- Apakah Kesan Piezoelektrik?
- Bahan Piezoelektrik
- Komponen Diperlukan
- Diagram Litar Penjanaan Tenaga Kaki
Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, permintaan peranti mudah alih elektronik berkuasa rendah telah meningkat dengan pesat. Terdapat pilihan yang sangat terhad untuk menghidupkan peranti elektronik mudah alih kecil ini seperti bateri alkali atau tenaga suria dll. Oleh itu, di sini kita menggunakan kaedah yang berbeza untuk menghasilkan sejumlah kecil kuasa yang menggunakan sensor Piezoelektrik. Di sini kita akan membina Litar Penjanaan Tenaga Kaki untuk menjana elektrik. Anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai Kesan Piezoelektrik dengan mengikuti Litar Transduser Piezoelektrik ini.
Apakah Kesan Piezoelektrik?
Piezoelectric Effect adalah kemampuan beberapa bahan piezoelektrik (seperti kuarza, topaz, zink oksida dan lain-lain) untuk menghasilkan cas elektrik sebagai maklum balas kepada tekanan mekanikal. Perkataan 'Piezoelectric' berasal dari perkataan Yunani 'piezein' yang bermaksud mendorong, memerah dan menekan.
Juga, kesan piezoelektrik dapat diterbalikkan, yang bermaksud apabila kita menggunakan tekanan mekanikal pada bahan piezoelektrik kita menerima sedikit cas elektrik pada output. Dan, apabila kita menggunakan elektrik pada bahan piezoelektrik, maka ia memampatkan atau meregangkan bahan piezoelektrik.
Kesan piezoelektrik digunakan dalam pelbagai aplikasi yang melibatkan
- Penghasilan dan pengesanan bunyi
- Penjanaan voltan tinggi
- Penjanaan Frekuensi Elektronik
- Microbalances
- Pemfokusan pemasangan optik yang sangat halus
- Aplikasi setiap hari seperti pemetik api
Resonator juga menggunakan kesan Piezoelektrik.
Bahan Piezoelektrik
Jumlah bahan piezoelektrik tersedia sekarang, walaupun semula jadi dan buatan manusia. Bahan piezoelektrik semula jadi termasuk kuarza, gula tebu, garam Rochelle, turmalin topaz dan lain-lain. Bahan piezoelektrik buatan manusia termasuk barium titanate dan zirkonate titanate. Terdapat beberapa bahan yang diberikan dalam jadual di bawah dalam kategori semula jadi dan sintetik:
|
Bahan Piezoelektrik Asli |
Bahan Piezoelektrik Sintetik |
|
Kuarza (paling banyak digunakan) |
Titanat zirkonat plumbum (PZT) |
|
Garam Rochelle |
Zink Oksida (ZnO) |
|
Topaz |
Barium Titanate (BaTiO 3) |
|
TB-1 |
Seramik piezoelektrik Barium titanate |
|
TBK-3 |
Kalsium barium titanate |
|
Sukrosa |
Gallium orthophosohate (GaPO 4) |
|
Tendon |
Kalium niobate (KNbO 3) |
|
Sutera |
Titanate plumbum (PbTiO 3) |
|
Enamel |
Lithium tantalite (LiTaO 3) |
|
Dentin |
Langasite (La 3 Ga 5 SiO 14) |
|
DNA |
Natrium tungstat (Na 2 WO 3) |
Komponen Diperlukan
- Sensor Piezoelektrik
- LED (Biru)
- Diod (1N4007)
- Kapasitor (47uF)
- Perintang (1k)
- Tekan butang
- Wayar Penyambung
- Papan roti
Diagram Litar Penjanaan Tenaga Kaki
A sensor piezoelektrik terdiri daripada bahan piezoelektrik (kuarza paling digunakan). Ia digunakan untuk mengubah tekanan mekanikal menjadi cas elektrik. Output Piezoelectric Sensor adalah AC. Kita memerlukan penerus jambatan penuh untuk menukarnya menjadi DC. Voltan output sensor kurang dari 30Vp-p, anda dapat memberi makan output sensor piezoelektrik atau dapat menyimpannya ke dalam bateri atau peranti penyimpanan lain. The impedans sensor piezoelektrik adalah kurang daripada 500 ohm. Julat suhu operasi dan penyimpanan masing-masing ialah -20 ° C ~ + 60 ° C dan -30 ° C ~ + 70 ° C.
Setelah membuat sambungan seperti di rajah litar Sensor Piezoelektrik, apabila kami memberikan tekanan mekanikal kepada sensor piezoelektrik, ia menghasilkan voltan. Keluaran sensor piezoelektrik dalam bentuk AC. Untuk menukarnya dari AC ke DC, kami menggunakan penerus jambatan penuh. Output penerus disambungkan melintang pada kapasitor 47uF. Voltan yang dihasilkan oleh sensor piezoelektrik disimpan di dalam kapasitor. Dan, apabila butang tekan ditekan, semua tenaga yang disimpan dipindahkan ke LED dan LED menyala sehingga kapasitor habis.
Dalam litar ini, LED menyala selama beberapa saat. Untuk meningkatkan masa ON LED, anda boleh meningkatkan penarafan kapasitor, tetapi memerlukan lebih banyak masa untuk dicas. Malah, anda boleh menyambungkan lebih banyak sensor piezoelektrik secara bersiri untuk menjana lebih banyak tenaga elektrik. Juga, dioda digunakan untuk menyekat arus mengalir dari kapasitor ke sensor piezoelektrik dan perintang adalah perintang penghad arus. LED juga boleh disambungkan secara langsung ke sensor Piezoelektrik tetapi akan mati seketika kerana tidak akan ada kapasitor untuk menahan arus.
Video demonstrasi untuk Sistem Penjanaan Kuasa Langkah Kaki ini diberikan di bawah.