పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ ఉపయోగించి ఫుట్ స్టెప్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి సర్క్యూట్

గత కొన్ని సంవత్సరాల నుండి తక్కువ శక్తి గల ఎలక్ట్రానిక్ పోర్టబుల్ పరికరాల డిమాండ్ వేగంగా పెరిగింది. ఆల్కలీన్ బ్యాటరీలు లేదా సౌర శక్తి వంటి ఈ చిన్న పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను శక్తివంతం చేయడానికి చాలా పరిమిత ఎంపికలు ఉన్నాయి. కాబట్టి ఇక్కడ పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్‌ను ఉపయోగించే చిన్న మొత్తంలో శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి మేము వేరే పద్ధతిని ఉపయోగిస్తున్నాము. ఇక్కడ మనం విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయడానికి ఫుట్‌స్టెప్ పవర్ జనరేషన్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మిస్తాం. ఈ పిజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ సర్క్యూట్‌ను అనుసరించడం ద్వారా మీరు పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం గురించి మరింత తెలుసుకోవచ్చు.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అంటే ఏమిటి?

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేది కొన్ని పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాల (క్వార్ట్జ్, పుష్పరాగము, జింక్ ఆక్సైడ్ మరియు మొదలైనవి) యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనలో విద్యుత్ చార్జ్‌ను ఉత్పత్తి చేయగల సామర్థ్యం. 'పైజోఎలెక్ట్రిక్' పదం గ్రీకు పదం 'పిజీన్' నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం నెట్టడం, పిండి వేయడం మరియు నొక్కడం.

అలాగే, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థానికి యాంత్రిక ఒత్తిడిని వర్తింపజేసినప్పుడు మనం అవుట్పుట్ మీద కొంత విద్యుత్ చార్జ్ అందుకుంటాము. మరియు, మేము పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థానికి విద్యుత్తును వర్తింపజేసినప్పుడు, అది పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాన్ని కుదించుము లేదా విస్తరిస్తుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది

• ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు
• అధిక వోల్టేజ్ యొక్క తరం
• ఎలక్ట్రానిక్ ఫ్రీక్వెన్సీ తరం
• సూక్ష్మ సమతుల్యత
• ఆప్టికల్ సమావేశాల యొక్క అల్ట్రా-ఫైన్ ఫోకస్
• సిగరెట్ లైటర్లు వంటి రోజువారీ అనువర్తనాలు

రెసోనేటర్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ఉపయోగిస్తుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్స్

సహజమైన మరియు మానవ నిర్మితమైన పిజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాల సంఖ్య ఇప్పుడు అందుబాటులో ఉంది. సహజ పిజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలలో క్వార్ట్జ్, చెరకు చక్కెర, రోషెల్ ఉప్పు, పుష్పరాగ టూర్మాలిన్ మరియు మొదలైనవి ఉన్నాయి. మానవ నిర్మిత పిజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థంలో బేరియం టైటనేట్ మరియు జిర్కోనేట్ టైటనేట్ ఉన్నాయి. సహజ మరియు సింథటిక్ వర్గంలో ఈ క్రింది పట్టికలో కొన్ని పదార్థాలు ఇవ్వబడ్డాయి:

సహజ పైజోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్	సింథటిక్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్
క్వార్ట్జ్ (ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది)	లీడ్ జిర్కోనేట్ టైటనేట్ (PZT)
రోషెల్ ఉప్పు	జింక్ ఆక్సైడ్ (ZnO)
పుష్పరాగము	బేరియం టైటనేట్ (బాటియో 3)
టిబి -1	పైజోఎలెక్ట్రిక్ సిరామిక్స్ బేరియం టైటనేట్
టిబికె -3	కాల్షియం బేరియం టైటనేట్
సుక్రోజ్	గాలియం ఆర్థోఫోసోహేట్ (GaPO 4)
స్నాయువు	పొటాషియం నియోబేట్ (KNbO 3)
పట్టు	లీడ్ టైటనేట్ (PbTiO 3)
ఎనామెల్	లిథియం టాంటలైట్ (లిటావో 3)
డెంటిన్	Langasite (లా 3 Ga 5 SiO 14)
DNA	సోడియం టంగ్‌స్టేట్ (Na 2 WO 3)

భాగాలు అవసరం

• పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్
• LED (నీలం)
• డయోడ్ (1N4007)
• కెపాసిటర్ (47 యుఎఫ్)
• రెసిస్టర్ (1 కే)
• నొక్కుడు మీట
• వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది
• బ్రెడ్‌బోర్డ్

అడుగుజాడ విద్యుత్ ఉత్పత్తి సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

ఒక పియజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ పియజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం తయారు (క్వార్ట్జ్-అత్యంత ఉపయోగిస్తారు). ఇది యాంత్రిక ఒత్తిడిని విద్యుత్ చార్జ్‌గా మార్చడానికి ఉపయోగించబడింది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ AC. దీన్ని DC గా మార్చడానికి మాకు పూర్తి బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ అవసరం. సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ 30Vp-p కన్నా తక్కువ, మీరు పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ను పోషించవచ్చు లేదా బ్యాటరీ లేదా ఇతర నిల్వ పరికరాలలో నిల్వ చేయవచ్చు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ 500 ఓం కంటే తక్కువ. ఆపరేటింగ్ మరియు నిల్వ ఉష్ణోగ్రత పరిధి వరుసగా -20 ° C ~ + 60 ° C మరియు -30 ° C ~ + 70 ° C.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం ప్రకారం కనెక్షన్లు చేసిన తరువాత, మేము పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్‌కు యాంత్రిక ఒత్తిడిని అందించినప్పుడు అది వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ AC రూపంలో ఉంటుంది. దీనిని AC నుండి DC కి మార్చడానికి మేము పూర్తి వంతెన రెక్టిఫైయర్ ఉపయోగిస్తున్నాము. రెక్టిఫైయర్ యొక్క అవుట్పుట్ 47uF కెపాసిటర్ అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే వోల్టేజ్ కెపాసిటర్‌లో నిల్వ చేయబడుతుంది. మరియు, పుష్-బటన్ నొక్కినప్పుడు నిల్వ చేసిన శక్తి అంతా LED కి బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు కెపాసిటర్ డిశ్చార్జ్ అయ్యే వరకు LED ఆన్ అవుతుంది.

ఈ సర్క్యూట్లో, LED కొద్ది సెకన్ల పాటు ప్రకాశిస్తుంది. LED యొక్క ON సమయాన్ని పెంచడానికి మీరు కెపాసిటర్ రేటింగ్‌ను పెంచవచ్చు, అయితే ఛార్జ్ చేయడానికి ఎక్కువ సమయం పడుతుంది. అయినప్పటికీ, ఎక్కువ విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి మీరు సిరీస్‌లో ఎక్కువ పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్‌ను కనెక్ట్ చేయవచ్చు. అలాగే, కెపాసిటర్ నుండి పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ వరకు ప్రవాహాన్ని నిరోధించడానికి డయోడ్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు రెసిస్టర్ ప్రస్తుత పరిమితం చేసే నిరోధకం. ఎల్‌ఈడీని నేరుగా పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్‌తో అనుసంధానించవచ్చు కాని కరెంట్‌ను పట్టుకునే కెపాసిటర్ లేనందున ఇది క్షణంలో ఆపివేయబడుతుంది.

ఈ ఫుట్ స్టెప్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్ కోసం ప్రదర్శన వీడియో క్రింద ఇవ్వబడింది.