เป็นไปได้ไหมที่จะใช้พลังงานจลน์เพื่อให้พลังงานแก่อุปกรณ์ขนาดเล็ก?


14

ฉันพยายามมองหาข้อมูลให้มากที่สุดเท่าที่จะรวบรวมได้เพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่สวมใส่ได้จริง ๆ ซึ่งสามารถขับเคลื่อนตัวเองด้วยการสร้างพลังงานด้วยการเคลื่อนไหว

ฉันรู้ว่าเทคโนโลยีมีอยู่แล้วในนาฬิกา มีนาฬิกาที่ผลิตพลังงานของตัวเองโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่หมุนเมื่อผู้สวมขยับแขน พลังงานจะถูกเก็บไว้ในตัวเก็บประจุเพื่อให้นาฬิกาสามารถทำงานได้อย่างไร้ขีด จำกัด ตราบใดที่ผู้สวมใส่เคลื่อนที่เพียงพอตลอดทั้งวันเพื่อให้มีพลังงานเพียงพอ (ข้อมูลบางอย่างที่นี่: http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_quartz )

ฉันมีปัญหาในการค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับว่าปัจจุบันสามารถใช้เทคนิคนี้ได้เท่าไรสำหรับการใช้งานจริงและหากเทคนิคนี้สามารถปรับให้ทำงานกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ได้

ด้วยจิตวิญญาณของการมีคำถามจริงและไม่ใช่แค่สิ่งคลุมเครือนี่เป็นคำถามสองสามข้อที่ฉันหวังว่าจะได้รับคำตอบ

  • อุปกรณ์เหล่านี้สามารถผลิต / เก็บพลังงานได้เท่าใด
  • มีอุปกรณ์อื่นนอกเหนือจากนาฬิกาที่ขับเคลื่อนโดยใช้พลังงานจลน์เท่านั้นหรือไม่?
  • มีแผนงานใดบ้างเกี่ยวกับวิธีการสร้างเครื่องกำเนิดพลังงานจลน์สำหรับอุปกรณ์พลังงานต่ำ?

แก้ไข: บางคนบอกว่าเป็นการยากที่จะตรวจสอบว่าเป็นไปได้หรือไม่เพราะฉันไม่ได้พูดถึงสิ่งที่ฉันจะทำอย่างแน่นอน ตอนนี้ฉันยังไม่มีโปรเจค แต่ฉันต้องการที่จะเล่นกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ซึ่งขับเคลื่อนด้วยการเคลื่อนไหวแทนที่จะใช้แบตเตอรีที่คุณต้องเปลี่ยนหรือชาร์จใหม่

ฉันกำลังคิดที่จะใช้ MCU ที่มีกำลังไฟต่ำที่สุดที่ฉันสามารถหาได้ (เช่นไมโครคอนโทรลเลอร์ MSP430 ของ IT) และลดการใช้งานในปัจจุบันให้สูงสุดด้วยการใช้โหมดสแตนด์บายให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้และใช้งานน้อยมาก ข้อมูลเซ็นเซอร์ทุกสองสามวินาที


6
ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการความแข็งแกร่งแค่ไหน - ดูตัวอย่างเขย่าไฟฉาย
Chris Stratton

1
ฉันลืมเรื่องไฟฉายสั่นไปหมดแล้ว! ขอบคุณที่เตือนฉัน. สำหรับคำอธิบายฉันคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับบางสิ่งบางอย่างที่ทำงานค่อนข้างดีในขณะที่อยู่เฉยๆเหมือนนาฬิกาคุณไม่จำเป็นต้องใช้ความพยายามอย่างมีสติในการชาร์จนาฬิกาเหล่านี้มันทำด้วยการเคลื่อนไหวร่างกายปกติของคุณ

