¿Es posible usar energía cinética para alimentar dispositivos pequeños?

14

He intentado buscar la mayor cantidad de información posible para crear dispositivos electrónicos portátiles muy pequeños que podrían alimentarse generando energía con movimiento.

Sé que la tecnología ya existe en los relojes. Hay relojes que producen su propia energía utilizando un pequeño generador que gira cuando el usuario mueve su brazo. La energía se almacena en un condensador para que el reloj funcione de manera casi infinita siempre que el usuario se mueva lo suficiente durante el día para que se genere suficiente energía. (alguna información aquí: enlace )

Tengo problemas para encontrar información sobre cuánta corriente puede generar esta técnica para usos prácticos y si esta técnica se puede adaptar para trabajar con otros dispositivos electrónicos.

Con el espíritu de tener preguntas reales y no solo cosas vagas, aquí hay un par de preguntas que espero puedan ser respondidas

  • ¿Cuánta energía pueden producir / almacenar estos dispositivos?
  • ¿Hay otros dispositivos aparte de los relojes que funcionan con solo energía cinética?
  • ¿Hay algún esquema sobre cómo crear un generador cinético para dispositivos de bajo consumo?

Edit: Algunas personas han dicho que es difícil determinar si es posible ya que no mencioné exactamente lo que estaría haciendo. No tengo ningún proyecto en este momento, pero quiero jugar con dispositivos electrónicos portátiles que funcionan con movimiento en lugar de con baterías que necesita reemplazar o recargar.

Estoy pensando en usar la MCU de menor potencia que puedo encontrar (algo así como los microcontroladores IT MSP430) y reducir el uso actual al máximo usando el modo standy lo más posible y haciendo muy poco trabajo activo, tal vez solo para registrar múltiples datos de sensores cada dos segundos.

    
pregunta StevenGilligan

2 respuestas

4

Vi esta respuesta y miré mi reloj, da la casualidad de que funciona de la forma en que lo describe. Hay un gran péndulo de medio disco en el interior que presumiblemente se usa para recolectar la energía cinética. Puede durar aproximadamente un día, digamos, si camino aproximadamente 2 a 4 millas por día. Si me muevo a lo largo, indefinidamente, pero luego, los relojes requieren muy poco poder para empezar.

Almacenamiento de energía La cantidad de energía que puede almacenar solo depende de sus condensadores y baterías, etc., no es inherente al método de generación de energía que desea utilizar.

Otros dispositivos No veo por qué lo verías de esta manera como se mencionó antes. Decida qué desea utilizar la energía cinética para alimentar y luego realice algunos cálculos básicos basados únicamente en los primeros principios, asumiendo una eficiencia del 100% de la energía cinética - > Energía química / eléctrica y verás rápidamente lo que se puede hacer y lo que no. Como una guía general, los microWatts, hasta un máximo de unos pocos milivatios, es probablemente todo lo que puede hacer (esto depende mucho del tipo de actividad física que esté usando, las actividades más extenuantes podrían llegar a Watts). )

Esquemas No te puedo dar una, pero puedo decirte que el diseño es muy simple. Tome el péndulo en mi reloj mencionado anteriormente (aquí hay una foto de uno de su artículo):

Aunquenopuedoespecificarexactamentecómofuncionalacosainternamente,loquesíséesesto:

"La inducción electromagnética es la producción de una corriente eléctrica a través de un conductor que se mueve a través de un campo magnético"

Después de leer el artículo provisto, el péndulo se usa para girar un piñón (visible en la imagen), solo un engranaje pequeño, que a su vez impulsa un generador eléctrico (que se ha documentado bastante). De todos modos, es probable que obtenga un voltaje de CA del generador eléctrico. Puede usar tal vez un puente rectificador, tal vez también un regulador de voltaje y almacenarlo en el dispositivo de almacenamiento de energía de su elección.

Finalmente Como dije antes, decida qué quiere potenciar primero , esa es la única forma en que podrá hacerlo correctamente. Haga una potencia máxima requerida para el circuito que desea alimentar y proceda desde allí. No dude en pedir más ayuda, pero según la información hasta ahora, esto es todo lo que puedo hacer.

    
respondido por el ColdestShadow
9

~ La gente está creando unidades de tipo mochila de acoplamiento por vibración que producen en el rango de pocos Watts.

~ Una luz de compresión china típica cuando se opera frenéticamente dará alrededor de 1 vatio. Después de 5 minutos de uso a ese nivel, su mano cae o se siente como si lo hubiera hecho.

~ Una unidad de fuerza de compresión manual construida correctamente podría generar más de 5 vatios al mismo nivel de esfuerzo.

~ Una unidad de manivela correctamente construida con un alcance razonable; digamos que el mango a un radio de 150 mm generará 10 vatios con un esfuerzo razonable. y 20 vatios con esfuerzo bastante ocupado. En el nivel de 10 vatios, puedes hacerlo durante una hora +

~ Una unidad de pedal diseñada adecuadamente (muchas no lo son) puede generar 50 vatios a un nivel en el que una persona solo en cierta forma podría hacerlo durante una hora, 100 vatios a un nivel donde una persona moderadamente en forma desearía estar en mejor forma y Más si eres un entusiasta del deporte. Las personas con equipo deportivo usualmente afirman niveles de potencia más altos de lo que yo suelo medir. Puedo hacer pedaleo de 500 vatios durante unos 10 segundos, pero luego debo morir durante unos 10 minutos más o menos.

~ Las antorchas de la coctelera probablemente estén algo por debajo de las luces de apretar a mano con la energía. Una manivela montada correctamente debería poder montarse para operar mientras camina.

~ Piezeo está bien, pero generalmente es MUY de baja potencia. Las versiones más nuevas de vataje más alto se pueden comprar por dinero.

~ Si usas un aerogenerador en tu gorra, puedes hacerlo girar mientras caminas y hará unos pocos milivatios. Si monta un WT de 1 metro de diámetro en su tapa, lo certificarán, pero la potencia en una caminata rápida puede ser de un vatio o pocos.

~ La caída del pie y la flexión de la pierna ofrecen mucho poder.

~ Trabajo = Fuerza x distancia. = F x d  Potencia = trabajo por tiempo = F x d / t

~ Puedes calcular la fuerza de golpe del talón, el desplazamiento, etc. para un alternador en el zapato.

~ Cualquier cosa que use calor y frío producirá una potencia muy, muy cercana a cero.
 Eficiencia de Carnot = (Thot-Tcold) / Thot
 Eficacia real = Carnot por decir 25% si tiene suerte.

    
respondido por el Russell McMahon

Lea otras preguntas en las etiquetas