术上也是正确的,对吗?
您需要首先在工作台上解决这个问题,并确保通过桥式整流网络测量输出,可能还需要一个滤波电容
您能如此迅速地回复,真是太好了。我知道你是一个严肃的专家!
我的问题是我甚至不能为整流器产生有意义的V。有人已经做完了吗?
致以最亲切的问候
我曾经用手测试过一个类似的螺线管/磁铁组件,它对我来说工作得非常好,我可以在几分之一秒内点亮一个LED,不知道为什么你的螺线管没有产生任何电压。
无论如何如果你与这个设计有困难,你可以用汽车代替电磁机制/曲柄机构,你可以从任何微小的弯曲的手电筒打捞单位和使用它与一只鞋…解释说,很可能开始生产即时搜索结果没有任何并发症。
你好
你认为这三种方式中哪一种为强大的频闪灯供电最有效?
谢谢你!
米歇尔
你好,使用曲柄手电筒的方法是最有效的方法
我能不能用另一种方法来做。
如果你对结果有信心,那么你可以试试……
电磁阀的输出电压和电流是多少?如何判断呢?
你可以读一下这个解释
https://www.quora.com/When-a-magnet-moves-inside-a-coil-electricity-is-produced-How-can-one-calculate-how-much-voltage-is-produced-this-way