鄔登金,劉　牛,趙肖宇,陳澤瑾,哈　龍（華北電力大學(xué),北京　102206）

基于壓電陶瓷的人體踩壓能量收集及利用裝置

鄔登金,劉牛,趙肖宇,陳澤瑾,哈龍
（華北電力大學(xué),北京102206）

摘要：壓電陶瓷經(jīng)過人或車輛踩壓發(fā)出微弱不穩(wěn)定交流電，根據(jù)此特點(diǎn)制作了基于壓電陶瓷的人體踩壓能量收集及利用裝置，此裝置包括儲(chǔ)能和利用兩部分。在儲(chǔ)能方面，設(shè)計(jì)了能量收集模塊，把壓電陶瓷發(fā)出的交流電整流后存入超級(jí)電容中。在能量利用方面，此裝置實(shí)現(xiàn)了多種利用方式：可通過USB接口為多種設(shè)備供電，可取代火車站的手機(jī)加油站等；作為夜晚樓道感應(yīng)燈，結(jié)合設(shè)計(jì)的震動(dòng)模塊和可編程定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)人來燈亮人走燈滅的功能。整體結(jié)構(gòu)由亞克力板支撐，節(jié)約了制造成本且耐用性好。本作品實(shí)現(xiàn)了對(duì)閑置的踩壓能量的儲(chǔ)存和低成本利用，節(jié)約能源，為當(dāng)今人們的低碳生活提供了新的理念，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：壓電陶瓷;亞克力板;能量收集模塊;超級(jí)電容;震動(dòng)模塊;定時(shí)器

1　作品設(shè)計(jì)背景

隨著對(duì)綠色能源的不斷開發(fā)與利用，壓電陶瓷越來越受到人們的關(guān)注。日、美、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于壓電發(fā)電自助供電系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了多年研究。2006年至2009年期間，日本旅客鐵道株式會(huì)社在東京火車站進(jìn)行過三次“發(fā)電地板”試驗(yàn)。2010年上海世博會(huì)上，日本館展示了壓電發(fā)電地板。同樣，以色列技術(shù)研究院也在普通路面的瀝青中植入大量的壓電晶體，通過汽車駛過時(shí)的壓力轉(zhuǎn)換來發(fā)電。

國(guó)內(nèi)對(duì)壓電陶瓷的應(yīng)用還停留在點(diǎn)火裝置、儀表測(cè)量等方面。由于其發(fā)出的電能具有微弱、不穩(wěn)定、波動(dòng)大、難收集的特點(diǎn)，發(fā)電潛能的研究還處在初級(jí)階段。即使有些產(chǎn)品利用其發(fā)電，也只是即發(fā)即用，未實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存功能，這在很大程度上限制了它的發(fā)展。本作品在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和模型制作。

2　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的功能規(guī)劃：

（1）將壓電陶瓷發(fā)出的高電壓、低電流、不連續(xù)、波動(dòng)大的電能進(jìn)行整流處理，變?yōu)榉€(wěn)定電流，存入超級(jí)電容。

（2）給手機(jī)等小功率電器供電。

（3）利用人體踩壓的能量來用于樓道照明，并實(shí)現(xiàn)人來燈亮人走燈滅的功能。

根據(jù)實(shí)際情況以及方案構(gòu)想，我們所設(shè)計(jì)的裝置運(yùn)作圖如下：

圖1　裝置運(yùn)作圖

2.1壓力發(fā)電模塊設(shè)計(jì)

本裝置利用的是正壓電效應(yīng)，當(dāng)對(duì)壓電材料施加外力產(chǎn)生變形時(shí)，會(huì)引起材料內(nèi)部正負(fù)電荷中心發(fā)生相對(duì)位移而產(chǎn)生電的極化，從而導(dǎo)致材料兩個(gè)表面上出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷，而且電荷密度與外力成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)，其作用機(jī)理如圖2所示。

2.1.1壓電陶瓷

（1）介電常數(shù)

