[TFCD] Βιοσυμβατές Ferroelectret Nano-generators As Wearable: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Σε αυτό το σεμινάριο, θα δοκιμαστεί η εφαρμογή Biocompatible Ferroelectret Nano-generators (FENG's) εντός της φορετής αγοράς. Τα FENG μπορούν να παράγουν ενέργεια όταν λυγίζουν ή διπλώνονται και συνεπώς συμπιέζονται. Προσθέτοντας τα FENG στο ανθρώπινο σώμα, θα μπορούσε δημιουργείται από το περπάτημα.

Επειδή αυτά τα FENG είναι ακόμα σε φάση ανάπτυξης και ως εκ τούτου είναι δύσκολο να αποκτηθούν, ένας κανονικός αισθητήρας κάμψης έχει χρησιμοποιηθεί σε αυτό το άκαμπτο. Με τη χρήση τακτικών αισθητήρων κάμψης, θα μπορούμε να μετρήσουμε το μέγεθος και τη συχνότητα των στροφών.

Βήμα 1: Αναγκαιότητες

Flex αισθητήρας [4,5 "]

Αντίσταση [10000k]

- Arduino Uno

- Breadboard + Jumper Wires

- Οθόνη LCD

- Συγκολλητικό σίδερο

- Συγκολλητής

- Ταινία-κασέτα

Βήμα 2: Το κύκλωμα

Παρακάτω μπορείτε να δείτε πώς συνδέσαμε τον εύκαμπτο αισθητήρα. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε αντίσταση 10000 Ohm.

Σε αυτό το παράδειγμα αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί μια οθόνη LCD, έτσι ώστε οι τιμές να μπορούν εύκολα να διαβαστούν. Αυτό, όμως, δεν είναι απαραίτητο.

Βήμα 3: Κωδικός

Ο παρακάτω κώδικας χρησιμοποιείται για την ανάγνωση των δεδομένων. Σε αυτό το παράδειγμα επιλέγουμε να χρησιμοποιήσουμε καθυστέρηση 100ms.

Βήμα 4: Συγκόλληση

Μόλις δοκιμαστεί ο κωδικός και ο ευαίσθητος αισθητήρας διαβάσει με επιτυχία τη γωνία και την αντίστοιχη αντίσταση (Στην περίπτωση του πιεζοηλεκτρικού αισθητήρα, θα είναι ανάλογος της παραγόμενης ενέργειας), είναι καιρός να κολλήσετε τον αισθητήρα στο καλώδιο. Ανάλογα με τη ρύθμιση, ένα μήκος δύο μέτρων θα είναι αρκετό για να συνεχίσει να κινείται ελεύθερα

Βήμα 5: Προσάρτηση αισθητήρα στο θέμα

Μετά τη συγκόλληση, ο αισθητήρας συνδέεται με το εξεταζόμενο αντικείμενο. Βεβαιωθείτε ότι το θέμα έχει εύκαμπτα ρούχα (κατά προτίμηση θερμο-ρούχα) και ότι ο αισθητήρας έχει αρκετό χώρο για να λυγίσει.

Σε αυτήν την περίπτωση, αυτό γίνεται συνδέοντας τον αισθητήρα στη μία πλευρά και οδηγώντας τον στην άλλη πλευρά.

Βήμα 6: Διαβάστε τα δεδομένα

Αφού επισυνάψετε τον αισθητήρα, ήρθε η ώρα να συλλέξετε δεδομένα. αφήστε τον δοκιμαστικό να τρέξει λίγο και μετρήστε τις τιμές.

Η έξοδος των δεδομένων όταν ο αισθητήρας είναι προσαρτημένος στο πίσω μέρος του γόνατος δίνει ασυνεπείς τιμές. Επειδή το εύκαμπτο είναι σταθερό μόνο από τις δύο πλευρές, μπορεί να φανεί πολύ λυγισμός. Αυτό θα μπορούσε να διορθωθεί με τη σύνδεση των αισθητήρων στα ρούχα. Οι τιμές στο εξωτερικό του γόνατος δείχνουν ένα ημιτονοειδές γράφημα που δείχνει ότι (σε κανονικό ρυθμό λειτουργίας) ο αισθητήρας λυγίζει και χαλαρώνει κάθε 0,8 δευτερόλεπτα.

Με βάση το πρωτότυπό μας, είμαστε σίγουροι ότι η εφαρμογή των FENG's στην αγορά wearable είναι μια ρεαλιστική επιλογή. Ωστόσο, επειδή οι νανογεννήτριες βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη και ως εκ τούτου δεν είναι ακόμη διαθέσιμοι για τους καταναλωτές, δεν μπορούμε να κάνουμε μια εκτίμηση για το πόση ενέργεια μπορεί να παραχθεί ανά αισθητήρα.