Stap 2: Science Fair Project - dekking
Mij ben using Googles wetenschap eerlijk formaat. Dit is mijn instructable versie. Het geschreven in een minder formele manier dus dat hobbyist kon hebben een beter begrip over dit onderwerp.
Een vraag dat Me veel stoort:
Waarom geen gebruik maken van traditionele energiebronnen? Ja die ik weet piezoelectricty is niet zo goed ontwikkelen vanaf deze zonne-aangedreven apparaten maar als een vreemd wezen, ik sta open voor potentiële energiebronnen te ontdekken. Ja, schoeisel generatoren klinkt misschien gek en belachelijk, maar er is meer dan wat het oog ontmoet! Deze dunne inlegzool generatoren hebben genoeg macht om lage huidige apparaten leveren.
______________________________________________________
Probleem:
Steenkoolcentrales is de meest voorkomende bron van energie gebruikt in de Filippijnen, ook in de wereld. Voor het afgelopen decennium, heeft ons land geweest tappen op hernieuwbare energiebronnen, hoewel het niet gratis wordt gerenderd en haar prijs continu verandert (Philippine Star, januari 2014). Meest onontwikkelde gebieden, speciaal provincies, hebben geen toegang tot elektriciteit. Voor de mensen die is leven in de voorsteden, opladen van een telefoon of een lamp een big deal voor hen
In het afgelopen jaar waren mijn wetenschap experimenten meestal over hernieuwbare energie. Ik begon mijn eerste wetenschap eerlijke experiment toen ik in derde-grade, het was mijn eerste miniatuur model van een zonne-auto. De teruglopende jaren van mijn wetenschap eerlijke inzendingen waren meestal over wind, zonne-energie, waterkracht- en chemische energie.
Mijn doel is het vinden van een nieuwe bron van hernieuwbare energie, iets dat niet afhankelijk is van wind, water of zonlicht. Ik deed wat willekeurige onderzoek en ik kwam door ton van eco-energie productie artikelen. Ik zei tegen mezelf, als ik zal gaan met een ander zonne- / wind experiment, er zullen niet genoeg innovatie door gewoon remaking een project vanaf het internet. Zoals alle wetenschappers moest ik denken out of the box.
Vragen na te denken over:
-Heeft wel voldoende stroom voor de levering van elektriciteit voor laag verbruik modules?
-Zal het produceren genoeg kracht om USB-apparaten opladen?
-Kan het bereiken van de USB-normen?
-Kan het apparaat een serie van LEDs?
Toekomstige praktische toepassingen:
-Leveren aan boord / onafhankelijke macht voor smarts schoenen en kleding.
-Hulp outdoorsmen / wandelaars, met de GPS tracking schoenen, in hun reis naar de uitgestrekte wildernis.
-Ideaal voor gebieden waar elektriciteit schaars is. -Zelf powering redding fiches in de schoenen.
Onderzoek:
Het project is bereikt worden door middel van piëzo-elektrische materialen. Piezoelectricity, ook wel genoemd het piëzo-elektrisch effect, is het vermogen van bepaalde materialen voor het genereren van een wisselstroom spanning wanneer in werking gesteld. Bepaalde keramiek, Rochelle zouten en diverse andere vaste stoffen vertonen dit effect. Bijvoorbeeld, (Pb [ZrxTi1−x] O3 waar, 0≤x≤1), ook wel genoemd PZT, meetbare elektriciteit genereert wanneer hun structuur is vervormd door ongeveer 0,1% van de oorspronkelijke dimensie (internationale AAAI conferentie over sociale Media en Weblogs, 2012). In dit project, de opgewekte elektriciteit op een bepaald tijdstip zal worden geregistreerd en bepalen als het zou genoeg zijn om volledig laden een Li-ion accu of een condensator met hoge capaciteit.
Het project is bereikt worden door middel van piëzo-elektrische materialen. Piezoelectricity, ook wel genoemd het piëzo-elektrisch effect, is het vermogen van bepaalde materialen voor het genereren van een wisselstroom spanning wanneer in werking gesteld. Bepaalde keramiek, Rochelle zouten en diverse andere vaste stoffen vertonen dit effect. Bijvoorbeeld, (Pb [ZrxTi1−x] O3 waar, 0≤x≤1), ook wel genoemd PZT, meetbare elektriciteit genereert wanneer hun structuur is vervormd door ongeveer 0,1% van de oorspronkelijke dimensie (internationale AAAI conferentie over sociale Media en Weblogs, 2012). In dit project, de opgewekte elektriciteit op een bepaald tijdstip zal worden geregistreerd en bepalen als het zou genoeg zijn om volledig laden een Li-ion accu of een condensator met hoge capaciteit.