介電常數(shù)ε反映材料介電性質(zhì)，ε與元件電容C，電極面積A和電極距離t之間關(guān)系為：

式中，各參數(shù)的單位為：電容量C為F，電極面積A為㎡，電極間距t為m，介電常數(shù)ε為F/m。有時(shí)使用相對(duì)介電常數(shù)，它與絕對(duì)介電常數(shù)ε之間的關(guān)系為：

式中,ε0為真空（或自由空間）介電常數(shù),ε0=8.85*10(-12)（F/m），無(wú)單位，是一個(gè)常數(shù)。

圖2　正壓電效應(yīng)示意圖

（2）壓電常數(shù)。

壓電陶瓷具有壓電性，即施加應(yīng)力時(shí)能產(chǎn)生額外的電荷。其產(chǎn)生電荷與施加應(yīng)力成比例，對(duì)于壓力和張力來說，其符號(hào)是相反的，用介質(zhì)電位移D和應(yīng)力T表示如下：式中，d的單位為庫(kù)侖/牛頓（C/N），稱為壓電應(yīng)變常數(shù)。由于我們只考慮一個(gè)方向的壓力，則：

（3）機(jī)電耦合系數(shù)

機(jī)電耦合系數(shù)K是綜合反映壓電材料性能的參數(shù)，它表示壓電材料的機(jī)械能與電能之間的耦合效應(yīng)。機(jī)電耦合系數(shù)可定義為

（4）壓電應(yīng)變常數(shù)。

在電場(chǎng)作用下，壓電材料會(huì)發(fā)生形變，而討論電量與形變之間的比值，即為壓電應(yīng)變常數(shù)。是壓電材料機(jī)電耦合時(shí)一項(xiàng)主要的特性參數(shù)，具體定義為：

而電位移與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式為：

電壓與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系為：

若忽略外導(dǎo)線的電阻，取內(nèi)阻為Rr，則電流

最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出單片陶瓷片的數(shù)據(jù)（如表1）。

表1　壓電陶瓷片參數(shù)

2.1.2亞克力板

為了讓發(fā)電裝置更加環(huán)保耐用，基于以下這些優(yōu)點(diǎn)，我們選擇了亞克力板為該裝置的支撐結(jié)構(gòu)：

（1）亞克力板耐候性及耐酸堿性好，不會(huì)因長(zhǎng)年累月的日曬雨淋而產(chǎn)生水解的現(xiàn)象，與其它材料制品相比，它的壽命更長(zhǎng)；

（2）亞克力板抗沖擊力強(qiáng)，適合安裝在地鐵站等作用力大的地方；

（3）亞克力板自重輕，建筑物及支架承受的負(fù)荷小；

（4）亞克力板可塑性強(qiáng)，造型變化大，加工成型容易；

（5）亞克力板的可回收率高，為日漸加強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)所認(rèn)同。

隨著壓電陶瓷材料的不斷更新，單個(gè)壓電片所能發(fā)出的電量不斷升高。通過對(duì)目前的壓電陶瓷進(jìn)行試驗(yàn)選擇，本作品采用上述50*50*0.2mm的方形壓電雙晶片，其平均輸出電壓＞=8V，輸出電流為8mA。發(fā)電部分由十二個(gè)發(fā)電片組成，為了提高電流采取并聯(lián)方式連接。我們根據(jù)人腳型及其與地面接觸時(shí)受力分布特點(diǎn)對(duì)壓電片進(jìn)行排布。為了增加振動(dòng)幅度，我們對(duì)壓電片進(jìn)行架空處理，如圖3所示。同時(shí)，為了增加對(duì)壓電陶瓷的保護(hù)，要對(duì)其架空距離進(jìn)行控制，即增加震動(dòng)幅度的同時(shí)，防止其因受力較大導(dǎo)致形變過度而損壞。結(jié)合壓電陶瓷的相關(guān)參數(shù)，其發(fā)電部分最大有效形變量為3mm，因此架空距離設(shè)為3mm。

