كيفية صنع حذاء شحن بطارية بيزو كهربائي؟

الصفحة الرئيسية / تعلم / كيف تصنع حذاء شحن بطارية بيزو كهربائي؟

كيفية صنع حذاء شحن بطارية بيزو كهربائي؟

بقلم حمزة إقبال سبتمبر 30، 2019 5 دقائق

يعد فشل الجهاز بسبب نقص الطاقة مشكلة شائعة في الوقت الحاضر. في كثير من الأحيان تُترك المكالمات الهاتفية المهمة دون مراقبة ولا يمكننا الرد على محادثة مهمة تجري بيننا وبين زملائنا ، فقط بسبب نفاد بطارية الهاتف المحمول لدينا. يتمنى كل شخص يمتلك هاتفًا ذكيًا تقريبًا أن يتمتع بعمر أطول للبطارية. لذلك ، مع إبقاء هذه المشكلة قيد الدراسة ، سنقوم بتصميم تقنية شحن للهاتف المحمول باستخدام أحذيتنا. لن يحل هذا المشروع مشكلة تصريف البطارية فحسب ، بل سيعزز أيضًا الصحة من خلال إنشاء نعل حذاء يحول الطاقة المادية الناتجة عن المشي إلى كهرباء ، والتي يتم تخزينها بعد ذلك في حزمة بطارية محمولة. إلى جانب شحن أداتنا الإلكترونية ، سنتمكن أيضًا من تجديد بعض طاقتنا البدنية أيضًا.

كيف يتم تجميع عناصر كهرضغطية مع مكونات أخرى؟

نظرًا لأننا فهمنا الهدف الأساسي لمشروعنا ، فلنتحرك خطوة للأمام ونبحث عن المكونات المطلوبة ثم ندمجها لتصميم نموذج أولي نهائي.

الخطوة 1: المكونات المستخدمة

  • زوج أحذية
  • العناصر الكهربائية بيزو (x14)
  • مسدس الغراء الساخن
  • طقم لحام الحديد
  • 1N4001 - 1N4007 الثنائيات (x4)
  • أداة دريميل
  • شرائط الفيلكرو
  • جهاز رقمي متعدد
  • مقياس المسطرة المعمارية

الخطوة الثانية: فهم المبدأ الأساسي للمشروع

قبل تجميع المكونات ، نحتاج إلى فهم آلية عمل المشروع. في كل مشروع من مشاريع الإلكترونيات ، يعتبر مصدر الطاقة هو العمود الفقري. مصدر الطاقة الرئيسي الذي يجعل هذا المشروع ممكنًا يسمى محول الطاقة الكهرضغطية / عنصر كهرضغطية. وهي تتألف من مكونات مثل البلورات والسيراميك التي لها قدرة خاصة على تحويل الطاقة الفيزيائية إلى كهرباء التيار المتردد. يمكننا الاستفادة القصوى من هذه الخاصية من هذه العناصر من خلال وضعها تحت أقدامنا بطريقة تجعلنا في كل مرة نتخذ فيها خطوة يستخدم وزننا لدفع العناصر الكهروضغطية ، والتي بدورها تحول طاقتنا الفيزيائية إلى طاقة كهربائية. يتم توليد الطاقة الكهربائية ولكن هناك مشكلة بسيطة ، التيار البديل (AC). نحتاج تيار مباشر (DC)لمشروعنا. وبالتالي ، سيتم حل هذه المشكلة عن طريق إنشاء مقوم جسر مع صمامات ثنائية بحيث يمكن تحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر.

الخطوة 3: قياس حجم حذائك

العنصر الأول الذي نحتاجه لتصميم مولد كهرضغطية هو القاعدة البلاستيكية. أخرج القاعدة من الحذاء وقم بإجراء القياسات المناسبة باستخدام مسطرة المقياس المعماري.

تم وضع فتحات عنصر بيزو بشكل استراتيجي بحيث تتماشى مع المسافات البادئة الكبيرة على نعل الحذاء ، والتي تشير إلى مناطق الضغط الأكبر.

الخطوة 4: لصق عناصر بيزو

نظرًا لأننا انتهينا من إنشاء القاعدة لمولدنا الكهروإجهادي ، فسوف نقوم بلصق عناصر بيزو على القاعدة بمساعدة مسدس الغراء الساخن. ضع طبقة رقيقة من الغراء حول حافة الفتحة الموجودة في البلاستيك ثم اضغط بسرعة على المكونات الكهروضغطية عليها قبل أن تبرد. لا تضع الكثير من الصمغ لأنه في حالة قيامنا بذلك ، فقد نمنع حشوات الفوم من الضغط بالكامل. سنهتم بشيء آخر وهو أن الغراء لا يلمس المفاصل الموجبة (الحمراء) والسالبة (السوداء) لأنه سيتم لحام هذه المفاصل لاحقًا. سوف نتأكد من لصق عناصر بيزو على جانبي البلاستيك. باستخدام مقياس رقمي متعدد ، سنتأكد من أن عناصر بيزو لدينا تعمل.

