Электрогенератор внутри обуви / Хабр

О нательном генераторе электричестваalizar уже писал. Теперь появилась новость о генераторах, которые встраиваются внутрь обувной подошвы и позволяют генерировать электричество за счёт хождения в такой обуви.

Исследователи из института микро и инженерных технологий (HSG-IMIT—Institute of Micromachining and Information Technology, Villingen-Schwenningen, Germany) и департамента микросистемной инженерии (Department of Microsystems Engineering—IMTEK, Freiburg, Germany) опубликовали работу[1], в которой они представили и исследовали разработанные ими миниатюрные электромеханические генераторы электричества.

Авторы работы [1] представили генераторы двух типов: маятниковый и ударного возбуждения. Оба типа генератора используют эффект появления электрического тока в результате электромагнитной индукции, когда магнит двигается внутри катушки из намотанной проволоки. Генераторы миниатюризированы настолько, что они встраиваются в обувную подошву.

Маятниковый генератор генерирует электричество тогда, когда человек передвигает ногой во время ходьбы. Ударного возбуждения — тогда, когда человек наступает на ногу [1-4].

В этом генераторе, 14 магнитов двигаются через группу катушек тогда, когда нога и обувь человека ускоряются во время движения. При ширине этого генератора в 41 мм и его длине в 70 мм, он способен генерировать череду импульсов со средней мощностью до 0.84 мВт (пиковой — до 50 мВт). Зависимость мощности во времени при скорости 6 км/ч имеет характерные группы импульсов для каждого шага. Длительность этой группы на уровне половины максимума мощности — 0.04 с, импульсы полностью затухают через 0.1 с. При скоростях, меньших этой, мощность сгенерированного сигнала падает, при больших — остаётся приблизительно на этом же уровне.

Этот генератор помещается в пятке обувной подошвы, он 40 мм шириной и 60 мм длиной. Способен генерировать последовательность импульсов средней мощностью до 4.

13 мВт (пиковой — до 45 мВт), когда человек двигается со скоростью 5 км/ч по твёрдой поверхности [3]. Уменьшение скорости движения выражается в падении мощности генерируемого сигнала. Колебания мощности сгенерированного сигнала длятся почти 0.25 с (на уровне половины мощности серии импульсов) при скорости бега 6 км/ч после каждого шага. Они полностью затухают через 0.5 с.

Температурный датчик, подключенный к генератору и встроенный в обувь, показан на иллюстрации ниже. Во время проведения экспериментов, генераторы были способны питать датчики для последующей передачи данных о температуре внутри обуви на расстояние до 10 м. Они оказались способны передавать данные до семи раз на каждый сделанный шаг.

Интересным моментом является и то, что авторы моделировали величину мощности сгенерированного сигнала в зависимости от скорости шага. При этом они достигли неплохого совпадения между результатами их модели и результатами экспериментов.

В интервью BBC [4], ведущий разработчик Клевис Йли (англ. Klevis Ylli) отметил, что изначально такие генераторы разрабатывались для использования в само-зашнуровывающейся обуви для старых людей. Но есть и другая область использования таких генераторов. Если разместить сенсоры ускорения и угловой скорости внутри обуви, то по данным измерений сенсоров, они могли бы рассчитать как далеко и в каком направлении шёл человек в этой обуви и найти этого человека в случае поисковой операции.

Существует и аналогичные работы [5,6], в которых авторы представили специальные обувные стельки, так же работающие как генераторы электричества.

p.s. Спасибо REU, который ниже написал о другой стельке-генераторе [6].

