Paso 2: Proyecto Feria de Ciencias - cobertura
Estoy usando formato Feria de Ciencias de Google. Esta es mi versión instructable. Está escrito de una manera menos formal para que ese aficionado podría tener una mejor comprensión sobre este tema.
Una pregunta que mucho Me molesta:
¿Por qué no usar fuentes de energía renovables tradicionales? Sí que sé que piezoelectricty no es desarrollar, así como de los dispositivos de energía solares pero como un ser curioso, estoy abierto a descubrir fuentes de energía potencial. Sí, generadores de calzado pueden sonar loco y ridículo, pero hay más de lo que parece! Estos generadores de plantilla delgada tienen suficiente energía para suministrar dispositivos de corriente baja.
______________________________________________________
Problema:
Energía del carbón es la fuente de energía más común utilizada en las Filipinas, también en el mundo. Durante la última década, nuestro país ha estado golpeando a fuentes de energía renovables aunque no se representa libre y su precio cambia continuamente (Philippine Star, enero de 2014). Zonas más subdesarrolladas, especialmente de las provincias, no tienen acceso a la electricidad. Para las personas que viven en los suburbios, un teléfono o una lámpara de carga es un gran problema para ellos
En los últimos años, mis experimentos de ciencia eran en su mayoría sobre las energías renovables. Comencé mi primer experimento de Feria de ciencia cuando estaba en tercer grado, fue mi primer modelo en miniatura de un coche solar. Los años de retroceso de mis entradas Feria de la ciencia fueron sobre todo eólica, solar, energía hidráulica y química.
Mi objetivo es encontrar una nueva fuente de energía renovable, algo que no depende de viento, agua o luz del sol. Hice algunas investigaciones al azar y me encontré a través de toneladas de artículos de producción eco-energéticos. Me dije, si va ir con otro solar / viento experimento, no habrá suficiente innovación por solo rehacer un proyecto de internet. Como todos los científicos, que tuve que pensar fuera de la caja.
Preguntas para reflexionar sobre:
-¿Tiene energía suficiente para suministrar electricidad para los módulos de bajo consumo?
¿-Se produce suficiente energía para cargar dispositivos USB?
¿-Puede alcanzar los estándares USB?
¿-Puede potencia una serie de LEDs?
Futuras aplicaciones prácticas:
-Fuente de alimentación a bordo / independiente para ropa y zapatos de smarts.
-Ayuda outdoorsmen / excursionistas, con GPS de seguimiento de los zapatos, en su viaje hacia el gran desierto.
-Ideal para zonas donde escasea la electricidad. -Rescate la alimentación chips en los zapatos.
Investigación:
El proyecto es lograr mediante el uso de materiales piezoeléctricos. Piezoelectricidad, también llamada el efecto piezoeléctrico es la capacidad de ciertos materiales de generar una tensión de corriente alterna al accionar. Cierta cerámica, sales de Rochelle y varios otros sólidos exhiben este efecto. Por ejemplo, (Pb [ZrxTi1−x] O3 donde, 0≤x≤1), también llamado PZT, generará electricidad mensurable cuando su estructura se deforma alrededor del 0.1% de la dimensión original (AAAI Conferencia sobre redes sociales y blogs, 2012). En este proyecto, la electricidad generada en un momento determinado se registrarán y determinar si sería suficiente para cargar completamente una batería de ion-litio o un condensador de alta capacidad.
El proyecto es lograr mediante el uso de materiales piezoeléctricos. Piezoelectricidad, también llamada el efecto piezoeléctrico es la capacidad de ciertos materiales de generar una tensión de corriente alterna al accionar. Cierta cerámica, sales de Rochelle y varios otros sólidos exhiben este efecto. Por ejemplo, (Pb [ZrxTi1−x] O3 donde, 0≤x≤1), también llamado PZT, generará electricidad mensurable cuando su estructura se deforma alrededor del 0.1% de la dimensión original (AAAI Conferencia sobre redes sociales y blogs, 2012). En este proyecto, la electricidad generada en un momento determinado se registrarán y determinar si sería suficiente para cargar completamente una batería de ion-litio o un condensador de alta capacidad.