4
อย่าคาดหวังมากไปกว่านี้ สำหรับนาฬิกามันใช้งานได้ดีเพราะมันใช้ microwatts เท่านั้น ต้องเขย่าไฟฉายแรง ๆ เป็นเวลา 15 วินาทีสำหรับแสงเพียงไม่กี่นาที สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้พลังงานต่ำในไมโครแอมป์คุณจะประสบความสำเร็จมากขึ้น
stevenvh

1
เทคโนโลยีหนึ่งที่ควรพิจารณาคือ piezo piezo.com/prodeh0nav.html
kenny

2
รองเท้าบูทเก็บเกี่ยวพลังงานเหล่านี้อาจเป็นที่สนใจ พวกเขาสร้างเดินอย่างต่อเนื่อง 6-9 วัตต์ซึ่งค่อนข้างน่าประทับใจ
Oli Glaser

คำตอบ:


3

ฉันเห็นคำตอบนี้แล้วมองไปที่นาฬิกามันเกิดขึ้นกับฟังก์ชั่นในแบบที่คุณอธิบาย ภายในมีลูกตุ้มแบบครึ่งแผ่นขนาดใหญ่ซึ่งน่าจะใช้ในการเก็บพลังงานจลน์ มันสามารถวิ่งได้ประมาณหนึ่งวันถ้าฉันเดินประมาณ 2-4 ไมล์ต่อวัน หากฉันเคลื่อนที่ไปตลอดไม่มีกำหนด แต่หลังจากนั้นนาฬิกาจะต้องใช้พลังน้อยมากในการเริ่มต้น

การจัดเก็บ พลังงานพลังงานที่คุณสามารถจัดเก็บได้ขึ้นอยู่กับตัวเก็บประจุและแบตเตอรี่ของคุณเท่านั้นมันไม่ได้มีอยู่ในวิธีการสร้างพลังงานที่คุณต้องการใช้

อุปกรณ์อื่น ๆ ฉันไม่เห็นว่าทำไมคุณจะมองด้วยวิธีนี้ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ตัดสินใจเลือกสิ่งที่คุณต้องการใช้พลังงานจลน์เป็นพลังงานจากนั้นทำการคำนวณพื้นฐานเพียงเล็กน้อยตามหลักการแรกสมมติว่าประสิทธิภาพพลังงานจลน์ 100% -> พลังงานเคมี / ไฟฟ้าและคุณจะเห็นสิ่งที่ทำได้และสิ่งที่ไม่เป็นไปได้อย่างรวดเร็ว ในฐานะที่เป็นแนวทางทั่วไป microWatts มากถึงพูดไม่กี่มิลลิวัตต์อาจเป็นสิ่งที่คุณสามารถทำได้(สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของการออกกำลังกายที่คุณใช้กิจกรรมที่มีพลังมากขึ้นสามารถเข้าถึงวัตต์ได้มากขึ้น)

แผนงาน ฉันไม่สามารถให้คุณได้ แต่ฉันสามารถบอกคุณได้ว่าการออกแบบนั้นง่ายมาก ใช้ลูกตุ้มในนาฬิกาที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ (นี่คือภาพหนึ่งจากบทความของคุณ):

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

แม้ว่าฉันจะไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่าสิ่งต่าง ๆ ทำงานภายในอย่างไรสิ่งที่ฉันรู้คือ:

"การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าคือการผลิตกระแสไฟฟ้าข้ามตัวนำที่เคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก"

หลังจากอ่านบทความที่ให้มาลูกตุ้มจะถูกใช้เพื่อหมุนเฟือง (มองเห็นได้ในภาพ) - เป็นเพียงเกียร์เล็ก ๆ ซึ่งจะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ซึ่งได้รับการบันทึกไว้มากมาย) อย่างไรก็ตามคุณมีแนวโน้มที่จะได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คุณสามารถใช้สะพาน rectifier, บางทีอาจเป็นเครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าและเก็บไว้ในอุปกรณ์เก็บพลังงานที่คุณเลือก

