[TFCD] Biokompatibilní nano generátory Ferroelectret jako nositelné: 6 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

V tomto tutoriálu bude testována aplikace biokompatibilních nanogenerátorů Ferroelectret (FENG) na nositelném trhu. FENG mohou generovat energii při ohýbání nebo skládání, a proto jsou komprimovány. Připojením FENG k lidskému tělu by mohla být síla generované chůzí.

Vzhledem k tomu, že tyto FENG jsou stále ve fázi vývoje, a proto je obtížné je získat, byl v této nestrukturovatelné verzi použit běžný snímač ohybu. S využitím běžných flex senzorů budeme moci měřit velikost a frekvenci ohybů.

Krok 1: Nutnosti

- Flex senzor [4,5 "]

- Rezistor [10 000 tis.]

- Arduino Uno

- Breadboard + propojovací dráty

- LCD obrazovka

- Páječka

- Pájka

- Páska

Krok 2: Okruh

Nahoře vidíte, jak jsme připojili flex senzor. Doporučuje se použít odpor 10 000 ohmů.

V tomto příkladu bylo rozhodnuto použít LCD obrazovku, aby bylo možné hodnoty snadno číst. To však není nutné.

Krok 3: Kód

K načtení dat slouží následující kód. V tomto případě použijeme zpoždění 100 ms.

Krok 4: Pájení

Jakmile je kód testován a snímač pružnosti úspěšně načte úhel a odpovídající odpor (V případě piezo snímače bude úměrný generované energii), je čas připájet snímač k drátu. V závislosti na nastavení bude délka dva metry dostačující k tomu, aby se mohl volně pohybovat

Krok 5: Připojení senzoru k subjektu

Po pájení je senzor připevněn k testovanému subjektu. Zajistěte, aby subjekt měl ohebné oblečení (nejlépe termoprádlo) a aby měl senzor dostatek prostoru k ohnutí.

V tomto případě se to provádí připevněním senzoru na jednu stranu a vedením na druhé straně.

Krok 6: Přečtěte data

Po připojení senzoru je čas sbírat data. nechte testovanou osobu trochu běžet a změřte hodnoty.

Výstup dat, když je snímač připevněn k zadní části kolena, poskytuje nekonzistentní hodnoty. Vzhledem k tomu, že fleximetr je upevněn pouze na dvou stranách, je vidět hodně vzpěru. To lze napravit propletením senzorů v oblečení. Hodnoty na vnější straně kolena ukazují sinusový graf, který ukazuje, že (při normálním běžeckém tempu) je senzor ohnut a uvolněn každých 0,8 sekundy.

Na základě našeho prototypu jsme si jisti, že implementace FENG na nositelný trh je realistickou možností. Protože jsou však nanogenerátory stále ve vývoji, a proto jsou pro spotřebitele dosud k dispozici, nemůžeme provést odhad, kolik energie lze na senzor vygenerovat.