[1] K. Ylli, D Hoffmann, A. Willmann, P. Becker, B. Folkmer and Y. Manoli, “Energy harvesting from human motion: exploiting swing and shock excitations,” Smart Mater. Struct. 24 025029, 2015, doi:10.1088/0964-1726/24/2/025029
[2] Im Gehen Strom erzeugen
[3] Аннонс статьи на сайте IOP Smart shoe devices capture the power of walking
[4] Новость и интервью разработчика на сайте новостей BBC Smart shoe devices generate power from walking
[5] Te-Chien Houa, Ya Yanga, Hulin Zhanga, Jun Chena, Lih-Juann Chenb, Zhong Lin Wang, “Triboelectric nanogenerator built inside shoe insole for harvesting walking energy,” Nano Energy, 2013, dx. doi.org/10.1016/j.nanoen.2013.03.001
[6] Стелька-генератор

Генератор электрической энергии — бизнес ищет кредит на «kz.startup.network»

34566

Маятниковый генератор электрической энергии.

Казахстан, Атырауская область
Отрасль: Энергетика
Стадия проекта: Есть идея или наработки

Дата последнего изменения: 04.01.2019

Startup.Network KzКредиты бизнесуГенератор электрической энергии

Min сумма займа
$  10.000

Предлагаемая доходность
10% в год

Всего необходимо

$ 100.000

Рейтинг

equalizer из 1000

help

Рассчитывается по оценкам и заполненности проекта (подробнее о рейтингах)

Моя оценка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Средняя оценка:

Также этот проект:
– ищет инвестиции

 

Идея

Маятниковый генератор электрической энергии.
Для его непрерывной работы мной был разработан механизм, который даст маятнику дополнительную энергию и будет его раскачивать, не давая ему останавливаться. В свою очередь маятник будет раскручивать генераторы, которые в свою очередь будут вырабатывать электрическую энергию.

Текущее состояние

Маятниковый генератор электрической энергии.
Для его непрерывной работы мной был разработан механизм, который даст маятнику дополнительную энергию и будет его раскачивать, не давая ему останавливаться. В свою очередь маятник будет раскручивать генераторы, которые в свою очередь будут вырабатывать электрическую энергию.

Рынок

Маятниковый генератор выгоден для частного сектора, он будет выдавать электрическую энергию для жилого дома, начиная с 10кВ до 50кВ. Можно устанавливать в небольшие деревни или поселения с мощностью от 50кВ до 500кВ. Выше 500кВ тоже можно разработать, всё зависит от средств и желания. А главное, что данный генератор экологический чистый, так как он не использует топлива.

Проблема или Возможность

Преимущества данного вида генераторов в том, что для его работы, ему не нужно топливо. Экологический безопасный, для установки не нужна огромная территория. В общем проблем нет и не должно быть. Нужно только договориться с руководством региона, где будете устанавливать и кому будете продавать энергию. Перебоев в электроэнергии не будет, прослужит очень долго. Единственная проблема, если пропадёт притяжение земли он остановиться. Но и жизнь на земле остановится без притяжения земли, так и энергия никому не нужна будет.

Конкуренты

Конкуренты это ГЭС, ТЭС, ГРЭС и т.д. Они очень затратны, и требуют дополнительного вложения каждый год, также ГЭС и ТЭС требуют топлива для добычи энергии.

Преимущества или дифференциаторы

Энергию продают на данный момент, но стоимость решает всё. Если разобраться один раз потратился и получаешь энергию очень долго, но дополнительно никаких расходов не нужно и это главное. Он может прослужить очень долго.

Финансы

Одним словом, высоко рентабельный бизнес. Окупаемость очень высокая. Чистую прибыль не просчитывал, его любой может сам просчитать, если для данной установки нужна сама установка и дополнительной энергии он не потребляет, и может прослужить долго (вечно). Вложив один раз получаем доход каждый час и без перерыва весь год.

Срок кредитования

60 месяцев

Процентная ставка, %

Решение (Продукт или Услуга)

Для его обслуживания и для его содержания нужен один человек. Можно данное устройство поместить в капсулу, все элементы смазать маслом, и выкачать воздух, тогда для обслуживания никто не нужен, можно следить за его работой удалённо, при помощи камер. А при возможном затухании маятника, удалённо дать ему дополнительный импульс, который тоже разработан мной, и маятник продолжит свою работу дальше.