ในที่สุด อย่างที่ฉันพูดไว้ก่อนตัดสินใจเลือกสิ่งที่คุณต้องการพลังก่อนนั่นคือหนทางเดียวที่คุณจะทำได้อย่างถูกต้อง สร้างกำลังสูงสุดที่ต้องการสำหรับวงจรที่คุณต้องการใช้พลังงานและดำเนินการจากที่นั่น อย่าลังเลที่จะขอความช่วยเหลือเพิ่มเติมจากข้อมูลที่ได้รับทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่ฉันทำได้


9

~ ผู้คนกำลังสร้างยูนิตประเภทเป้สะพายหลังแบบคลัปช็อตที่ผลิตในช่วงวัตต์ไม่กี่ช่วง

~ ไฟบีบจีนทั่วไปเมื่อใช้งานแรง ๆ จะให้พลังงานประมาณ 1 วัตต์ หลังจากใช้งานไปแล้ว 5 นาทีในระดับนั้นมือของคุณจะหลุดหรือรู้สึกเหมือนมี

~ หน่วยกำลังบีบมือที่สร้างขึ้นอย่างถูกต้องสามารถสร้างได้มากกว่า 5 วัตต์ในระดับความพยายามเดียวกัน

~ หน่วยข้อเหวี่ยงที่สร้างขึ้นอย่างถูกต้องด้วยมือขว้างที่เหมาะสม - พูดที่จัดการที่รัศมี 150 มม. จะทำให้ 10 วัตต์ในความพยายามที่เหมาะสม และ 20 วัตต์ด้วยความพยายามค่อนข้างยุ่ง ที่ระดับ 10 วัตต์คุณสามารถทำได้เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง +

~ หน่วยคันเหยียบที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม (ไม่มากนัก) สามารถสร้าง 50 Watts ในระดับที่คนเพียงคนเดียวที่เหมาะสมสามารถทำได้เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง, 100 Watts ในระดับที่คนที่มีขนาดปานกลาง เป็นผู้ที่ชื่นชอบกีฬา คนที่มีอุปกรณ์กีฬามักจะอ้างสิทธิ์ในระดับพลังงานที่สูงกว่าปกติ ฉันสามารถถีบได้ 500 Watts เป็นเวลาประมาณ 10 วินาที แต่ต้องตายเป็นเวลา 10 นาทีหรือมากกว่านั้น

~ คบเพลิงเครื่องปั่นอาจจะค่อนข้างต่ำกว่าไฟบีบมืออยู่ในอำนาจ ข้อเหวี่ยงที่ติดตั้งอย่างเหมาะสมควรจะสามารถติดตั้งเพื่อใช้งานได้ในขณะที่คุณเดิน

~ Piezeo ก็โอเค แต่ปกติแล้วจะใช้พลังงานต่ำมาก รุ่นวัตต์ที่สูงขึ้นใหม่สามารถซื้อได้ด้วยเงิน

~ ถ้าคุณสวมกังหันลมบนหมวกคุณสามารถหมุนขณะที่คุณเดินและจะสร้างมิลลิวัตต์ไม่กี่ หากคุณติดตั้ง WT 1 มม. เส้นผ่าศูนย์กลางบนฝาพวกเขาจะรับรองคุณ - แต่พลังงานที่เดินเร็วอาจเป็นวัตต์หรือน้อย

~ เท้าตกและงอขามีพลังมาก

~ Work = กำลัง x ระยะทาง = F xd Power = ทำงานต่อเวลา = F xd / t

~ คุณสามารถทำงานจากแรงกระแทกส้นเท้า, การเดินทาง ฯลฯ สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในรองเท้า

~ ทุกสิ่งที่ใช้ความร้อนและความเย็นจะสร้างพลังงานที่ใกล้เคียงกับศูนย์มากมาก
Carnot efficiency = (Thot-Tcold) / Thot
ประสิทธิภาพที่แท้จริง = Carnot โดยพูด 25% ถ้าโชคดี

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.