圖3　壓電地板內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖4　壓電片輸出波形圖

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，其輸出為不穩(wěn)定交流電，最高電壓達(dá)20V，平均輸出電壓為10V，示波器輸出波形如圖4所示。

2.2能量收集儲(chǔ)存模塊設(shè)計(jì)

（1）LTC-3588芯片的功能與特點(diǎn)

為了便于微電流的收集并將其儲(chǔ)存于超級(jí)電容，采用了凌力爾特公司的LTC-3588芯片對(duì)其進(jìn)行處理。

LTC3588-1集成了一個(gè)低損失全波橋式整流器和一個(gè)高效率降壓型轉(zhuǎn)換器，可對(duì)高輸出阻抗能源進(jìn)行能量收集。它具有一個(gè)寬遲滯窗口的超低靜態(tài)電流欠壓閉鎖(UVLO)模式，允許電荷在一個(gè)輸入電容器上積聚，直到降壓型轉(zhuǎn)換器能夠有效地將一部分存儲(chǔ)電荷轉(zhuǎn)移至輸出為止。當(dāng)處于調(diào)節(jié)模式時(shí)，LTC3588-1將進(jìn)入一種睡眠狀態(tài)(在該狀態(tài)中，輸入和輸出靜態(tài)電流都非常小)。降壓型轉(zhuǎn)換器根據(jù)需要接通和關(guān)斷，以保持調(diào)節(jié)作用。

圖5　LTC-3588輸入-輸出特性曲線

輸出電壓可通過引腳選擇(分別為1.8V、2.5V、3.3V和3.6V)，連續(xù)輸出電流高達(dá)100mA，在電流增大的同時(shí)可以選擇合適大小的輸出電容器來提供較高的輸出電流脈沖。對(duì)于某個(gè)給定的輸入電容值，一個(gè)設(shè)定在20V的輸入保護(hù)性分路器實(shí)現(xiàn)了較高的能量存儲(chǔ)。此芯片具有以下特點(diǎn)：（1）950nA輸入靜態(tài)電流(輸出處于調(diào)節(jié)狀態(tài)—無(wú)負(fù)載) 在UVLO模式中的輸入靜態(tài)電流為450nA；（2）2.7V至20V輸入工作范圍；（3）內(nèi)置集成化低損失全波橋式整流器；（4）高達(dá)100mA的輸出電流；（5）內(nèi)有高效率集成遲滯降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器及輸入保護(hù)性分路器—高達(dá)25mA的下拉電流(在VIN≥20V)；（6）寬輸入欠壓閉鎖(UVLO)范圍。LTC-3588輸入-輸出特性曲線如圖5所示。

（2）超級(jí)電容性能分析

超級(jí)電容器通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能，是一種電化學(xué)元件，但在其儲(chǔ)能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲(chǔ)能過程是可逆的，因此超級(jí)電容器可以充放電數(shù)十萬(wàn)次。超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層，被分離開的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近，超級(jí)電容原理圖如圖6所示。

圖6　超級(jí)電容原理圖

超級(jí)電容與化學(xué)電池相比有以下特點(diǎn)：（1）充電速度快，充電10秒～1分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上；（2）循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1～50萬(wàn)次，沒有“記憶效應(yīng)”；（3）大電流、放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率＞=90%；（4）功率密度高，可達(dá)300W/KG～5000W/ KG，相當(dāng)于電池的5～10倍；（5）產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；（6）充放電線路簡(jiǎn)單，無(wú)需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長(zhǎng)期使用免維護(hù)；（7）超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃～+70℃；（8）檢測(cè)方便，剩余電量可直接讀出。所以超級(jí)電容是收集壓電的最佳選擇，實(shí)物如圖7所示。

圖7　超級(jí)電容實(shí)物圖

圖8　電能儲(chǔ)存穩(wěn)壓電路原理圖

（3）收集與存儲(chǔ)模塊的電路設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)電能有效存儲(chǔ)，將多個(gè)5.5V、4F的超級(jí)電容并聯(lián)為儲(chǔ)能元件，電路如圖8所示。

