पीज़ोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग कर पैर कदम बिजली उत्पादन सर्किट

पिछले कुछ वर्षों से कम बिजली वाले इलेक्ट्रॉनिक पोर्टेबल उपकरणों की मांग तेजी से बढ़ी है। और इन छोटे पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे क्षारीय बैटरी या सौर ऊर्जा आदि को बिजली देने के लिए बहुत सीमित विकल्प हैं। इसलिए यहां हम एक अलग विधि का उपयोग कर रहे हैं ताकि छोटी मात्रा में बिजली पैदा की जा सके जो कि पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग करता है। यहां हम बिजली पैदा करने के लिए फूटस्टेप पावर जनरेशन सर्किट बनाएंगे । आप इस Piezoelectric ट्रांसड्यूसर सर्किट का पालन करके Piezoelectric प्रभाव के बारे में अधिक जान सकते हैं।

पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव क्या है?

Piezoelectric प्रभाव यांत्रिक तनाव की प्रतिक्रिया में विद्युत आवेश उत्पन्न करने के लिए कुछ पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री (जैसे क्वार्ट्ज, पुखराज, जिंक ऑक्साइड और आदि) की क्षमता है। 'पीजोइलेक्ट्रिक’शब्द ग्रीक शब्द in पाइज़िन’ से लिया गया है जिसका अर्थ है धक्का देना, निचोड़ना और दबाना।

इसके अलावा, पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रतिवर्ती है, जिसका अर्थ है कि जब हम पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री पर यांत्रिक तनाव लागू करते हैं तो हम आउटपुट पर कुछ विद्युत चार्ज प्राप्त करते हैं। और, जब हम पाईज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री के लिए बिजली लागू करते हैं, तो यह पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री को संकुचित या खिंचाव करता है।

पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है जिसमें शामिल हैं

• ध्वनि का उत्पादन और पता लगाना
• उच्च वोल्टेज की पीढ़ी
• इलेक्ट्रॉनिक फ्रीक्वेंसी जनरेशन
• सूक्ष्मजीव
• ऑप्टिकल असेंबली का अल्ट्रा-फाइन फोकस
• हर रोज सिगरेट लाइटर की तरह आवेदन

गुंजयमान यंत्र भी पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करते हैं।

Piezoelectric सामग्री

पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्रियों की संख्या अब उपलब्ध है, यहां तक ​​कि प्राकृतिक और मानव निर्मित भी। प्राकृतिक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री में क्वार्ट्ज, गन्ना चीनी, रोशेल नमक, पुखराज टूमलाइन और आदि मानव निर्मित पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री शामिल हैं बेरियम टाइटानेट और जिरकोनेट टाइटानेट शामिल हैं। प्राकृतिक और सिंथेटिक की श्रेणी में नीचे दी गई तालिका में कुछ सामग्री दी गई है:

प्राकृतिक Piezoelectric सामग्री	सिंथेटिक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री
क्वार्ट्ज (सबसे अधिक उपयोग किया जाता है)	लीड जिरकोनेट टाइटनेट (PZT)
रोशेल नमक	जिंक ऑक्साइड (ZnO)
टोपाज़	बेरियम टाइटेनियम (BaTiO 3)
टीबी 1	पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक बैरियम टाइटेनैट
टीबीके -3	कैल्शियम बेरियम टाइटेनियम
सुक्रोज	गैलियम ऑर्थोफोसोएट (GaPO 4)
पट्टा	पोटेशियम नाइओबेट (KNbO 3)
रेशम	लीड टाइटनेट (PbTiO 3)
तामचीनी	लिथियम टैंटलाइट (LiTaO 3)
दंतधातु	लैंगसाइट (La 3 Ga 5 SiO 14)
डीएनए	सोडियम टंगस्टेट (Na 2 WO 3)

अवयव आवश्यक

• पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर
• एलईडी (नीला)
• डायोड (1N4007)
• संधारित्र (47uF)
• रेसिस्टर (1k)
• बटन दबाओ
• तारों को जोड़ना
• ब्रेड बोर्ड

फूटस्टेप पॉवर जनरेशन सर्किट डायग्राम

एक पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर पीजोइलेक्ट्रिक मटेरियल (क्वार्ट्ज-सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाता है) से बना है। यह यांत्रिक तनाव को विद्युत आवेश में परिवर्तित करता था। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का आउटपुट एसी है । हमें इसे डीसी में बदलने के लिए एक पूर्ण ब्रिज रेक्टिफायर की जरूरत है। सेंसर का आउटपुट वोल्टेज 30Vp-p से कम है, आप पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर के आउटपुट को फीड कर सकते हैं या इसे बैटरी या अन्य स्टोरेज डिवाइस में स्टोर कर सकते हैं। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर की प्रतिबाधा 500 ओम से कम है। ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान रेंज क्रमशः -20 ° C ~ + 60 ° C और -30 ° C ~ + 70 ° C है।

पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर सर्किट आरेख के अनुसार संबंध बनाने के बाद, जब हम पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर को यांत्रिक तनाव प्रदान करते हैं तो यह वोल्टेज उत्पन्न करता है। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का आउटपुट एसी रूप में है। इसे AC से DC में परिवर्तित करने के लिए हम एक पूर्ण ब्रिज रेक्टिफायर का उपयोग कर रहे हैं। रेक्टिफायर का आउटपुट 47uF कैपेसिटर से जुड़ा होता है। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर द्वारा उत्पन्न वोल्टेज संधारित्र में जमा हो जाते हैं। और, जब पुश-बटन दबाया जाता है, तो सभी संचित ऊर्जा को एलईडी में स्थानांतरित कर दिया जाता है और कैपेसिटर को छुट्टी मिलने तक एलईडी चालू हो जाता है।

इस सर्किट में, एलईडी कुछ सेकंड के लिए चमक रहा है। एलईडी के समय को बढ़ाने के लिए आप कैपेसिटर रेटिंग बढ़ा सकते हैं, लेकिन इसे चार्ज करने में अधिक समय लगेगा। यहां तक ​​कि, आप अधिक विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए श्रृंखला में अधिक पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर कनेक्ट कर सकते हैं । इसके अलावा, डायोड का उपयोग संधारित्र से पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर में प्रवाह करने के लिए वर्तमान को अवरुद्ध करने के लिए किया जाता है और रोकनेवाला एक वर्तमान सीमा अवरोधक है। एलईडी को सीधे पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर से भी जोड़ा जा सकता है लेकिन यह एक क्षण में बंद हो जाएगा क्योंकि करंट को पकड़ने के लिए कोई संधारित्र नहीं होगा।

इस फुट स्टेप पावर जनरेशन सिस्टम के लिए प्रदर्शन वीडियो नीचे दिया गया है।