Het piëzo-elektrisch effect, waarbij een materiaal een elektrische potentiaal in reactie op een temperatuurverandering genereert, werd bestudeerd door Carl Linnaeus en Franz Aepinus in het midden van de 18e eeuw. Puttend uit deze kennis, postuleerde zowel René Just Haüy en Antoine César Becquerel een relatie tussen mechanische stress en elektrische lading; experimenten door beide bleek echter geen uitsluitsel geven. De eerste demonstratie van de directe piëzo-elektrisch effect werd in 1880 door de broers Pierre Curie en Jacques Curie. Ze hun kennis van pyroelectricity gecombineerd met hun begrip van de onderliggende kristalstructuren, die aanleiding gaf tot pyroelectricity te voorspellen crystal gedrag en het effect met behulp van kristallen van toermalijn, kwarts, topaas, rietsuiker en Seignette-zout (natrium-kalium tartraat tetrahydraat) aangetoond. Kwarts en Seignette-zout tentoongesteld de meeste piezoelectricity.
Een piëzo-elektrische schijf genereert een spanning wanneer vervormd (verandering in vorm is sterk overdreven) de Curies, echter niet voorspellen het piëzo-elektrisch effect van converse. Het omgekeerde effect was wiskundig afgeleid uit thermodynamische grondbeginselen door Gabriel Lippmann in 1881. De Curies onmiddellijk bevestigde het bestaan van het omgekeerde effect, en ging naar het verkrijgen van kwantitatieve bewijs van de volledige reversibiliteit van electro-elasto-mechanische vervormingen in piëzo-elektrische kristallen. Voor de komende decennia bleef piezoelectricity iets van een laboratorium nieuwsgierigheid. Meer werk werd gedaan om te ontdekken en definiëren van de kristalstructuren die piezoelectricity tentoongesteld. Dit mondde uit in 1910 met de publicatie van Woldemar Voigt's Lehrbuch der Kristallphysik (leerboek over Crystal fysica), die de 20 natuurlijke crystal klassen piezoelectricity staat beschreven, en strikt gedefinieerd de piëzo-elektrische constanten gebruiken tensor analyse.
Methode / testen en ontwerpen:
Gelieve te verwijzen naar #3 sectie naar sectie #14
Resultaten:
Een Arduino ontwikkel bord werd gebruikt om de installatie van een eenvoudige oscillocope. Het was aangesloten op de computer, de ingebouwde TTL werd gebruikt om de seriële communicatie tussen de Arduino en PC. Een schets is geüpload, met behulp van de Arduino IDE, om te controleren de analoge pin waar de binnenzool generator was verbonden. Een apart programma, genaamd "de verwerking 2.0", werd gebruikt voor het controleren van de rimpel gegeven uit door de geconverteerde AC►DC output van de generator.
Conclusie / verslag:
De huidige resultaten toonden aan dat het product potentie heeft om lithiumbatterijen opladen. Hoewel er ruimte voor verbeteringen, bleek positieve signalen voor het verder te worden ontwikkeld. Op basis van de resultaten, de generator van de binnenzool heeft genoeg kracht om de voedingsspanning voor lage aangedreven circuits zoals MCU's (Micro Controller eenheden - ex. ATtiny) en TTL-Bluetooth-zenders. Ik kan nu zeggen dat het product klaar voor productie is en zeer bruikbaar voor slimme kleding is / schoenen. Opladen van USB apparaten zal niet voldoende zijn gewoon nog niet, de oplaadtijd is niet alleen ideaal.
VERDERE PLANNEN:
Als een hele inlegzool moest worden gemaakt met een dunne flexibele plaat van metaal en geglazuurd met dubbelzijdige piëzo-elektrische elementen zou dan waarschijnlijk produceren genoeg macht om een telefoon te laden. Een gestandaardiseerde opensource 3D-gedrukte ontwerp laat zeker kennismaken met een nieuw concept van de energie-productie de DIY Gemeenschap. Wanneer iedereen toegang tot een opensource-project grote heeft bloeien ideeën!
Woordenlijst / Gebruiksvoorwaarden die u zal ontmoeting:
- Piëzo-elektriciteit - is het vermogen van bepaalde materialen voor het genereren van een AC (wisselstroom) spanning wanneer onderworpen aan mechanische stress of trillingen, of te trillen wanneer onderworpen aan een wisselstroom, of beide. De meest voorkomende piëzo-elektrische materiaal is kwarts. Bepaalde keramiek, Rochelle zouten, en verschillende andere lichamen ook vertonen dit effect.
- Actuated - oorzaak een machine om te bedienen / werken / genereren.
- Piëzo - afkorting van piëzo-elektrische
- AC-stroom - de stroom voor de elektrische lading periodiek verandert van richting. Piezo elementen produceren deze stromingen.
- Huidige DC - de stroom voor de elektrische lading is slechts in één richting. Batterijen produceren deze stromingen
- Brug Diode - bestaat meestal uit vier gelijkrichter diodes die filteren AC stromingen en zet ze in DC stromingen.
- Piezo Disc / Element / Transducer -ze zijn allemaal hetzelfde, het verwijst naar de afzonderlijke component die stroom produceert wanneer in werking gesteld. Ze zijn ook bekend als keramisch omvormers en zijn meestal te vinden in achterhaalde paren van luistergedeelte.
