Ich habe versucht, mich nach so vielen Informationen wie möglich umzusehen, um wirklich kleine tragbare Elektronik zu bauen, die sich selbst mit Energie versorgt, indem sie durch Bewegung Energie erzeugt.
Ich weiß, dass die Technologie bereits in Uhren existiert. Es gibt Uhren, die ihre eigene Energie mit einem kleinen Generator erzeugen, der sich dreht, wenn der Träger seinen Arm bewegt. Die Energie wird in einem Kondensator gespeichert, damit die Uhr quasi unendlich funktioniert, solange sich der Träger den ganzen Tag über genug bewegt, damit genügend Energie erzeugt wird. (einige Infos hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_quartz )
Ich habe Probleme, Informationen darüber zu finden, wie viel Strom diese Technik für praktische Anwendungen ausgeben kann und ob diese Technik für die Arbeit mit anderer Elektronik angepasst werden kann.
Um wirklich echte Fragen zu haben und nicht nur vage Sachen, hier sind ein paar Fragen, von denen ich hoffe, dass sie beantwortet werden können
Bearbeiten: Einige Leute haben gesagt, dass es schwer zu bestimmen ist, ob es möglich ist, da ich nicht genau erwähnt habe, was ich tun würde. Ich habe im Moment kein Projekt, aber ich möchte mit tragbarer Elektronik herumspielen, die bewegungsbetrieben statt batteriebetrieben ist und die Sie ersetzen oder aufladen müssen.
Ich denke darüber nach, die MCU mit dem niedrigsten Stromverbrauch zu verwenden, die ich finden kann (so etwas wie die IT MSP430-Mikrocontroller), und die aktuelle Nutzung auf das Maximum zu reduzieren, indem ich so viel wie möglich den Standby-Modus verwende und sehr wenig aktive Arbeit verrichte, vielleicht nur zum Protokollieren mehrerer Sensordaten alle paar Sekunden.
Ich habe diese Antwort gesehen und auf meine Uhr geblickt, sie funktioniert einfach so, wie Sie es beschreiben. Im Inneren befindet sich ein großes Halbscheibenpendel, das vermutlich dazu dient, die kinetische Energie zu sammeln. Es kann etwa einen Tag lang laufen, wenn ich etwa 2-4 Meilen pro Tag gehe. Wenn ich mich durchgehend bewege, auf unbestimmte Zeit, aber Uhren benötigen zunächst sehr wenig Strom.
Energiespeicher Wie viel Energie Sie speichern können, hängt nur von Ihren Kondensatoren und Batterien usw. ab, es ist nicht von der Energieerzeugungsmethode abhängig, die Sie verwenden möchten.
Andere Geräte Ich verstehe nicht, warum Sie es so sehen sollten, wie zuvor erwähnt. Entscheiden Sie, was Sie mit kinetischer Energie antreiben möchten, und führen Sie dann ein paar grundlegende Berechnungen durch, die ausschließlich auf Grundprinzipien basieren, wobei Sie von einer 100% igen Effizienz von kinetischer Energie -> chemischer / elektrischer Energie ausgehen, und Sie werden schnell sehen, was machbar ist und was nicht. Als allgemeine Richtlinie können Mikrowatt, bis zu einem Maximum von beispielsweise ein paar Milliwatt, wahrscheinlich alles sein, was Sie tun können (dies hängt sehr stark von der Art der körperlichen Aktivität ab, die Sie ausüben, anstrengendere Aktivitäten können sehr viel Watt erreichen).