Команда или Руководство

Канат Шайгалиев

Владелец

Риски

Рисков нет, так как в наше время без электро энергии прожить не возможно.

Фотографии

5,00

1

2

3

4

5

1 оценка

Как получить свободную энергию от маятника

Вы здесь: Главная / 4017 Схемы ИС / Как получить свободную энергию от маятника Попытаемся понять, как можно использовать маятниковый механизм для достижения сверхединицы и получения электричества в виде свободной энергии.

Все мы знаем и видели на практике, как работает или колеблется маятник. Технически его можно определить как механизм, состоящий из вала с грузом, подвешенным к его нижнему концу, а верхний конец вала подвешен к неподвижному шарниру, так что, когда груз толкается вручную, вал поворачивается. с принудительным боковым колебательным движением, при котором точка поворота испытывает минимальное или нулевое смещение по сравнению с концом груза, который подвергается максимальному относительному смещению во время выполнения колебания.

Маятник можно рассматривать как один из наиболее эффективных механизмов, так же как и рычажный механизм, который может производить “работу” на выходе, которая может быть намного выше, чем “работа” на входе.

Об этом свидетельствует тот факт, что маятник способен выдерживать сильное раскачивание в течение очень долгого времени даже при незначительном усилии, прикладываемом к нему ручным толчком. Высокое отношение входной и выходной работы, совершаемой маятником, достигается за счет двух внешних сил, действующих на систему, а именно силы тяжести и центробежной силы.

Отношение затрат труда к выходу

Отношение затрат труда к выходу можно вывести, изучив этот простой пример:

Предположим, что маятник покоится в центре своей тяжести. Предположим, что к массе маятника приложен внешний толчок, так что она смещается с некоторым угловым движением вверх на расстояние, скажем, 4 дюйма, однако из-за действия силы тяжести масса пытается восстановить свое положение, и при этом маятник испытывает противоположное движение, пока не достигнет точки своего центра тяжести, но из-за сильно уменьшенного трения на поворотном конце масса не может удерживать положение центра тяжести и вынуждена продолжать движение, пересекая центр тяжести. точки, пока не достигнет другого крайнего конца, и процесс принимает форму колебаний туда-сюда.

Оценка скрытого избыточного единства в маятнике

Давайте предположим, что начальная ручная сила, смещающая маятник, составляет около 4 дюймов, а затем, когда маятник колеблется, мы можем предположить, что результирующие движения являются выходными сигналами маятника в медленно затухающем виде от :

от 0 до 4 (начальное нажатие)
, затем от 4 до 0, а затем от 0 до 3 на другом конце,
, затем от 3 до 0,
, затем от 0 до 2,
, затем от 2 до 0,
, затем от 0 до 1 ,
и, наконец, от 1 до 0 (маятник останавливается).

Складывая выходные данные, мы находим результат 4+3+3+2+2+1+1 = 16 в ответ на нажатие 4, это означает, что выход примерно в 4 раза больше, чем вход.

Маятник Недостатки

Однако у маятника есть один недостаток: как и любой другой механизм, он слишком ограничен первым законом термодинамики, и поэтому его раскачивание постепенно замедляется, пока, наконец, не останавливается.

В любом случае, здесь было бы интересно исследовать, как можно заставить чрезвычайно эффективный маятник совершать некоторую полезную работу, а также как колебания могут постоянно поддерживаться внешней тривиальной силой

 

Достижение избыточного единства с помощью маятника

Ссылаясь на изображение выше, установка показывает вал маятника, соединенный со шпинделем двигателя. Нижним концом к стержню маятника прикреплен тяжелый сферический груз, к нижнему краю которого прикреплен постоянный магнит.

