لماذا تعتبر وحدة جسر المقوم كامل الموجة ضرورية في الأحذية الذكية؟ تعظيم كفاءة حصاد الطاقة

تعمل وحدة جسر المقوم كامل الموجة بمثابة المترجم الأساسي داخل نظام الطاقة في الحذاء الذكي. يقوم بتحويل التيار المتردد (AC) الخام الذي تولده المستشعرات الكهروإجهادية إلى التيار المستمر (DC) المطلوب لشحن البطارية الداخلية للحذاء. بدون هذا التحويل، لا يمكن تخزين الطاقة الميكانيكية التي يتم حصادها من المشي أو استخدامها بواسطة إلكترونيات الحذاء.

بينما تتفاعل المستشعرات الكهروإجهادية مع الضغط عن طريق توليد إشارات تيار متردد متقلبة، يمكن للبطاريات فقط قبول تدفق تيار مستمر ثابت. يسد جسر المقوم هذه الفجوة، مما يضمن معالجة الطاقة المحصودة بكفاءة للتخزين بدلاً من إهداره.

عدم التوافق الأساسي

المصدر: تيار متردد كهروإجهادي

تولد المستشعرات الكهروإجهادية الكهرباء من خلال ضغط ميكانيكي متغير. أثناء مشي المستخدم أو ركضه، يسبب الضغط المتغير اتجاه التيار الكهربائي بالتناوب، مما ينتج عنه تيار متردد (AC).

الوجهة: تيار مستمر للبطارية

تعمل مكونات التخزين في الأحذية الذكية، مثل المكثفات أو بطاريات التخزين، بشكل صارم على التيار المستمر (DC). تتطلب قطبية ثابتة للشحن بفعالية.

إن توصيل خرج التيار المتردد الخام مباشرة بالبطارية غير متوافق فيزيائيًا. سيفشل في شحن الجهاز ويجعل الطاقة الميكانيكية المحصودة عديمة الفائدة دون تدخل.

كيف يحل جسر المقوم المشكلة

تحويل الموجة بكفاءة

تستخدم الوحدة دائرة تقويم لمعالجة الإدخال. تقوم بتحويل إشارات التيار المتردد المتقلبة من المستشعرات إلى تنسيق يمكن للبطارية قبوله.

باستخدام تصميم "كامل الموجة"، تلتقط الوحدة كلا النصفين الموجب والسالب لدورة التيار المتردد. هذا يزيد من الكفاءة إلى أقصى حد عن طريق استخدام كل الطاقة المولدة بدلاً من التخلص من نصف الإشارة.

ضمان التدفق أحادي الاتجاه

يستخدم المقوم الموصلية أحادية الاتجاه للديودات. هذا يضمن تدفق الكهرباء في اتجاه واحد فقط: من المستشعر إلى البطارية.

هذا يمنع الطاقة المخزنة من التدفق مرة أخرى نحو المستشعرات، مما يؤمن الطاقة المحصودة داخل جهاز التخزين.

فهم المقايضات

خرج نابض

بينما يقوم المقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، فإن الخرج الناتج هو تيار مستمر نابض، وليس خطًا مستقيمًا تمامًا.

نظرًا لأن المصدر هو ضغط ميكانيكي متغير، فإن الإشارة المحولة لا تزال تتقلب في شدتها. هذا غالبًا ما يتطلب استخدام المكثفات لتنعيم الطاقة قبل دخولها إلى المكونات الإلكترونية الحساسة.

الطاقة مقابل التعقيد

تنفيذ جسر كامل الموجة يضيف مكونات إلى الدائرة مقارنة بمقوم نصف موجة بسيط.

ومع ذلك، فإن هذه المقايضة ضرورية. المكاسب في كفاءة حصاد الطاقة - التقاط موجة التيار المتردد الكاملة - تفوق بكثير الزيادة الطفيفة في تعقيد الدائرة.

اتخاذ القرار الصحيح لهدفك

للتأكد من أن مشروع حذائك الذكي يحصد الطاقة الميكانيكية بنجاح، ضع في اعتبارك كيفية تفاعل المقوم مع بقية نظامك:

إذا كان تركيزك الأساسي هو أقصى قدر من التقاط الطاقة: أعط الأولوية لتصميم جسر كامل الموجة لحصد نصفي دورة التيار المتردد، مما يمنع إهدار الطاقة من خرج الكهروإجهاد.
إذا كان تركيزك الأساسي هو التخزين المستقر: تأكد من إقران خرج التيار المستمر النابض من المقوم بمكثف لتنعيم الإشارة قبل وصولها إلى البطارية.

جسر المقوم كامل الموجة هو البوابة غير القابلة للتفاوض التي تحول الحركة المهدرة إلى طاقة قابلة للاستخدام.

جدول ملخص:

المكون	الدور في الأحذية الذكية	الفائدة الرئيسية
مستشعر كهروإجهادي	يولد تيار متردد من الضغط	يحصد الطاقة الميكانيكية من المشي
مقوم كامل الموجة	يحول التيار المتردد إلى تيار مستمر	يزيد التقاط الطاقة إلى أقصى حد باستخدام الدورة الكاملة
ديودات	تضمن التدفق أحادي الاتجاه	تمنع تسرب الطاقة مرة أخرى إلى المصدر
مكثفات	تنعم التيار المستمر النابض	تحمي الإلكترونيات الحساسة وتثبت الشحن

شراكة مع 3515 لحلول الأحذية المتطورة

بصفتنا شركة مصنعة واسعة النطاق تخدم الموزعين وأصحاب العلامات التجارية، تقدم 3515 قدرات إنتاج شاملة لجميع أنواع الأحذية، مدعومة بسلسلة أحذية السلامة الرائدة لدينا. سواء كنت تقوم بتطوير أحذية ذكية عالية التقنية تتطلب تكاملًا إلكترونيًا دقيقًا أو تبحث عن مورد بالجملة موثوق لأحذية العمل والتكتيكية، والأحذية الخارجية، وأحذية التدريب، والأحذية الرياضية، والأحذية الرسمية، فإننا نوفر الحجم والخبرة لتلبية متطلباتك المتنوعة.

هل أنت مستعد لرفع مستوى خط إنتاجك مع شريك تصنيع موثوق؟

اتصل بنا اليوم لمناقشة متطلباتك بالجملة

المراجع

Santiago Linder Rubiños Jiménez, Genaro Christian Pesantes Arriola. Wearable with integrated piezoelectric energy harvester for geolocation of people with Alzheimer's. DOI: 10.11591/ijece.v14i1.pp497-508

تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من 3515 قاعدة المعرفة .

القائمة