Schaltpläne kann ich Ihnen nicht geben, aber ich kann Ihnen sagen, dass das Design sehr einfach ist. Nehmen Sie das zuvor erwähnte Pendel in meiner Uhr (hier ist ein Bild von einem aus Ihrem Artikel):
Ich kann zwar nicht genau angeben, wie das Ding intern funktioniert, aber was ich weiß, ist Folgendes:
"Elektromagnetische Induktion ist die Erzeugung eines elektrischen Stroms durch einen Leiter, der sich durch ein Magnetfeld bewegt"
Nach dem Lesen des bereitgestellten Artikels wird das Pendel verwendet, um ein Ritzel (im Bild sichtbar) zu drehen - nur ein kleines Zahnrad, das wiederum einen elektrischen Generator antreibt (der reichlich dokumentiert wurde). Wie auch immer, Sie werden wahrscheinlich eine Wechselspannung vom elektrischen Generator erhalten. Sie können vielleicht einen Brückengleichrichter, vielleicht auch einen Spannungsregler verwenden und diesen in einem Energiespeicher Ihrer Wahl speichern.
Schließlich Wie ich bereits sagte, entscheiden Sie zuerst, was Sie mit Strom versorgen möchten . Nur so können Sie dies richtig tun. Legen Sie eine obere maximal erforderliche Leistung für den Stromkreis fest, den Sie mit Strom versorgen möchten, und fahren Sie von dort aus fort. Fühlen Sie sich frei, um weitere Hilfe zu bitten, aber basierend auf den bisherigen Informationen ist dies alles, was ich tun kann.
~ Die Leute stellen rucksackartige Einheiten mit Vibrationskopplung her, die im Bereich weniger Watt produzieren.
~ Ein typisches chinesisches Quetschlicht gibt bei hektischem Betrieb etwa 1 Watt ab. Nach 5 Minuten Gebrauch auf dieser Stufe fällt Ihre Hand ab oder fühlt sich so an.
~ Ein richtig gebautes Hand-Squeeze-Netzteil könnte bei gleicher Anstrengung mehr als 5 Watt leisten.
~ Eine richtig gebaute Handkurbeleinheit mit vernünftigem Hub - sagen wir, ein Griff mit einem Radius von 150 mm leistet 10 Watt bei vernünftigem Aufwand. und 20 Watt mit ziemlich fleißiger Anstrengung. Auf der 10-Watt-Stufe könnten Sie es eine Stunde lang tun
~ Eine richtig gestaltete Pedaleinheit (viele sind es nicht) kann 50 Watt auf einem Niveau leisten, auf dem eine nur einigermaßen fitte Person es eine Stunde lang tun könnte, 100 Watt auf einem Niveau, auf dem eine mäßig fitte Person wünscht, sie wäre fitter und mehr, wenn Sie sind sportbegeistert. Menschen mit Sportausrüstung behaupten normalerweise, höhere Leistungsniveaus zu erreichen, als ich normalerweise messe. Ich kann etwa 10 Sekunden lang mit 500 Watt in die Pedale treten, muss dann aber etwa 10 Minuten lang sterben.
~ Shaker-Fackeln haben wahrscheinlich etwas weniger Leistung als Hand-Squeeze-Lampen. Eine richtig montierte Handkurbel sollte so montiert werden können, dass sie beim Gehen funktioniert.
~ Piezeo ist in Ordnung, hat aber normalerweise eine SEHR geringe Leistung. Neuere Versionen mit höherer Wattzahl können für Geld gekauft werden.
~Wenn Sie eine Windturbine auf Ihrer Mütze tragen, kann sie beim Gehen zum Drehen gebracht werden und ein paar Milliwatt erzeugen. Wenn Sie ein WT mit einem Durchmesser von 1 Meter auf Ihrer Kappe montieren, werden sie Sie zertifizieren - aber der Stromverbrauch bei einem schnellen Spaziergang kann ein oder wenige Watt betragen.
~ Fußfall und Beinbeuge bieten viel Kraft.
~ Arbeit = Kraft x Weg. = F xd Leistung = Arbeit pro Zeit = F xd / t
~ Sie können die Fersenaufprallkraft, den Federweg usw. für eine Lichtmaschine im Schuh berechnen.
~ Alles, was heiß und kalt verwendet, erzeugt sehr, sehr, sehr nahe an Null Strom.
Carnot-Effizienz = (Thot-Tcold) / Thot
Reale Effizienz = Carnot um sagen wir 25%, wenn man Glück hat.
Chris Stratton
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