Apakah mungkin menggunakan energi kinetik untuk memberi daya pada perangkat kecil?

14

Saya telah mencoba mencari-cari sebanyak mungkin informasi yang dapat saya kumpulkan untuk membangun elektronik yang sangat kecil yang dapat dipakai yang dapat memberi daya pada diri mereka sendiri dengan menghasilkan energi dengan gerakan.

Saya tahu teknologi itu sudah ada di jam tangan. Ada jam tangan yang menghasilkan energi sendiri menggunakan generator kecil yang berputar ketika pemakainya menggerakkan lengannya. Energi disimpan dalam kapasitor untuk membuat arloji bekerja tanpa batas selama pemakai bergerak cukup sepanjang hari sehingga cukup energi yang dihasilkan. (beberapa info di sini: http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_quartz )

Saya kesulitan menemukan informasi tentang seberapa banyak arus yang dihasilkan teknik ini untuk penggunaan praktis dan jika teknik ini dapat disesuaikan untuk bekerja dengan elektronik lainnya.

Dalam semangat untuk benar-benar memiliki pertanyaan nyata dan bukan hanya hal-hal yang tidak jelas, berikut adalah beberapa pertanyaan yang saya harap dapat dijawab

  • Berapa banyak energi yang dapat dihasilkan / disimpan oleh perangkat ini?
  • Apakah ada perangkat lain selain jam tangan yang hanya menggunakan energi kinetik?
  • Apakah ada skema tentang cara membuat generator kinetik untuk perangkat berdaya rendah?

Sunting: Beberapa orang mengatakan bahwa sulit untuk menentukan apakah itu mungkin karena saya tidak menyebutkan dengan tepat apa yang akan saya lakukan. Saya tidak memiliki proyek saat ini tetapi saya ingin bermain-main dengan elektronik yang dapat dikenakan yang bertenaga gerak, bukan bertenaga baterai yang harus Anda ganti atau isi ulang.

Saya sedang berpikir untuk menggunakan MCU dengan daya terendah yang dapat saya temukan (seperti mikrokontroler IT MSP430) dan mengurangi penggunaan saat ini secara maksimal dengan menggunakan mode siaga sebanyak mungkin dan melakukan sedikit kerja aktif, mungkin hanya untuk login beberapa data sensor setiap beberapa detik.


sumber
6
Jenis tergantung pada seberapa kuat Anda ingin menjadi - lihat misalnya senter senter.
Chris Stratton
1
Saya benar-benar lupa tentang senter goyang! Terima kasih sudah mengingatkan saya. Untuk klarifikasi, saya lebih memikirkan sesuatu yang bekerja relatif baik sementara pasif seperti jam tangan, Anda tidak perlu melakukan upaya sadar untuk mengisi daya jam tangan ini, itu dilakukan dengan gerakan tubuh normal Anda.
4
Jangan berharap terlalu banyak dari ini. Untuk arloji itu berfungsi dengan baik karena hanya menggunakan microwatts. Lampu senter harus dikocok dengan kuat selama 15 detik hanya untuk beberapa menit cahaya. Untuk mikrokontroler berdaya rendah, dalam mikro-ampere, Anda akan lebih sukses.
stevenvh
1
Salah satu teknologi yang perlu dipertimbangkan adalah piezo piezo.com/prodeh0nav.html
kenny
2
Sepatu bot pemanen energi ini mungkin menarik. Mereka menghasilkan 6 hingga 9 watt terus menerus dari berjalan, yang cukup mengesankan.
Oli Glaser

Jawaban:

3

Saya melihat jawaban ini dan melirik jam tangan saya, kebetulan berfungsi seperti yang Anda gambarkan. Ada pendulum setengah-cakram besar di dalamnya yang mungkin digunakan untuk mengumpulkan energi kinetik. Bisa berjalan sekitar katakanlah satu hari jika saya berjalan sekitar 2-4 mil sehari. Jika saya bergerak terus, tanpa batas, tetapi kemudian, jam tangan membutuhkan daya yang sangat kecil untuk memulai.

Penyimpanan Energi Berapa banyak energi yang dapat Anda simpan hanya tergantung pada kapasitor dan baterai Anda, dll. Ini tidak melekat pada metode pembangkit energi yang ingin Anda gunakan.

