Федеральная информационная площадка

PowerInsole

Цель проекта: создание рабочего прототипа стельки с подогревом, которая будет иметь следующие функции:

1)      Управление со смартфона работой стельки и контроль за её зарядом.

Создание приложения для смартфона, с помощью которого буде реализована регулировка температуры каждой стельки в отдельности, а также отслеживание индикации заряда батареи.

2)      Накопление энергии во внутренний аккумулятор с помощью пьезогенераторов.

Зарядка при ходьбе даёт устройству дополнительную автономность посредством накопления электроэнергии в стельке, которая вырабатывается в ней при ходьбе, что позволят отказаться от ежедневной зарядки, а при умеренном использовании и от зарядки вообще.

3)      Индуктивная беспроводная зарядка стандарта Qi, которая позволяет зарядить стельку, не извлекая её из обуви.

Явление пьезоэлектричества было открыто братьями Джексоном и Пьером Кюри в 1880 году и с тех пор получило широкое распространение в радиотехнике и измерительной технике. Заключается оно в том, что усилие, приложенное к образцу пьезоэлектрического материала, приводит к появлению на электродах разности потенциалов. Сегодня известно несколько примеров практического использования подобной технологии накопления энергии. На станции метро «Марунучи» в Токио установлены пьезогенераторы в зале для приобретения билетов. Скопления пассажиров хватает для питания части станции. Стали обыденными пьезоэлектрические зажигалки. Данный генератор является основой устройства.

Путём испытаний рабочих прототипов разной конструкции была разработана следующая принципиальная схема устройства, представленная на рис.1.

В схеме имеются следующие элементы: 2 пьезогенератора, диодный мост(4 диода 1N5817), приёмник(катушка), диод катушки(SS14), аккумулятор, нагревательный элемент.

Пезогенераторы соединены параллельно, что позволяет увеличивать ток, так как особенностью пьезогенераторов является способность выдавать относительно большое напряжение при малом токе.

Также опытным путём нам удалось расположить пьезоэлементы в местах, где они вырабатывают наибольшее количество энергии.

В схеме для выпрямления напряжения с пьезогенераторов используется диодный мост, состоящий из диодов Шотки 1N5817. Также для подзарядки аккумулятора используется беспроводная зарядка стандарта Qi, что позволяет зарядить стельки, не вытаскивая их из обуви.

Испытания работы данной схемы показали, что аккумулятор заряжается в среднем на 400 Мач за 40-50 минут ходьбы.

В результате работы над проектом создан макет устройства, который был представлен на конференциях в ТПУ.

Также разработана принципиальная схема устройства и определена оптимальная конфигурация размещения пьезоэлементов в стельке, которая позволяет получить наибольшее количество энергии.

Image
Участники проекта