Wie man beim Gehen Strom aus dem Schuh erzeugt

In diesem Beitrag lernen wir, wie wir beim Gehen Strom aus unserem Schuh erzeugen. Dieser Strom kann gleichzeitig zum Laden eines Handy-Akkus verwendet werden.

In einigen meiner vorherigen Beiträge haben wir erfahren, wie einfache Maschinen effizient zur Gewinnung von freiem Strom eingesetzt werden können. Weitere Informationen hierzu finden Sie in den folgenden Beiträgen:

Strom aus einem Pendel

Strom aus der Schwerkraft

Freie Energie aus dem Körpergewicht

Unsere Füße sind ein hervorragendes Beispiel für eine einfache Maschine, die mit einem Hebel verglichen werden kann. Jedes Mal, wenn wir uns bewegen, um einen Schritt nach vorne zu machen, heben wir mühelos unseren gesamten Körper auf die Zehenspitzen und stellen ihn dann wieder auf den Boden. Wir tun dies so lange, wie wir gehen, ohne Probleme.

Dies wird möglich durch das äußerst effiziente Design unseres Knöchelknochenmechanismus, der die Arbeit so effizient ausführen kann, dass wir kaum verstehen, wie viel Arbeit wir im Laufe des Tages so oft ausführen können.

Auch wenn eine Gehbewegung für uns zu einfach erscheint, erledigen unsere Füße tatsächlich eine erhebliche Menge an Arbeit, indem sie etwa 60 kg (Durchschnitt) des Bodens anheben und dann wieder auf den Boden bringen, was eine nach oben und nach unten gerichtete Kraft darstellt kann gleich dem 60 kg Gravitationsäquivalent sein.

Beim Gehen können unsere Füße unseren Körper aufgrund des Hebelmechanismus des Sprunggelenks sehr effizient anheben, und während das Körpergewicht abgenommen wird, wird die Schwerkraft für die Wiederherstellung der Masse auf dem Boden verantwortlich.

In beiden Fällen werden enorme Mengen an Kräften ausgetauscht, und wir sind derzeit daran interessiert, diese Kraft für die Erzeugung von freiem Strom zu nutzen, während Gehaktionen durchgeführt werden.

Das Konzept ist eigentlich nicht neu, die Leute haben es schon einmal versucht, aber indem sie piezoelektrisches Material in Schuhen verwenden.

Verwendung von Piezoelement als Option

Piezoelektrisches Material wandelt Druck in Elektrizität um, aber die Größe der mit einem Piezokonzept erzeugten Elektrizität ist so trivial, dass es einfach nutzlos aussieht.

Wenn Sie ausreichend Druck und Kraft zur Verfügung haben, um das Kabel zu nutzen, möchten Sie es nicht verschwenden, indem Sie ein ineffizientes und unterschätztes Konzept wie einen Piezoelektriker für diesen Zweck verwenden.

Motor oder Dynamo verwenden

Die Verwendung eines Motors oder eines Dynamos sieht für die Anwendung gut aus. Diese Geräte erfordern jedoch das Anlassen mit Zahnrädern, was die Implementierung mit einem Schuh aufgrund unnötiger Komplexität und Geräusche, die beim Anlassen der Maschine beim Gehen entstehen können, sehr unerwünscht machen kann.

Eine coole Alternative und praktikable Methode zur Stromerzeugung aus unseren Schuhen könnte die Verwendung eines kleinen Magneten sein, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Bild mit freundlicher Genehmigung: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

Die obige Abbildung zeigt einen kleinen federbelasteten 5-V-Magneten, der für unsere vorgeschlagene Schuhgeneratoranwendung die richtige Wahl zu sein scheint.

Verwenden eines Solenoids

Da der Magnet für den Betrieb mit einem 5-V-Eingang bei 1 Ampere spezifiziert ist, können wir fast die gleiche Strommenge über seine Drähte annehmen, wenn er einer mechanischen Druck- und Zugkraft ausgesetzt wird. Die richtigen Parameter, die sich perfekt zum Laden eines Handy-Akkus eignen .

Ein großer Vorteil der Verwendung dieser Magnete besteht darin, dass diese einen federbelasteten Wellenmechanismus haben. Dies bedeutet, dass die einzige wirksame Kraft, die zur Erzeugung von Elektrizität durch das Gerät erforderlich ist, die Gravitationskraft ist, während unsere Füße in Ruhe sind und wenn die Füße angehoben werden Die Federwirkung des Magneten ergänzt die Wirkung und macht das System äußerst effizient.

