Dia a dia, a população do país aumentou e a necessidade de energia também aumentou. Ao mesmo tempo, o desperdício de energia também aumentou de várias maneiras. Portanto, reformar essa energia de volta à forma utilizável é a principal solução. Conforme a tecnologia é desenvolvida e o uso de gadgets, os dispositivos eletrônicos também aumentam. A geração de energia usando métodos conservadores torna-se deficiente. Surge a necessidade de um método diferente de geração de energia. Ao mesmo tempo, a energia é desperdiçada devido à locomoção humana e de muitas maneiras. Para superar este problema, o desperdício de energia pode ser convertido em uma forma utilizável usando o sensor piezoelétrico . Este sensor converte a pressão em voltagem. Então, ao usar este método de economia de energia, que é o sistema de geração de energia a pé, estamos gerando energia.
Sistema de geração de energia da Passo a Passo
Sistema de geração de energia Footstep baseado em microcontrolador
Este projeto é usado para gerar tensão usando a força do passo. O sistema proposto funciona como meio de geração de energia por meio da força. Este projeto é muito útil em locais públicos como pontos de ônibus, teatros, estações ferroviárias, shoppings, etc. Assim, esses sistemas são colocados em locais públicos onde as pessoas caminham e elas têm que se deslocar neste sistema para passar pela entrada ou existe.
Diagrama do circuito do sistema de geração de energia da Passo a Passo
Então, esses sistemas podem gerar voltagem a cada passo de um pé. Para tanto, utiliza-se sensor piezoelétrico para medir força, pressão e aceleração por sua transformação em sinais elétricos. Este sistema utiliza voltímetro para medição de saída, luzes led, sistema de medição de peso e uma bateria para melhor demonstração do sistema.
- Sempre que a força é aplicada no sensor piezoelétrico, a força é convertida em energia elétrica.
- Nesse movimento, a tensão de saída é armazenada na bateria
- A tensão de saída que é gerada a partir do sensor é usada para conduzir cargas DC
- Aqui, estamos usando o AT89S52 para exibir a quantidade de bateria carregada.
Diagrama de blocos do sistema de geração de energia da Passo a Passo
Os principais blocos do sistema de geração de energia da etapa envolvem o seguinte
- Microcontrolador AT89S52
- Sensor Piezoelétrico
- Neutralizador AC Ripple
- Controlador de corrente unidirecional
- Voltage Sampler
- 16X2 LCD
- Bateria de chumbo ácido
- ADC
- INVERSOR
Diagrama de blocos do sistema de geração de energia da Passo a Passo
Sensor Piezoelétrico
Um sensor piezoelétrico é um dispositivo elétrico que é usado para medir a aceleração, pressão ou força para convertê-los em um sinal elétrico. Esses sensores são usados principalmente para controle de processos, garantia de qualidade, pesquisa e desenvolvimento em vários setores. As aplicações desse sensor envolvem, aeroespacial, médica, instrumentação nuclear, e como um sensor de pressão é usado no touch pad de telefones celulares. Na indústria automotiva, esses sensores são usados para monitorar a ignição durante o desenvolvimento de motores de combustão interna.
Sensor Piezoelétrico
Bateria de chumbo ácido
A bateria de chumbo é mais comumente usada em sistemas fotovoltaicos devido ao baixo custo e facilmente disponível em qualquer lugar do mundo. Essas baterias estão disponíveis em baterias seladas e úmidas. As baterias de chumbo-ácido têm alta confiabilidade devido à sua capacidade de suportar sobrecarga, descarga excessiva e choque. As baterias têm excelente aceitação de carga, baixa autodescarga e grande volume de eletrólito. Baterias de chumbo-ácido são testadas usando design auxiliado por computador. Essas aplicações dessas baterias são usadas em Sistemas UPS e Inversor e ter habilidade para atuar em condições perigosas.
Bateria de chumbo ácido
Microcontrolador AT89S52
Este projeto usa o microcontrolador AT89S52 e os recursos deste microcontrolador incluem 8K bytes de ROM, 256 bytes de RAM 3) 3 temporizadores, 32 pinos de E / S, uma porta serial, 8 fontes de interrupção. Aqui, estamos usando o microcontrolador AT89S52 para exibir a quantidade de bateria carregada quando colocamos nossos passos no sensor piezoelétrico.