電路說明：壓電陶瓷發(fā)出的電能從J2輸入，經(jīng)LTC-3588整流存儲(chǔ)在超級(jí)電容中。超級(jí)電容以并聯(lián)的方式連接，并在兩端各以并聯(lián)方式接5.6V二級(jí)管對(duì)其進(jìn)行過壓保護(hù)和均衡充電。超級(jí)電容兩端的電壓和達(dá)到4.9V時(shí)，電路開始穩(wěn)定3.6V輸出。當(dāng)壓電片不輸出時(shí)，LTC-3588VIN端電壓下降，超級(jí)電容放電，這樣設(shè)備可繼續(xù)工作。原芯片可選輸出電壓為1.8V、2.5V、3.3V、3.6V。為了增加使用性，此電路已設(shè)計(jì)為3.6V輸出，能量收集模塊實(shí)物如圖9所示,裝置整體圖如圖10所示。

2.3能量利用模塊設(shè)計(jì)

2.3.1USB輸出利用

電路末端輸出為3.6V，最大電流為100mA，能滿足很多小功率用電器。為了增加輸出選擇性，我們?cè)诔?jí)電容兩端又直接接出一個(gè)整流模塊，其實(shí)物圖如圖11所示。利用小型ΡFM控制DC/DC變壓控制器芯片，其輸入要求為0.9V～5V任意直流電壓，輸出為穩(wěn)定5V直流電壓?？衫肬SB接口為設(shè)備供電，變壓控制器實(shí)物外形如圖12所示。超級(jí)電容兩端最大電壓為5.5V，一般供電電壓不超過5V。其輸出為直流電，經(jīng)過模塊變壓就可為較大功率用電器提供穩(wěn)定輸出。

2.3.2智能樓道感應(yīng)燈

本裝置可與燈結(jié)合作為樓道感應(yīng)燈，將人踩壓的能量轉(zhuǎn)化為電能。傳統(tǒng)的樓道感應(yīng)燈多為聲控?zé)簦咀髌吠ㄟ^利用超高靈敏度震動(dòng)延時(shí)模塊使其變?yōu)椤坝|控?zé)簟?。該震?dòng)模塊配有超高靈敏度震動(dòng)傳感器，其震動(dòng)感應(yīng)靈敏度可調(diào)；具有穩(wěn)壓IC，提供穩(wěn)定的充足電源，采用高性能計(jì)時(shí)CΡU設(shè)計(jì)，雙層ΡCB板；有電源指示（紅色LED）和開關(guān)觸發(fā)計(jì)時(shí)指示（綠色LED），此模塊為常開型震動(dòng)傳感器，當(dāng)震動(dòng)傳感器震動(dòng)時(shí)，模塊則開始計(jì)時(shí)，點(diǎn)亮綠色LED，繼電器吸合，計(jì)時(shí)結(jié)束，綠色LED滅，繼電器釋放，恢復(fù)到常閉端；觸發(fā)端如在計(jì)時(shí)的時(shí)候，在延時(shí)時(shí)間內(nèi)不斷接收到有震動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，繼電器一直接通，繼電器不會(huì)斷開和閃斷，震動(dòng)觸發(fā)信號(hào)停止后，重新開始計(jì)時(shí)，延時(shí)時(shí)間到了繼電器斷開；有計(jì)時(shí)電位器調(diào)節(jié)時(shí)間，產(chǎn)品設(shè)計(jì)為1-180秒可調(diào)；該模塊可根據(jù)外界產(chǎn)生的有效震動(dòng)，觸發(fā)震動(dòng)感應(yīng)器。震動(dòng)模塊實(shí)物圖如13所示。