Perangkat Lain Saya tidak mengerti mengapa Anda melihatnya dengan cara seperti yang disebutkan sebelumnya. Putuskan apa yang ingin Anda gunakan energi kinetik untuk berkuasa dan kemudian lakukan beberapa perhitungan dasar hanya berdasarkan prinsip pertama, dengan asumsi 100% efisiensi energi kinetik -> energi kimia / listrik dan Anda akan dengan cepat melihat apa yang bisa dilakukan dan apa yang tidak. Sebagai panduan umum, microWatts, hingga maksimum katakan beberapa miliWatt mungkin adalah semua yang dapat Anda lakukan (ini sangat tergantung pada jenis aktivitas fisik yang Anda gunakan, kegiatan yang lebih berat bisa sangat mencapai Watts)

Skema Saya tidak bisa memberi Anda satu, tetapi saya dapat memberitahu Anda desainnya sangat sederhana. Ambil pendulum di arloji yang saya sebutkan sebelumnya (ini gambar satu dari artikel Anda):

masukkan deskripsi gambar di sini

Meskipun saya tidak dapat menentukan dengan tepat bagaimana hal itu bekerja secara internal, yang saya tahu adalah ini:

"Induksi elektromagnetik adalah produksi arus listrik melintasi konduktor yang bergerak melalui medan magnet"

Setelah membaca artikel yang disediakan, bandul digunakan untuk memutar pinion (terlihat pada gambar) - hanya roda gigi kecil, yang pada gilirannya menggerakkan generator listrik (yang telah banyak didokumentasikan). Bagaimanapun, Anda cenderung mendapatkan tegangan AC dari generator listrik. Anda dapat menggunakan mungkin penyearah jembatan, mungkin pengatur tegangan juga dan menyimpannya di perangkat penyimpanan energi pilihan Anda.

Akhirnya Seperti yang saya katakan sebelumnya, putuskan apa yang ingin Anda kuasai terlebih dahulu , itulah satu-satunya cara Anda dapat melakukan ini dengan benar. Buat daya maksimum yang diperlukan atas untuk sirkuit yang ingin Anda daya dan lanjutkan dari sana. Jangan ragu untuk meminta bantuan lagi tetapi berdasarkan informasi sejauh ini, ini yang bisa saya lakukan.

ColdestShadow
sumber
9

~ Orang-orang membuat getaran jenis unit ransel yang memproduksi dalam kisaran beberapa Watt.

~ Lampu remasan khas Cina bila dioperasikan dengan cepat akan menghasilkan sekitar 1 Watt. Setelah 5 menit digunakan pada level itu tangan Anda jatuh atau terasa seperti itu.

~ Unit daya pengepresan tangan yang benar bisa menghasilkan lebih dari 5 Watt pada tingkat usaha yang sama.

~ Unit engkol tangan yang dibangun dengan benar dengan lemparan yang masuk akal - katakanlah pegangan pada radius 150 mm akan menghasilkan 10 Watt dengan usaha yang wajar. dan 20 Watt dengan usaha yang agak sibuk. Pada level 10 Watt Anda bisa melakukannya selama + jam

~ Unit pedal yang dirancang dengan baik (banyak yang tidak) dapat menghasilkan 50 Watt pada tingkat di mana orang yang cukup bugar dapat melakukannya selama satu jam, 100 Watt pada tingkat di mana orang yang cukup sehat berharap mereka bugar dan lebih banyak jika Anda adalah penggemar olahraga. Orang-orang dengan perlengkapan olahraga biasanya mengklaim tingkat daya yang lebih tinggi dari biasanya. Saya bisa mengayuh 500 Watts selama sekitar 10 detik tetapi kemudian saya harus mati selama 10 menit atau lebih.

~ Obor pengocok mungkin agak di bawah lampu remasan tangan dalam kekuasaan. Engkol tangan yang terpasang dengan benar harus dapat dipasang untuk beroperasi saat Anda berjalan.

~ Piezeo OK tapi biasanya SANGAT rendah. Versi Wattage yang lebih tinggi dan baru dapat dibeli dengan uang.

~ Jika Anda mengenakan windturbine di topi Anda, itu dapat dibuat berputar saat Anda berjalan dan akan menghasilkan beberapa miliwatt. Jika Anda memasang WT berdiameter 1 meter di topi Anda, mereka akan menyatakan Anda - tetapi daya mati saat berjalan cepat bisa satu Watt atau beberapa.

~ Jatuh dan tekukan kaki menawarkan banyak kekuatan.

~ Bekerja = Memaksa x jarak. = F xd Power = bekerja per waktu = F xd / t

~ Anda dapat melatih kekuatan pemogokan tumit, bepergian dll untuk alternator sepatu.

~ Apa pun yang menggunakan panas dan dingin akan menghasilkan sangat sangat dekat dengan daya nol.
Efisiensi Carnot = (Thot-Tcold) / Thot
Efisiensi nyata = Carnot dengan mengatakan 25% jika beruntung.

Russell McMahon
sumber