Upaya fisik dalam menghasilkan 5V 1–2A?

Saya memiliki iPhone, dan kadang-kadang mengisi ulang dari dinding tidak nyaman. Mungkin saya dalam perjalanan panjang dengan bus. Jika saya bersedia melakukan aktivitas fisik / olahraga untuk menghasilkan daya, berapa banyak upaya yang saya perlukan untuk bertindak sebagai pengisi daya telepon, memasok 1–2 amp yang stabil pada 5 V?

Perangkat hipotetis ini harus kecil dan cukup ringan sehingga saya bisa membawanya ... tidak ada gunanya jika saya harus di rumah untuk menggunakannya.

Sebagai contoh, ada alat latihan tangan sederhana yang Anda peras berulang-ulang untuk membentuk otot tangan. Berapa banyak kekuatan yang bisa dihasilkan?

20 watt dikirim ke generator cranked tangan (cukup untuk memberikan 10 watt listrik setelah kehilangan konversi) dapat dikelola sepanjang hari oleh orang yang sehat dan termotivasi. Ini akan menggunakan semua otot lengan Anda. Namun, Anda perlu engkol panjang yang masuk akal, pegangan yang nyaman, pemasangan aman yang baik untuk generator, itu bukan sesuatu yang Anda dengan santai akan dibawa dan digunakan di bus.

Perangkat pencengkeram bisa dicurangi untuk menghasilkan kekuatan tetapi, hanya dengan menggunakan otot cengkeram kecil di lengan, Anda akan kesulitan mendapatkan lebih dari beberapa watt selama beberapa menit sebelum kelelahan.

Jika Anda tidak keberatan berdiri, maka mini-stepper bisa dicurangi dengan generator. Ini akan menggunakan kaki Anda, jadi kami kembali dalam daya 10 watt yang berkelanjutan, bahkan 100+ wilayah. Itu bisa berbaring stabil di lantai, dan mungkin masuk ke dalam ransel kecil, jadi mungkin ini adalah perangkat yang paling cocok secara keseluruhan. Pertimbangkan bahwa seorang individu 70kg yang berjalan setinggi 200mm satu per detik menghasilkan 140 watt.

Penyebutan Neil_UK tentang perangkat latihan kekuatan genggaman tangan membuat saya penasaran seberapa besar kekuatan yang bisa diberikan oleh tangan Anda. Untuk mendapatkan perkiraan saya mencari perangkat seperti itu, tampaknya mereka biasanya memberikan sekitar 500N perlawanan pada jarak 6cm. Ini memberi kita sekitar 30 J energi mekanik per pemerasan. Tidak yakin berapa banyak remasan yang bisa Anda lakukan per detik, jadi mari kita mulai dengan energi. Sel baterai NiMH AA menyimpan sekitar 12kJ listrik, jadi Anda akan membutuhkan 400 tekanan untuk mengisi baterai NiMH AA tunggal . Semoga beruntung dengan itu! Dan perhitungan ini bahkan tidak memperhitungkan kerugian.

Seperti Neil_UK juga menyebutkan, otot lengan dan kaki jauh lebih kuat. Bahkan orang yang tidak terlatih dapat menghasilkan 100W di atas sepeda dalam jangka waktu lama (> 1 jam).

10 watt dibandingkan dengan 550 kaki-pon dan 746 watt ONE Horsepower, memberi kita angka yang berguna.

Anda perlu mengangkat 550 kaki-pound * 10/746 = 550 * 1/75 ~~ 8 pound mengangkat ONE FOOT, setiap detik.

Bisakah Anda mengangkat satu galon air, setiap detik, naik satu kaki, selama satu jam?

Secara teknis, seseorang dengan massa 100 kg berjalan dalam langkah 1 m pada 2 m / s (sekitar 4,5 mil per jam) harus menghasilkan / menggunakan daya sekitar 500 W, seperti artikel ini digambarkan oleh . Jadi, jika Anda memiliki beberapa perangkat yang disematkan ke sepatu Anda, memanen tambahan 10 W harus dapat dilakukan, terutama karena Anda hanya membutuhkan biaya selama 1 jam saja (baterai smartphone memiliki kapasitas sekitar 10 W-jam, dan jika kami mengabaikan kehilangan konversi). Jadi menambahkan 2% beban pada upaya berjalan harus melakukan pekerjaan. Seberapa nyaman sepatu ini akan menjadi pertanyaan lain.

Ada upaya untuk menggunakan pemanenan energi di dalam sepatu, tetapi hasilnya tidak terlalu mengesankan, 3-4 mW.

Bahkan ada instruksi bagaimana membuat "generator sepatu" dari bagian-bagian dari senter yang dapat diisi ulang, sehingga metode ini kemungkinan menghasilkan lebih dari beberapa miliwatt.

RECONSIDERATION AND CORRECTIONS: Jawaban ini menarik perhatian bahwa tidak hanya "pegangan tangan" yang tersedia untuk memanen daya dengan mengangkat sesuatu, tetapi gerak kaki juga memiliki beberapa kemampuan. Namun harapan di atas terlalu optimis.

(1) 4,5 mph adalah jalan Marathon 5K yang bagus, dan bukan untuk orang biasa untuk mencapainya dalam 1 jam. Jadi ya, itu memang "jalan cepat", atau seperti bersepeda di Tour de France;

(2) secara pengamatan, berjalan membutuhkan pengangkatan pusat massa seseorang hanya 2-3 cm, bukan karena kekakuan 1 meter berguling tanpa tepi seperti yang ditunjukkan oleh model yang dikutip. Oleh karena itu, kekuatan mekanis dari 2 langkah per detik berjalan tampaknya berada di urutan 2 x 100 x 0,03 xg ~ = 60 Watt. (ini tidak membahas berapa banyak yang harus dimakan seseorang untuk mencapai ini).

(3) Oleh karena itu, sepatu yang menghasilkan tenaga harus memiliki pendorong tamasya 0,5 cm untuk menghasilkan 10 W dari badan 100 kg yang berjalan cepat dengan asumsi efisiensi 100%.

(4) Lebih buruk lagi, efisiensi generator engkol, bahkan jika dibuat oleh insinyur militer terbaik , tidak melebihi 50%, sehingga sepatu harus memiliki sepatu pesiar 1 cm untuk menghasilkan 10 W.

(5) Oleh karena itu generator engkol 10-W, jika tertanam ke dalam sepatu, akan mengkonsumsi sekitar 15-20% dari upaya berjalan cepat, yang mungkin tidak nyaman.

(6) Lihat juga jawaban yang cukup terkait pada EE Stack Exchange tentang upaya menghasilkan listrik.

KESIMPULAN: Tugas untuk mengisi daya smartphone dalam satu jam menggunakan kekuatan otot akan membutuhkan orang yang sangat berdedikasi dan sehat secara fisik.