Геркон также можно увидеть расположенным внутри центральной оси массы маятника, которая пересекает его центр тяжести, так что, пока маятник находится в движении, магнит на массе маятника просто «поцелует» мимо геркона. Каждый раз, когда это происходит, геркон на мгновение замыкает свой внутренний контакт и размыкается, как только маятник пересекает его.

Провода двигателя соединены с релейным механизмом, а геркон сконфигурирован с триггерной схемой, как можно узнать из следующего обсуждения:

Как это работает

Целью здесь является обеспечение двигателя по часовой стрелке и против часовой стрелки мгновенные вращательные толчки, так что качательное действие маятника, связанное с его шпинделем, поддерживается постоянно.

Двигатель здесь действует как двигатель, а также как генератор, который получает поддерживающий импульс от батареи, чтобы поддерживать движение маятника, а также одновременно генерирует зарядное электричество для батареи, но с гораздо большей скоростью, чем частота пульса.

Принцип работы предлагаемого маятникового генератора свободной энергии можно понять с помощью следующих пунктов:

ИС 4017 образует простую триггерную схему, которая попеременно включает и выключает свои выходы в ответ на импульсы от язычка. переключиться на его контакт № 14.

Попеременное переключение ВКЛ/ВЫКЛ на выходе ИС соответственно срабатывает драйвер реле и переключает реле DPDT при каждом пересечении маятниковой массы через герконовое реле.

В момент, когда масса маятника пересекает язычок, контакты язычка замыкаются, вызывая пусковой импульс на выводе № 14 ИС, который, в свою очередь, переключает реле, реле меняет полярность подключенного напряжения к двигателю так, что импульс дополняет по часовой стрелке или движение маятника против часовой стрелки, усиливающее качание маятника на бит в каждом цикле его качания.

Наличие двух последовательных конденсаторов с релейными контактами гарантирует, что импульс будет только мгновенным, и только частичная энергия будет использоваться для поддержания качания маятника.

Тем временем движение маятника производит достаточно электричества для поддержания заряда батареи до такой степени, что ее энергии становится достаточно для питания какого-либо другого внешнего устройства.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать через комментарии, я буду очень рад помочь!

электромагнетизм – Можно ли использовать физику маятника для получения электричества

$\begingroup$

Допустим, у нас есть маятник без трения, и он простирается на 1/2 фута в длину с 3 бобами. Эти шарики приводятся в движение магнитами противоположной силы, помещенными на металлический поднос, над которым находится медная катушка, но не касающаяся ее. для тех, кто знает, как работают эти электрические генераторы, вы знаете, что для преобразования в выходную электрическую энергию требуется внешнее механическое воздействие. Значит ли это, что в контролируемой среде маятник будет действовать как ваш механический вход, и по мере его движения вы будете получать электричество в качестве выхода, но не с очень высокой выходной мощностью, а со стабильной и постоянной скоростью. Если вам нужны разъяснения по этому поводу, пожалуйста, не стесняйтесь сказать мне.

• электромагнетизм
• электричество
• экспериментальная физика
• вечный двигатель

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Похоже, вы пытаетесь превзойти закон сохранения энергии, но я думаю, вам будет трудно найти формулировку «физики маятника», которая не требует того, что вы пытаетесь победить.

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Эта модель преобразует механическую энергию маятника в электричество, но не “генерирует” энергию.

Механические, электромагнитные и гравитационные силы подчиняются закону сохранения энергии. Энергия может быть «отложена» как потенциальная энергия, но при этом энергия не создается. Если вы включите потери из-за трения, любая такая (замкнутая) система со временем будет терять рабочую энергию.

В изложенной вами модели закон Ленца отвечает за преобразование механической энергии в электрическую, а не за генерацию новой энергии из ничего.

Если вас что-то не устраивает, сделайте эту модель и протестируйте ее. Я думаю, вы обнаружите, что маятник медленно (или быстро) начинает терять кинетическую энергию и, в конце концов, перестает двигаться. Однако остаточное движение может происходить за счет энергии, переданной системе извне, например, в случае шатающегося стола.