ปุ่มกดแบบไร้สายที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแบบไม่ใช้แบตเตอรี่

อะไรคือวิธีที่เป็นไปได้ / การออกแบบวงจรเพื่อสร้างปุ่มกดแบบไร้สายที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองโดยสมมติว่ามันสมจริงมาก?

นี่คือสิ่งที่ฉันหมายถึงแต่ละคำสามคำ:

• ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง: พลังงานที่ได้รับจากการกระทำเชิงกลของการกดปุ่มกดเท่านั้น

• ไร้สาย: การกดปุ่มกดทำให้การส่งสัญญาณ RF (ให้เราพิจารณากรณีที่มีการจับกระแสสูงสุด 40 mA ในระหว่างการส่งสัญญาณ)

• Pushbutton: ปุ่มกดชนิดใดก็ได้ที่ฉันสามารถหาได้ที่ร้านอดิเรกหรือสร้างเอง แต่ไม่ใช่ปุ่มกดที่ฉันต้องหมุนข้อเหวี่ยงเพื่อเปิดใช้สวิตช์;)

ฉันต้องการตั้งค่าโครงการ "เครือข่าย" เล็ก ๆ น้อย ๆ ในบ้านของฉัน (ในอาคาร) ด้วยปุ่มกดเหล่านี้ตั้งอยู่ที่จุดต่าง ๆ แต่อยากจะทำกับแหล่งพลังงานแบตเตอรี่ใด ๆ ดังนั้นฉันกำลังทดลองความคิดที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง . ท้ายที่สุดการกดปุ่มกดจะนำพลังงานกลมาใช้และยิ่งไปกว่านั้นเหตุการณ์การส่งสัญญาณ RF ที่เกิดขึ้นจะเป็นเพียงครั้งเดียวที่วงจรจะมีชีวิตอยู่หรือต้องการวาดกระแสไฟฟ้า (ประมาณ 40 mA)

ความคิดที่แตกสลายของฉัน:

• ฉันกำลังพิจารณาใช้ตัวเก็บประจุ / supercap ที่คิดค่าใช้จ่ายในระหว่างเหตุการณ์ทางกล
• บางทีฉันอาจใช้วิธีการเก็บเกี่ยว (พลังงานเพียโซอิเล็กทริก, เฟืองเป็นต้น) ของพลังงานกลจากการผลัก
• ฉันสังเกตเห็นว่ามีชิปที่น่าสนใจที่อาจมีการใช้งานที่นี่: LTC3588

สำหรับผู้ที่สนใจวิธีการ piezoelectric อย่างตรงไปตรงมาฉันค้นพบรายงานฉบับหนึ่งที่ประสบความสำเร็จ (โดยใช้ปุ่มกดแบบ piezoelectric จากที่มีน้ำหนักเบา) ในบทความต่อไปนี้จากปี 2001 โดยนักวิจัยสองคนที่ MIT Media Lab (โดยบังเอิญ คำถาม!):

• ปุ่มกดขนาดกะทัดรัดไร้สายขับเคลื่อนด้วยตัวเองโดย J Paradiso, M Feldmeier - Ubicomp 2001: Ubiquitous Computing, 2001 - Springer

สารสกัดต่อไปนี้จากกระดาษสรุปวิธีการได้ดี:

ตัวเก็บประจุตัวถัง 4.4 μFรวมประจุที่ถ่ายโอนจากการกดปุ่ม ในทางกลับกันให้พลังงานตัวควบคุมเชิงเส้นแบบลดลงต่ำ MAX666 ซึ่งให้เสถียรภาพ (แม้ว่าจะไม่มีประสิทธิภาพมาก) +3 โวลต์อุปทานจนกว่าประจุประจุของถังเก็บประจุจะหมด เมื่อเปิดใช้งาน MAX666 ตัวเข้ารหัสรหัสดิจิทัล HT12E จะถูกเปิดใช้งานทำให้เกิดการออกอากาศซีเรียล ID 12 บิตซ้ำผ่านโมดูลตัวส่งสัญญาณ On-Off-Keyed (OOK)

ภาพวาดของวงจร:

รูปภาพของบอร์ด / ส่วนประกอบ:

นี่คือรายละเอียดเฉพาะเพิ่มเติมที่ฉันเลือกจากการใช้งาน:

• สำหรับส่วน piezoelectric / ปุ่มพวกเขาใช้แกนกลางของ Scripto“ Aim 'N Flame” เบาขึ้นและปรับเปลี่ยนการกระทำของสปริงเพื่อให้การโจมตีเบาลง

• องค์ประกอบ piezo สร้างยอดเขาประมาณสองสามพันโวลต์ - นี่คือการส่งผ่านหม้อแปลงที่มีอัตราส่วนการหมุน 90: 1, ส่งออก 30V ที่ตัวเก็บประจุถัง

• ประสิทธิภาพการแปลง (เครื่องกลเป็นไฟฟ้า) สำหรับ piezo และหม้อแปลงรวมกันคือ 7%

• ที่จุดหลังจากตัวควบคุมเชิงเส้นพวกเขาวัด 0.5 mJ ที่จะส่งมอบ (ที่ 3V)

• สำหรับการส่งข้อมูลแบบไร้สายพวกเขาใช้ตัวเข้ารหัส Holtek HT-12E ซึ่งสร้าง ID 8 บิตและข้อมูล 4 บิตซึ่งจะถูกส่งโดย RFM HX1003 (การบริโภค 418MHz, 7.5 mW, ช่วง 50 ฟุต)

ฉันคิดว่าคุณน่าจะทำได้ในแบบกึ่งมีเหตุผลถ้าคุณทำอะไรซักอย่างเช่นใช้แม่มดแสงและเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ มีเกียร์นั้นขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบางชนิดและเก็บเกี่ยวพลังงาน (คุณอาจต้องใช้เกียร์และสปริง) คุณสามารถทำได้ด้วยปุ่มกดแบบกำหนดเอง:

ตอนนี้เห็นได้ชัดว่าคุณจะต้องสร้างการเรียงลำดับของปุ่มตัวเองบางอย่างในการที่จะทำให้ contraption ไปและคุณจะต้องทำตามมันขึ้นกับรูปแบบการสูญเสียการแก้ไขมากต่ำหรือมีreaaaaaaaallllllyโรคหลอดเลือดสมองระยะยาวในการกดปุ่ม คุณทำได้ แต่ฉันไม่รู้ว่ามันใช้งานได้จริง ส่วนการส่งคลื่นความถี่วิทยุดูเหมือนว่าปัญหาจะน้อยลงและมีกลไกในการรับประจุที่เพียงพอ คุณสามารถรันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันโดยใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย แต่วิธีการสร้างพลังงานใด ๆ ก็ดูเหมือนว่าจะเป็นปัญหา

วู doodling!