[TFCD] Biocompatibele ferrolectret-nanogeneratoren als draagbaar - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

In deze tutorial wordt de toepassing van Biocompatibele Ferrolectret Nano-generatoren (FENG's] binnen de draagbare markt getest. FENG's kunnen energie opwekken wanneer ze worden gebogen of gevouwen en worden daarom gecomprimeerd. Door de FENG's aan het menselijk lichaam te bevestigen, kan de kracht worden gegenereerd door te lopen.

Omdat deze FENG's zich nog in de ontwikkelingsfase bevinden en daarom moeilijk te verkrijgen zijn, is in deze intructable een reguliere flexsensor gebruikt. Met behulp van reguliere flexsensoren kunnen we de maat en frequentie van de bochten meten.

Stap 1: Benodigdheden

- Flex-sensor [4,5"]

- Weerstand [10000k]

- Arduino Uno

- Breadboard + jumperdraden

- LCD scherm

- Soldeerbout

- Soldeer

- Plakband

Stap 2: Het circuit

Hierboven zie je hoe we de flexsensor hebben aangesloten. Het is aan te raden een weerstand van 10000 Ohm te gebruiken.

In dit voorbeeld is ervoor gekozen om een LCD-scherm te gebruiken, zodat waarden gemakkelijk kunnen worden afgelezen. Dit is echter niet nodig.

Stap 3: Coderen

De volgende code wordt gebruikt om de gegevens uit te lezen. In dit voorbeeld kiezen we voor een vertraging van 100ms.

Stap 4: Solderen

Zodra de code is getest en de flexsensor met succes de hoek en de bijbehorende weerstand uitleest (in het geval van de piëzosensor is deze evenredig met de opgewekte energie), is het tijd om de sensor aan de draad te solderen. Afhankelijk van de opstelling is een lengte van twee meter voldoende om vrij te kunnen blijven bewegen

Stap 5: Bevestiging van de sensor aan het onderwerp

Na het solderen wordt de sensor op de proefpersoon bevestigd. Zorg ervoor dat de proefpersoon flexibele kleding heeft (bij voorkeur thermokleding) en dat de sensor voldoende ruimte krijgt om te buigen.

Dit gebeurt in dit geval door de sensor aan de ene kant te bevestigen en aan de andere kant te geleiden.

Stap 6: Gegevens uitlezen

Na het bevestigen van de sensor is het tijd om gegevens te verzamelen. laat de testpersoon een stukje lopen en meet de waarden.

De uitvoer van de gegevens wanneer de sensor aan de achterkant van de knie is bevestigd, geeft inconsistente waarden. Doordat de fleximeter maar aan twee kanten vast zit, is er veel knik te zien. Dit zou verholpen kunnen worden door de sensoren in de kleding te verweven. De waarden aan de buitenkant van de knie laten een sinusvormige grafiek zien die laat zien dat (bij een normaal looptempo) de sensor elke 0,8 seconde wordt gebogen en ontspannen.

Op basis van ons prototype zijn we er zeker van dat de implementatie van FENG's in de draagbare markt een realistische optie is. Omdat de nanogeneratoren echter nog in ontwikkeling zijn en dus nog niet beschikbaar zijn voor consumenten, kunnen we geen inschatting maken hoeveel energie er per sensor kan worden opgewekt.