圖9　能量收集模塊實(shí)物圖

圖10　裝置整體圖

圖11　整流模塊實(shí)物圖

根據(jù)走路時(shí)的震動(dòng)強(qiáng)度選擇合適的震動(dòng)靈敏度，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置該震動(dòng)模塊震動(dòng)感應(yīng)持續(xù)時(shí)間為7秒，即有效震動(dòng)信號(hào)傳入時(shí)電路可持續(xù)工作7秒。將該裝置和震動(dòng)模塊結(jié)合放置在地面，當(dāng)人通過發(fā)出震動(dòng)信號(hào)時(shí)，有效震動(dòng)信號(hào)觸發(fā)震動(dòng)感應(yīng)模塊，從而電路接通，指示燈亮。

我們同時(shí)考慮到樓道感應(yīng)燈的特點(diǎn)，即白天無(wú)需工作，晚上才需要工作。因此，我們利用單片機(jī)編程，在電路中增加了一個(gè)定時(shí)器。此定時(shí)器時(shí)間可調(diào)，我們通過這個(gè)定時(shí)器可以控制樓道指示燈的工作時(shí)間段。考慮到季節(jié)的差異，冬季和夏季設(shè)置不同的時(shí)間段。定時(shí)器的實(shí)物圖如圖15所示。

在設(shè)置的工作時(shí)間段以內(nèi)，定時(shí)器處于接通狀態(tài)，當(dāng)振動(dòng)模塊感受到振動(dòng)時(shí)，電路全部接通樓道指示燈開始工作。振動(dòng)模塊工作時(shí)間我們?cè)O(shè)置為7秒，時(shí)間到后樓道指示燈滅，節(jié)約電能；在工作時(shí)間段以外，定時(shí)器裝置則處于非工作狀態(tài)，電路斷開，即使有震動(dòng)信號(hào)傳入，指示燈也不會(huì)亮。

圖12　變壓模塊實(shí)物圖

圖13　震動(dòng)模塊實(shí)物圖

圖14　繼電器模塊控制直流設(shè)備接線圖

3　系統(tǒng)測(cè)試與性能分析

3.1充電過程

充電過程是將踩壓壓電陶瓷發(fā)出的電能經(jīng)整流后存儲(chǔ)在超級(jí)電容中。一個(gè)質(zhì)量為50kg的人以90次/min的頻率踩踏壓電片，規(guī)格為4F,5.5V的超級(jí)電容器的充電曲線如圖16所示。

對(duì)曲線1進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合：

對(duì)曲線2進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合：

從擬合曲線中可以看出，二次項(xiàng)非常小，充電曲線接近線性。

3.2放電過程

當(dāng)電路中接入充電電壓為3.7V的手機(jī)時(shí)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，一個(gè)規(guī)格為5.5V、4F初始電壓為4.1V的超級(jí)電容器可以為其充電5分鐘左右。用5.5V、4F超級(jí)電容為手機(jī)充電，其初始電壓為4.1V，放電曲線如圖17所示。從實(shí)驗(yàn)可以看出超級(jí)電容向手機(jī)放電的過程中，放電時(shí)間約為5分鐘，開始放電速度非?？欤欢螘r(shí)間后放電速度變慢。

圖15　定時(shí)器實(shí)物圖

圖16　超級(jí)電容器充電曲線

圖17　回路超級(jí)電容放電電流衰減曲線

圖18　充電實(shí)驗(yàn)曲線

3.3充電與接入用電器的協(xié)調(diào)控制

經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定輸出3.6V電壓對(duì)超級(jí)電容器電壓有最低值要求，實(shí)驗(yàn)使用規(guī)格為5.5V、4F的超級(jí)電容器，使用6V、5MHZ的信號(hào)發(fā)生器對(duì)電路充電。超級(jí)電容器初始電壓值之和為4.39v，實(shí)驗(yàn)曲線如圖18所示。

電壓值之和為4.9V時(shí)開始穩(wěn)定輸出3.6V，而在未達(dá)4.9V時(shí)沒有電壓輸出。所以超級(jí)電容器電壓4.9V為穩(wěn)定輸出電壓的最低值。

4　創(chuàng)新點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)了閑置的踩壓能量低成本利用。

