- Apa itu Efek Piezoelektrik?
- Bahan piezoelektrik
- Komponen Diperlukan
- Diagram Sirkuit Pembangkit Listrik Footstep
Dari beberapa tahun terakhir, permintaan perangkat portabel elektronik berdaya rendah telah meningkat pesat. Dan ada pilihan yang sangat terbatas untuk memberi daya pada perangkat elektronik portabel kecil seperti baterai alkaline atau tenaga surya dll. Jadi di sini kami menggunakan metode berbeda untuk menghasilkan daya dalam jumlah kecil yang menggunakan sensor Piezoelektrik. Di sini kita akan membangun Sirkuit Pembangkit Listrik Footstep untuk menghasilkan listrik. Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang Efek Piezoelektrik dengan mengikuti Sirkuit Transduser Piezoelektrik ini.
Apa itu Efek Piezoelektrik?
Efek piezoelektrik adalah kemampuan beberapa bahan piezoelektrik (seperti kuarsa, topas, seng oksida, dll.) Untuk menghasilkan muatan listrik sebagai umpan balik terhadap tegangan mekanis. Kata 'piezoelektrik' berasal dari bahasa Yunani 'piezein' yang artinya mendorong, meremas dan menekan.
Selain itu, efek piezoelektrik bersifat reversibel, yang berarti ketika kita menerapkan tekanan mekanis ke material piezoelektrik, kita menerima muatan listrik pada keluaran. Dan, ketika kita menerapkan listrik pada bahan piezoelektrik, maka bahan piezoelektrik tersebut akan memampatkan atau meregangkan.
Efek piezoelektrik digunakan dalam berbagai aplikasi yang melibatkan
- Produksi dan deteksi suara
- Pembangkitan tegangan tinggi
- Pembangkitan Frekuensi Elektronik
- Timbangan mikro
- Pemfokusan rakitan optik yang sangat halus
- Aplikasi sehari-hari seperti pemantik rokok
Resonator juga menggunakan efek piezoelektrik.
Bahan piezoelektrik
Jumlah bahan piezoelektrik tersedia sekarang, bahkan bahan alami dan buatan manusia. Bahan piezoelektrik alami termasuk kuarsa, gula tebu, garam Rochelle, turmalin topaz dan lain-lain. Bahan piezoelektrik buatan manusia termasuk barium titanat dan zirkonat titanat. Ada beberapa bahan yang diberikan dalam tabel di bawah ini dalam kategori bahan alami dan sintetis:
|
Bahan Piezoelektrik Alami |
Bahan Piezoelektrik Sintetis |
|
Kuarsa (paling banyak digunakan) |
Timbal zirkonat titanat (PZT) |
|
Rochelle Salt |
Seng Oksida (ZnO) |
|
Batu topas |
Barium Titanate (BaTiO 3) |
|
TB-1 |
Keramik piezoelektrik Barium titanate |
|
TBK-3 |
Kalsium barium titanat |
|
Sukrosa |
Gallium orthophosohate (GaPO 4) |
|
Urat daging |
Kalium niobat (KNbO 3) |
|
Sutra |
Timbal titanat (PbTiO 3) |
|
|
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)
- Dioda (1N4007)
- Kapasitor (47uF)
- Resistor (1k)
- Tekan tombol
- Menghubungkan Kabel
- Papan tempat memotong roti
Diagram Sirkuit Pembangkit Listrik Footstep
Sebuah sensor piezoelektrik terdiri dari bahan piezoelektrik (kuarsa-paling digunakan). Ini digunakan untuk mengubah tekanan mekanis menjadi muatan listrik. Output dari Sensor Piezoelektrik adalah AC. Kami membutuhkan penyearah jembatan penuh untuk mengubahnya menjadi DC. Tegangan output sensor kurang dari 30Vp-p, Anda dapat memasukkan output dari sensor piezoelektrik atau dapat menyimpannya ke dalam baterai atau perangkat penyimpanan lainnya. The impedansi dari sensor piezoelektrik kurang dari 500 ohm. Kisaran suhu pengoperasian dan penyimpanan masing-masing adalah -20 ° C ~ + 60 ° C dan -30 ° C ~ + 70 ° C.
Setelah membuat koneksi sesuai diagram sirkuit Sensor Piezoelektrik, ketika kami memberikan tekanan mekanis ke sensor piezoelektrik, ia menghasilkan tegangan. Keluaran dari sensor piezoelektrik berupa AC. Untuk mengubahnya dari AC ke DC kami menggunakan penyearah jembatan penuh. Output dari penyearah dihubungkan melalui kapasitor 47uF. Tegangan yang dihasilkan oleh sensor piezoelektrik disimpan di kapasitor. Dan, ketika tombol ditekan, semua energi yang disimpan ditransfer ke LED dan LED menyala sampai kapasitor habis.
Di sirkuit ini, LED menyala selama sepersekian detik. Untuk meningkatkan waktu ON LED Anda dapat meningkatkan nilai kapasitor, tetapi akan membutuhkan lebih banyak waktu untuk mengisi daya. Bahkan, Anda dapat menghubungkan lebih banyak sensor piezoelektrik secara seri untuk menghasilkan lebih banyak energi listrik. Selain itu, dioda digunakan untuk memblokir arus yang mengalir dari kapasitor ke sensor piezoelektrik dan resistor adalah resistor pembatas arus. LED juga dapat langsung disambungkan ke sensor Piezoelektrik tetapi akan mati sebentar karena tidak akan ada kapasitor yang menahan arus.
Video demonstrasi untuk Sistem Pembangkit Listrik Langkah Kaki diberikan di bawah ini.