Da Magnetspulen normalerweise einen Eisenstab als Kolben verwenden, können wir nicht erwarten, dass das System Elektrizität erzeugt, bis dieser Stab zuerst in einen Magneten umgewandelt wird, da nur ein sich bewegender Magnet Elektrizität erzeugen kann, wenn er durch eine Spule bewegt wird aus Draht.

Diese Modifikation kann einfach implementiert werden, indem einige Neodym-Magnete an der Oberkante des Magnetstabs angebracht werden, wie unten gezeigt. Dadurch wird der gesamte Kolben in einen wirksamen Magneten umgewandelt, der dann mit der Spule des Magneten interagieren kann Stromerzeugung Wenn Sie eine andere effektive Methode haben, um den Stab in einen Permanentmagneten umzuwandeln, können Sie ihn verwenden, um eine bessere Reaktion auf die Operationen zu erzielen.

Im folgenden Abschnitt erfahren Sie, wie Sie beim Gehen Strom aus dem Schuh erzeugen und der zum Laden einer Li-Ionen-Zelle verwendet werden kann.

Der obige Aufbau ist in einem Bildformat dargestellt, um die Verbindungsdetails zur Stromerzeugung aus dem Schuh zu zeigen. Praktisch alle Elemente müssen in einem Gehäuse angemessen verborgen und fest mit dem Schuhabsatz verbunden sein.

In der Abbildung sehen wir deutlich, wie der Magnet an der Ferse des Schuhs positioniert werden muss, so dass der Magnet beim Gehen des Benutzers einem Druck und einem Entlastungsdruck auf seine Welle ausgesetzt wird.

Jedes Mal, wenn die Magnetwelle gezogen oder gedrückt wird, interagiert der der Welle im Inneren des Geräts zugeordnete Magnet mit der den Magneten umgebenden Spule und erzeugt Elektrizität, die über die Verbindungsdrähte des Magneten verfügbar wird.

Da die Hin- und Herbewegung der Magnetwelle am Ausgang einen Wechselstrom induzieren soll, muss dieser zur Erfassung eines Gleichstroms gleichgerichtet werden. Daher ist möglicherweise ein Brückengleichrichter mit den Drähten des Magneten verbunden.

Der gleichgerichtete Gleichstrom kann jetzt zum Laden eines Li-Ionen-Akkus oder eines anderen Akkus verwendet werden, der für den angegebenen Spannungspegel ausgelegt ist.

Verwendung eines Kurbel-Taschenlampenmechanismus

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, einen Magnetmechanismus zu optimieren und nicht genügend Strom zu liefern, können Sie ein alternatives Konzept mit einem Kurbel-Taschenlampenmechanismus ausprobieren.

Wie wir alle wissen, verwenden Kurbel-Taschenlampen einen federbelasteten Motor / Getriebe-Mechanismus, bei dem das Zahnrad mit manueller Kraft angekurbelt wird, um mit Hilfe berechneter Übersetzungsverhältnisse schnelle Mehrfachumdrehungen der Motorspindel zu erzeugen. Diese erzwungene Drehung des Motors erzeugt letztendlich den erforderlichen Strom für die angeschlossene Last.

Das gleiche Prinzip kann für die Stromerzeugung aus dem Schuh angewendet werden, indem ein kleiner Kurbel-Taschenlampenmechanismus an einem Schuh angebracht und dessen Ausgang mit einer Batterie verdrahtet wird, wie unten gezeigt. Entfernen Sie unbedingt den LED-Bereich vom Gerät und verwenden Sie nur den Mechanismus zum beabsichtigten Laden eines Akkus.

Warnung: Die Schaltung enthält keinen Überladeschutz, der für die Batterie gefährlich sein kann. Heutzutage werden Li-Ionen-Zellen mit internen PCMs oder Schutzschaltungsmodulen geliefert, die die vollständige Sicherheit der Zellen gegen Überladung oder Überentladung gewährleisten Stellen Sie sicher, dass an der Li-Ionen-Zelle dieses Modul angebracht ist, damit Sie es mit dem vorgeschlagenen Konzept der Stromerzeugung beim Gehen sicher aufladen können.