（2）選材節(jié)能環(huán)保。作為新能源材料，壓電陶瓷具有制作簡(jiǎn)單、成本低、換能效率高等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容作為儲(chǔ)能裝置，取代了以往的化學(xué)充電電池，其壽命比化學(xué)電池長(zhǎng)，因此不僅減少了污染，而且降低了成本。

（3）設(shè)計(jì)新穎。與以往所涉及的壓片發(fā)電即發(fā)即用相比，該設(shè)計(jì)最大的亮點(diǎn)在于既可以實(shí)現(xiàn)電能的及時(shí)利用，又可以實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)，使之可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)期的應(yīng)用。

電路輸出電壓范圍可調(diào)節(jié)（2.7V～20V），工作范圍廣，并且超級(jí)電容兩端經(jīng)過變壓模塊直接可給手機(jī)等需要較大電流的用電器使用。

（4）節(jié)能效果明顯?，F(xiàn)以北京地鐵為例進(jìn)行本設(shè)計(jì)節(jié)能效果計(jì)算：一個(gè)產(chǎn)品在比較集中的踩壓頻率下一個(gè)小時(shí)的發(fā)電量為:

地鐵一天17個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間，換算為10個(gè)小時(shí)的相對(duì)集中踩壓壓電片。則一個(gè)地鐵站一個(gè)產(chǎn)品一天的發(fā)電量為：

初步在一個(gè)地鐵站布置200塊這樣的產(chǎn)品而北京共有272個(gè)不重復(fù)站點(diǎn)則北京所有地鐵一個(gè)產(chǎn)品一天的發(fā)電量為：

充一部手機(jī)所需電量：（手機(jī)參數(shù)：3.7V1500mAh）

北京地鐵一天的發(fā)電量可充手機(jī)：

圖19　本產(chǎn)品可應(yīng)用的地點(diǎn)

圖20　圖書館現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

由以上計(jì)算可以看出只北京地鐵一天就可為35286部手機(jī)充電，如果在地鐵軌道、路面、車站等有較大壓力的地方布置本產(chǎn)品用來發(fā)電及進(jìn)行電能收集，將得到一筆可觀的能量。而且它在減少污染所帶來的持續(xù)性效益和教育意義是無(wú)法估量的。此設(shè)計(jì)不僅經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且很好的減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保，節(jié)能減排。

5　應(yīng)用前景

本設(shè)計(jì)電能轉(zhuǎn)化率高，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)存，克服了即發(fā)即用的缺點(diǎn)。其利用前景可歸類為以下幾點(diǎn)：

（1）將地板放置在地鐵站、火車站、商場(chǎng)等人流量大的地點(diǎn)。利用其發(fā)出的電能供行人手機(jī)充電，代替現(xiàn)有的手機(jī)加油站，節(jié)能環(huán)保。

（2）為樓道感應(yīng)燈以及安全指示燈等供電。

（3）將壓電片布置在車流量大的公路上，利用來往車輛進(jìn)行發(fā)電。這在未來的分布式發(fā)電領(lǐng)域具有很大的潛能。

（4）將收集電路安放在鞋底，利用人步行進(jìn)行發(fā)電，其收集電能可用來野外應(yīng)急用電。

（5）將壓電片放置在跑步機(jī)等運(yùn)動(dòng)器材上，從而實(shí)現(xiàn)邊鍛煉邊發(fā)電。

（6）在樓梯口安放指示燈，結(jié)合震動(dòng)模塊，當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)，指示燈亮，提醒路人前方樓梯，防止摔倒。

（7）將我們的裝置安放在操場(chǎng)上，收集同學(xué)在操場(chǎng)跑步以及散步時(shí)的踩壓能量，為安放在操場(chǎng)跑道周圍照明燈供電，既節(jié)能又美觀。生活中滿足本作品發(fā)電要求的場(chǎng)所（圖19，圖20）隨處可見，如果把它推廣，那么在經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、新能源、環(huán)保等方面都將產(chǎn)生很好的效益，做到無(wú)處不在的節(jié)能減排！

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作者簡(jiǎn)介：鄔登金(1994-)，男，本科，安徽人，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。