Microcontrolador AT89S52
Conversor analógico para digital
Um ADC (conversor analógico-digital) é um dispositivo que converte símbolos analógicos em digitais. Um a conversor nalog para digital também pode oferecer uma medição isolada. A operação reversa é realizada por um DAC (conversor digital para analógico). Normalmente, este é um dispositivo eletrônico que altera uma entrada analógica como tensão ou corrente para uma saída digital, que está relacionada à magnitude da tensão ou corrente. No entanto, alguns dispositivos parcialmente eletrônicos, como codificadores rotativos, também podem ser considerados ADCs.
Conversor analógico para digital
Neutralizador AC Ripple
É usado para remover as ondulações do saída do retificador e suaviza o o / p do DC que é recebido do filtro, e é constante até que a carga e a tensão da rede sejam mantidas constantes. Porém, se qualquer um dos dois for variado, a voltagem DC recebida neste ponto muda. Portanto, um regulador é aplicado no estágio de saída.
Inversor
Um inversor é um dispositivo elétrico que converte corrente contínua em corrente alternada, a corrente alternada convertida pode estar em qualquer tensão e frequência exigidas com o uso de circuitos de controle, transformadores e comutação aplicáveis.
Inversor
Os inversores de estado sólido são usados em uma ampla gama de aplicações porque eles não têm peças móveis, desde pequenas fontes de alimentação de comutação até geração de energia direta de alta tensão em grandes concessionárias de energia elétrica usando material piezoelétrico que transporta energia em massa. Os inversores são usados para fornecer energia CA de fontes CC, como baterias ou painéis solares. Estes são classificados em dois tipos. O / p do inversor de onda senoidal modificada é semelhante a uma onda quadrada o / p, excluindo que o / p vai para 0 V por um tempo antes de alternar para + Ve ou -Ve. É muito simples e de baixo custo e é adequado para vários dispositivos eletrônicos, exceto para equipamentos sensíveis ou especializados como impressoras a laser.
Voltage Sampler
Amostrador de tensão ou circuito de amostra e retenção é um bloco de construção analógico essencial e as aplicações do amostrador de tensão incluem filtros de capacitor chaveado e conversores analógico-digital. A principal função do circuito de amostragem e retenção é amostrar um sinal analógico i / p e manter esse valor por um determinado período de tempo para processamento subsequente. O circuito de amostra e retenção é projetado usando apenas um capacitor e um transistor MOS. O funcionamento deste circuito é direto. Quando o CK está alto, a chave MOS estará LIGADA, o que permite que a tensão de saída rastreie a tensão de entrada. Quando o CK estiver baixo, a chave MOS estará desligada.
Voltage Sampler
Controlador de corrente unidirecional
Como o termo especifica, este circuito permite apenas um fluxo de corrente de direção. Eles estão diodos e tiristores . Neste projeto, o diodo (D = 1N4007) é usado como um controlador de corrente unidirecional. A principal função do diodo é permitir o fluxo de corrente em apenas uma direção enquanto bloqueia a corrente na direção reversa.
Diodo 1N4007
16X2 LCD
Um display LCD 16X2 é usado no projeto de geração de energia de passo para exibir o status da tensão. Também é fornecido com um pino de ajuste de contraste.
16X2 LCD
As vantagens do projeto do Sistema de Geração de Energia da Passo a Passo são: ecologicamente correto, redução do desperdício de energia, menor custo de manutenção, ruído ultrabaixo, ampla faixa dinâmica e de temperatura, etc. Este projeto é usado para iluminação pública, carregamento móvel. Ele pode ser usado em situações de falha de energia. As áreas de aplicação deste projeto envolvem áreas públicas como templos, ruas, metrôs, estações ferroviárias.
Portanto, tudo se resume ao sistema de geração de energia de passo usando microcontrolador que é acessível e econômico. Este projeto pode ser usado para acionar cargas CA e CC de acordo com a pressão que aplicamos no sensor piezoelétrico. Esperamos que você tenha entendido melhor este conceito. Além disso, qualquer dúvida sobre este tópico, dê seu feedback na seção de comentários abaixo. Aqui fica uma pergunta para você, quais são as aplicações do sensor piezoelétrico?