El efecto piezoeléctrico, por el cual un material genera un potencial eléctrico en respuesta a un cambio de temperatura, fue estudiado por Carl Linnaeus y Franz Aepinus en el siglo de mid-18th. Partiendo de este conocimiento, René Haüy justo y Antoine César Becquerel postuló una relación entre el estrés mecánico y carga eléctrica; sin embargo, experimentos de ambos resultaron concluyentes. La primera demostración del efecto piezoeléctrico directo fue en 1880 por los hermanos Pierre Curie y Jacques Curie. Combinaron sus conocimientos de piroelectricidad con su comprensión de las estructuras cristalinas subyacentes que dieron lugar a piroelectricidad predecir comportamiento de cristal y demostró el efecto usando cristales de turmalina, cuarzo, topacio, caña de azúcar y sal (potasio sodio tartrato tetrahidrato). Cuarzo y la sal de Rochelle exhibieron la mayoría piezoelectricidad.
Un disco piezoeléctrico genera una tensión cuando deformado (cambio en la forma es muy exagerado) los Curies, sin embargo, no predicen el efecto piezoeléctrico inverso. El efecto inverso fue deducido matemáticamente de los principios termodinámicos fundamentales por Gabriel Lippmann en 1881. Los Curies inmediatamente confirmaron la existencia del efecto inverso y obtuvo la prueba cuantitativa de la reversibilidad completa de deformaciones elasto-electromecánico en cristales piezoeléctricos. Para las próximas décadas, la piezoelectricidad seguía siendo algo de una curiosidad de laboratorio. Más trabajo fue hecho para explorar y definir las estructuras de cristal que exhibieron la piezoelectricidad. Esto culminó en 1910 con la publicación de Lehrbuch der Kristallphysik de Woldemar Voigt (libro de texto física de cristal), que se describen las 20 clases de cristal natural capaces de piezoelectricidad y rigurosamente había definido las constantes piezoeléctricas usando Análisis tensorial.
Método de prueba y rediseño:
Por favor consulte la sección #3 Sección #14
Resultados:
Una placa de desarrollo Arduino fue utilizada para establecer una configuración de simple oscillocope. Fue conectado a la computadora, el integrado TTL fue utilizada para establecer una comunicación serial entre el Arduino y el PC. Un bosquejo fue subido, usando el IDE de Arduino, para controlar el pin analógico donde estaba conectado el generador de la plantilla. Un programa separado, llamado "tratamiento 2.0", fue utilizado para supervisar la ondulación de la salida AC►DC se puede convertir del generador.
Conclusión / informe:
Los resultados actuales muestran que el producto tiene potencial para cargar las baterías de litio. Aunque hay espacio para mejoras, mostraron señales positivas para se desarrolle. Base de los resultados, el generador de plantilla tiene suficiente potencia para el suministro de voltaje para circuitos de potencia baja como MCU (Micro controlador de unidades - ej. ATtiny) y transmisores de Bluetooth de la TTL. Ahora puedo decir que el producto está listo para la producción y es muy usable para ropa elegante zapatos. Dispositivos USB de carga no es suficiente todavía, el tiempo de carga no es ideal.
OTROS PLANES:
Si una plantilla entera fue hecha con una fina lámina flexible de metal y cristal con elementos piezoeléctricos doble cara entonces probablemente produciría suficiente energía para cargar un teléfono. Un diseño impreso 3D opensource estandarizada seguramente introducirá un nuevo concepto de producción de energía a la comunidad DIY. Cuando todo el mundo tiene acceso a un proyecto opensource gran florecen ideas!
Glosario / términos voluntad el encuentro:
- La Piezo electricidad - es la capacidad de ciertos materiales de generar una tensión de CA (corriente alterna) cuando se someten a tensión mecánica o vibración, o a vibrar cuando se someten a una tensión de CA, o ambos. El material piezoeléctrico más común es el cuarzo. Cierta cerámica, sales de Rochelle y varios otros sólidos también presentan este efecto.
- Reguladoras - causa una máquina para operar / trabajar / generar.
- Piezo - notación abreviada para el piezoeléctrico
- Corriente de la CA - el flujo de carga eléctrica periódicamente invierte su dirección. Elementos piezoeléctricos producen estas corrientes.
- Corriente - el flujo de carga eléctrica es sólo en una dirección. Las baterías producen estas corrientes
- Diodo - generalmente está compuesto por cuatro diodos rectificadores que filtran corrientes de AC y conviertan en corrientes DC.
- Disco Piezo / elemento / transductor -son todos iguales, se refiere al componente discreto que produce corriente al accionar. También son conocidos como transductores de cerámica y se encuentran generalmente en pares anticuados de auricular.
