圧電床(Piezoelectric Floor)



4枚の圧電素子を並べた試作「圧電床」
○こんな実験です
圧電素子を敷くいた床を踏んで,イルミネーション用LEDを点灯させます。
 
○こんなことが学べます
圧電素子は衝撃を与えると高電圧が発生し,直列に接続された多くのLEDが点灯することが学べます。

○こんな仕組みです 
圧電素子は,衝撃を与えると圧電物質の表面に誘電分極による高電圧(ここでは約300V)が発生します。4枚の圧電素子で発生した電流を,ブリッジダイオードで整流して並列接続し,電流を増やしてイルミネーション用に直列接続した70個の青色LEDを点灯させています。



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○準備しよう 
圧電素子4枚(シロイアソシエイツ製),青色LEDイルミネーション,整流ブリッジダイオード4個,,プスチック板(A4),スポンジ(A4,厚さ5mm程度),発泡ポリスチレン板(A4,厚さ8mm程度),ガムテープ,半田,半田ごて

○作ってみよう 
@ プラスチック板の上に発泡ポリスチレン板を敷き,その上にスポンジを乗せて,圧電素子4枚を並べ,ガムテープで固定します。
A 圧電素子にブリッジ整流ダイオードを接続し,4組並列にしてイルミネーション用LEDの脚に接続します。
B 圧電素子の上にプラスチック板を重ね,周囲をガムテープで固定します。

○使い方
圧電床の上で足踏みすると,発電してLEDが点灯します。

○感謝の言葉
シロイアソシエイツの城井氏に圧電床の製作をご指導いただきました。ありがとうございました。

圧電発電のしくみ

1枚の圧電素子にイルミネーション用圧電素子を接続した様子

研究室の壁に取り付けた青色LEDイルミネーション

圧電床回路図