الآن ، نظرًا لأننا قمنا بلصق جميع العناصر الكهروإجهادية في أماكنها المناسبة ، سنقوم بغراء قطع الرغوة على كل عنصر بيزو كما هو موضح أدناه:

الخطوة 5: تجميع عناصر بيزو معًا

تولد عناصر بيزو جهدًا كافيًا لكنها لا تولد تيارًا كبيرًا. لذلك ، مع وضع هذا في الاعتبار ، سنقوم بتوصيل جميع عناصر بيزو بالتوازي (سيتم لحام الإيجابيات مع العناصر الإيجابية وسيتم لحام السلبيات بالعناصر السلبية). نظرًا لأننا قمنا بذلك ، سنكون قادرين على توليد عدد كبير من الأمبيرات وسيتم شحن الجهاز بشكل أسرع. بعد لحام المفاصل ، ضع الغراء الساخن على المفاصل لأنه سيمنع المفاصل من الانقطاع. سنقوم بتوصيل عناصر بيزو من جانب واحد من البلاستيك إلى الجانب الآخر عن طريق ربط أسلاك أحد عناصر بيزو عبر الثقوب بحيث يمكن لحامها بالتوازي مع بيزو على الجانب الآخر. نظرًا لأن جميع عناصر بيزو على الكعب متصلة بشكل متوازٍ ،سنلحم آخر بيزو في السلسلة بأحد عناصر بيزو على قطعة إصبع القدم ، ونواصل لحام عناصر بيزو بالتوازي حتى يتم توصيل جميع العناصر الأربعة عشر.

الخطوة 6: بناء مقوم الجسر

المضي قدمًا ، أولاً ، سوف ندرس مخطط الدائرة لمقوم الجسر ، وثانيًا ، سنقوم ببناء مقوم الجسر باستخدام الثنائيات ، وأخيراً ، سنقوم بتوصيل مقوم الجسر.

  1. دراسة مخطط الدائرة: عندما يتم تطبيق الجهد على الثنائيات ويسمح للتيار بالمرور - يقال إنها في وضع منحاز لإعادة التوجيه وعندما يتم تطبيق الجهد ولا تسمح الثنائيات للتيار بالمرور ، يقال إنهم في وضع التحيز العكسي . في الرسم البياني للدائرة موضح أدناه ، ترتبط الثنائيات في وضع منحاز لإعادة التوجيه وتسمح للتيار بالمرور عبرها. الجانب الإيجابي من الصمام الثنائي هو ذلك الجانب المطلي باللون الرمادي وسيظهر في الخطوة التالية.
  2. بناء مقوم الجسر:  سنقوم بتوصيل الثنائيات وفقًا للتكوين المنحاز للأمام ، بحيث يمكن تمرير هذا التيار من خلالها. يمكن للمبتدئين اتباع المخطط الموضح أدناه لإنشاء مقوم الجسر. يُعرف مقوم الجسر أيضًا باسم مقوم الموجة الكاملة .
  3. مقوم توصيل الأسلاك:  الآن ، قم بتوصيل المكونات الكهرضغطية بالمقوم وفقًا للمخطط الموضح أدناه. التيار هو التيار المتناوب ، لذا فإن موضع الأسلاك قابل للتبديل ، طالما أنها متصلة بالصمامات الثنائية الصحيحة في الرسم التخطيطي. انزع كبل USB الذي اشتريته مع البطارية وأخرج الأسلاك الداخلية. نحن مهتمون فقط في RED و أسود الأسلاك. الآن ، قم بلف خيوط الأسلاك البالية لكل سلك ثم قم بلحامها وأيضًا قم بتوصيل الأسلاك بالمقوم. كما نعلم أن جهد التيار المستمر له أطراف موجبة وسالبة ، فمن الأفضل بعد اللحام التحقق من القطبية. لكي تكون في الجانب الأكثر أمانًا ، استخدم مسدس الغراء الساخن على المحطات.

الخطوة 7: التثبيت واللمسات الأخيرة

نظرًا لأننا قمنا بتجميع جميع المكونات ومولدنا الكهروإجهادي جاهز ، فسوف نتحرك نحو جزء التثبيت. اضبط المولد الكهربائي الانضغاطي البلاستيكي داخل الحذاء ثم أدخل النعل الأصلي فوقه. في حال واجه شخص ما مشكلة في ضبط المولد بداخله ، يمكنه الرجوع إلى الصورة الموضحة أدناه:

خذ كابل USB سلكيًا مسبقًا وقم بربطه بين اللسان والجزء الخارجي من حذائك. الآن ، تُترك البطارية للتركيب ، وللقيام بذلك ، سنقوم بإصلاحها بين لسان الحذاء والأربطة ثم شد الحذاء بإحكام. من الأفضل استخدام الفيلكرو لربط حزمة البطارية لمنع البطارية من السقوط أثناء التشغيل. إذا كان لدى أي شخص حذاء احتياطي ، فيمكنه / يمكنها صنع قطع من الفوم من نعله ويرتفع الحذاء قليلاً.

الخطوة 8: الاختبار

الآن ، بعد أن أكملنا جزء التثبيت ، يجب علينا اختباره ، ومعرفة ما إذا كان يعمل أم لا. للتحقق من مدى نجاحهم في العمل ، يجب أن نتمرن يوميًا. مارس الرياضة كل يوم باستثناء كرة القدم لأن هاتفك يمكن أن يتلف أثناء ضرب الكرة من القدم. لن يتم شحن البطارية إلا عندما نخطو خطوة ، حيث أن العديد من الخطوات التي نتخذها يتم شحن الهاتف بسرعة أكبر