Piezoelektrik sensör kullanan adım adım güç üretim devresi

Geçtiğimiz birkaç yıldan beri, düşük güçlü elektronik taşınabilir cihazlara olan talep hızla artmıştır. Ve alkalin piller veya güneş enerjisi gibi bu küçük taşınabilir elektronik cihazlara güç sağlamak için çok sınırlı seçenekler var. Bu yüzden burada Piezoelektrik sensör kullanan az miktarda güç üretmek için farklı bir yöntem kullanıyoruz. Burada elektrik üretmek için Ayak Sesi Güç Üretim Devresi inşa edeceğiz. Bu Piezoelektrik Dönüştürücü Devresini takip ederek Piezoelektrik Etkisi hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Piezoelektrik Etkisi nedir?

Piezoelektrik Etki, bazı piezoelektrik malzemelerin (kuvars, topaz, çinko oksit vb.) Mekanik gerilime geri beslemede bir elektrik yükü oluşturma yeteneğidir. 'Piezoelektrik' kelimesi, Yunanca itme, sıkma ve basma anlamına gelen 'piezein' kelimesinden türemiştir.

Ayrıca, piezoelektrik etkisi tersine çevrilebilir, yani piezoelektrik malzemeye mekanik stres uyguladığımızda çıktıda bir miktar elektrik yükü alırız. Ve piezoelektrik malzemeye elektrik uyguladığımızda, piezoelektrik malzemeyi sıkıştırır veya gerer.

Piezoelektrik etki içeren çeşitli uygulamalarda kullanılır.

• Ses üretimi ve tespiti
• Yüksek voltaj üretimi
• Elektronik Frekans üretimi
• Mikro teraziler
• Optik düzeneklere ultra ince odaklanma
• Çakmak gibi günlük uygulamalar

Rezonatör ayrıca Piezoelektrik etkiyi kullanır.

Piezoelektrik Malzemeler

Doğal ve insan yapımı bile piezoelektrik malzemelerin sayısı artık mevcuttur. Doğal piezoelektrik malzemeler arasında kuvars, şeker kamışı, Rochelle tuzu, topaz turmalin ve vb. Bulunur. İnsan yapımı piezoelektrik malzeme baryum titanat ve zirkonat titanatı içerir. Doğal ve sentetik kategorisinde aşağıdaki tabloda verilen bazı malzemeler vardır:

Doğal Piezoelektrik Malzeme	Sentetik Piezoelektrik Malzeme
Kuvars (en çok kullanılan)	Kurşun zirkonat titanat (PZT)
Rochelle Tuzu	Çinko Oksit (ZnO)
Topaz	Baryum Titanat (BaTiO 3)
TB-1	Piezoelektrik seramikler Baryum titanat
TBK-3	Kalsiyum baryum titanat
Sakaroz	Galyum ortofosohat (GaPO 4)
Tendon	Potasyum niyobat (KNbO 3)
İpek	Kurşun titanat (PbTiO 3)
Emaye	Lityum tantalit (LiTaO 3)
Diş kemiği	Langazit (La 3 Ga 5 SiO 14)
DNA	Sodyum tungstat (Na 2 WO 3)

Gerekli Bileşenler

• Piezoelektrik Sensör
• LED (Mavi)
• Diyot (1N4007)
• Kondansatör (47 uF)
• Direnç (1k)
• Butona basınız
• Kabloların Bağlanması
• Breadboard

Basamak Güç Üretimi Devre Şeması

Bir piezoelektrik sensör, piezoelektrik malzemeden (en çok kullanılan kuvars) oluşur. Mekanik gerilimi elektrik yüküne dönüştürmek için kullanılır. Piezoelektrik Sensörün çıkışı AC'dir. DC'ye dönüştürmek için tam bir köprü doğrultucuya ihtiyacımız var. Sensörün çıkış voltajı 30Vp-p'den düşüktür, piezoelektrik sensörün çıkışını besleyebilir veya pil veya diğer depolama cihazlarında saklayabilirsiniz. Piezoelektrik sensör empedansı az 500 ohm. Çalışma ve saklama sıcaklığı aralığı sırasıyla -20 ° C ~ + 60 ° C ve -30 ° C ~ + 70 ° C'dir.

Piezoelektrik Sensör devre şemasına göre bağlantılar yaptıktan sonra piezoelektrik sensöre mekanik stres verdiğimizde voltaj üretir. Piezoelektrik sensörün çıkışı AC formundadır. AC'den DC'ye dönüştürmek için tam bir köprü doğrultucu kullanıyoruz. Doğrultucunun çıkışı 47uF kapasitör üzerinden bağlanır. Piezoelektrik sensör tarafından üretilen voltaj kapasitörde depolanır. Ve düğmeye basıldığında, depolanan tüm enerji LED'e aktarılır ve kapasitör deşarj olana kadar LED AÇIK konuma gelir.

Bu devrede, LED saniyeler içinde yanar. LED'in AÇIK süresini artırmak için kapasitör oranını artırabilirsiniz, ancak şarj olması daha fazla zaman alacaktır. Hatta, daha fazla elektrik enerjisi üretmek için daha fazla piezoelektrik sensörü seri olarak bağlayabilirsiniz. Ayrıca diyot, akımın kapasitörden piezoelektrik sensöre akmasını engellemek için kullanılır ve direnç, bir akım sınırlayıcı dirençtir. LED, Piezoelektrik sensöre de doğrudan bağlanabilir, ancak akımı tutacak kapasitör olmayacağından bir süre sonra sönecektir.

Bu Ayak Adım Güç Üretim Sistemi için tanıtım videosu aşağıda verilmiştir.