DIY 전기 생성 신발

소개

우리는 매일 걸어 다니면서 많은 에너지를 소비하지만, 이러한 에너지를 활용할 방법은 많지 않습니다. 이번 프로젝트에서는 피에조(Piezoelectric) 디스크를 이용하여 걸을 때 발생하는 운동 에너지를 전기로 변환하는 방법을 소개합니다.

이 프로젝트를 통해 걸음마다 전기를 생산하고, 이를 배터리에 저장해 스마트폰 충전 등 다양한 목적으로 활용할 수 있습니다.

 

준비물

부품설명

배터리 홀더	18650 배터리용
18650 배터리	에너지 저장
다이오드	전류 안정화 및 변환
피에조 디스크	압력으로 전기 생성
전선	부품 연결
납땜기	납땜 작업
핫 글루건	부품 고정
신발	모듈을 장착할 신발
충전 모듈	배터리 충전
종이 및 마커	디자인을 위한 스케치
가위	소재 절단

원리 설명

피에조 디스크는 외부 압력이 가해지면 직류(DC) 전력을 생성합니다. 여러 개의 디스크를 배치하면 더 많은 전력을 생산할 수 있습니다. 이 전력을 다이오드를 통해 안정적인 전력으로 변환하고, 배터리에 저장하는 방식으로 시스템이 작동합니다.

1단계: 피에조 디스크 준비하기

피에조 디스크는 압력을 받으면 미세한 전류를 생성합니다. 더 많은 디스크를 사용하면 더 큰 출력이 가능합니다.

• 디스크의 중앙은 양극(+)이고, 외곽 부분은 음극(-)입니다.
• LED 테스트를 통해 압력을 가하면 불이 켜지는 것을 확인할 수 있습니다.
• 안정적인 전력 생산을 위해 다이오드를 활용하여 교류를 직류(DC)로 변환할 예정입니다.

 

2단계: 추가 깔창 제작

피에조 디스크를 신발 내부에 배치하기 위해 유연한 플라스틱 깔창을 제작합니다.

1. 신발 밑창 크기를 종이에 스케치합니다.
2. 기존 밑창보다 작은 크기로 두 번째 스케치를 합니다.
3. 플라스틱 시트를 잘라서 추가 깔창을 만듭니다.
4. 앞쪽과 뒤쪽 부분에 피에조 디스크를 부착하여 최적의 압력 지점을 활용합니다.

3단계: 에너지 테스트

이제 피에조 디스크를 신발에 장착하고 테스트합니다.

• 앞쪽과 뒤쪽에 각각 3개의 디스크를 연결합니다.
• 이를 직렬로 연결하여 총 6개의 디스크가 연속적으로 에너지를 생성하도록 합니다.
• 디스크 중앙에는 글루건 쿠션을 추가하여 최적의 압력을 전달하도록 개선합니다.

 

4단계: 회로 구성

다이오드의 역할

1. 전압 조절: 피에조 디스크의 출력 전압을 조절
2. 교류(AC) → 직류(DC) 변환: 안정적인 전력을 배터리에 저장

 

 

 

 

 

• 피에조 디스크의 출력을 다이오드 회로로 연결합니다.
• 다이오드의 출력 단자를 배터리 충전 모듈과 연결합니다.
• 회로가 안정적으로 작동할 수 있도록 납땜 작업을 수행합니다.

5단계: 테스트 및 설치

1. 모든 전자 부품을 깔창 아래에 배치하여 신발 내부에 숨깁니다.
2. 걸을 때 불편함이 없도록 배치합니다.
3. 손으로 가볍게 두드려 5V 출력을 확인합니다.
4. 발로 직접 눌렀을 때 7V 이상 출력이 발생하여 배터리 충전이 가능함을 확인합니다.

 

 

6단계: 사용 방법

1. 배터리를 충전 모듈에 연결하고 신발을 착용합니다.
2. 걸을 때 배터리가 자동 충전되는 것을 확인합니다.
3. 충전 모듈의 LED 표시등을 통해 배터리 충전 상태를 확인합니다.
   • 배터리가 연결되지 않으면 파란색 LED
   • 배터리가 충전 중이면 빨간색 LED 깜빡임

4. 

이 배터리를 활용하여 스마트폰 충전, 간단한 전자기기 사용이 가능합니다.

결론

이 DIY 프로젝트를 통해 걸음걸이로 전기를 생산하는 친환경적인 방식을 배울 수 있습니다. 단순한 개념이지만, 일상적인 움직임을 전력으로 변환하는 혁신적인 아이디어입니다.

추가 개선 사항으로는 배터리 용량 확장, 효율적인 에너지 변환 회로를 개발하여 더 많은 전력을 저장할 수도 있습니다.

이 프로젝트가 흥미롭다면 추가 개선 아이디어를 함께 논의해볼까요? 😊