Sejak kebelakangan ini, penuaian tenaga daripada pergerakan manusia menjadi semakin popular. Hal ini demikian kerana bilangan sensor tanpa wayar dan peranti elektronik kuasa rendah semakin bertambah. Dengan menggunakan penuai tersebut, peranti elektronik boleh dicas di mana-mana dan bila-bila masa. Selain itu, penuai tersebut merupakan peranti mesra alam. Dalam penyelidikan ini, penuai tenaga berdasarkan ketukan tapak kaki manusia telah dicadangkan. Piezoelektrik telah digunakan untuk menuai tenaga kinetik yang dijana daripada ketukan tapak kaki dan ditukarkan kepada tenaga elektrik. Arus yang dihasilkan oleh piezoelektrik merupakan arus ulang-alik. Oleh itu, penerus gelombang penuh satu fasa telah dimasukkan ke dalam prototaip untuk menukarkan arus ulang-alik ke arus terus untuk kegunaan bateri. Selain itu, pengatur voltan juga dimasukkan ke dalam prototaip untuk mengawal voltan yang dijana oleh piezoelektrik ke tahap voltan yang sesuai untuk mengecas bateri. Kesan daripada penggunaan piezoelektrik yang berbeza dan konfigurasi litar yang berbeza terhadap pengeluaran tenaga elektrik telah dikaji dalam penyelidikan ini. Selain itu, kesan daripada beberapa faktor seperti berat badan manusia, jantina manusia dan kelajuan berjalan manusia terhadap pengeluaran tenaga elektrik juga telah dikaji. Dalam akhir kajian ini, ia didapati bahawa piezoelektrik MCFT-41T-1.0A1-141 yang lebih nipis dan lebih besar dalam diameter boleh menjana lebih banyak tenaga elektrik, iaitu 30.97 𝜇W. Tenaga elektrik yang dijana oleh enam keping piezoelektrik yang disambung secara siri juga adalah yang terbanyak antara empat kofigurasi litar yang berbeza, iaitu 42.3 𝜇W. Selain itu, orang yang lebih berat dan boleh berjalan dengan kelajuan yang lebih cepat juga boleh menjana lebih banyak tenaga elektrik. Akhir sekali, tenaga elektrik yang dijana oleh lelaki adalah lebih tinggi daripada perempuan. Kesimpulannya, jumlah terbanyak tenaga elektrik yang diperolehi daripada penyelidikan ini, iaitu 96.25 𝜇W adalah dijana oleh lelaki yang lebih berat dan jalan dengan kelajuan yang lebih cepat.
_______________________________________________________________________________________________________
Due to the number of wireless sensor and low power consumer electronic device keep increasing, energy harvesting from human motion become more favored in recent years. By using such harvester, the electronic device can be charged up at anywhere and anytime. Besides, such harvester is also an environmental friendly device. In this study, an energy harvester based on human foot strike is proposed. The kinetic energy produced by the foot strike is harvested by using the piezoelectric materials and converted into an electrical energy. However, due to the output current produced by the piezoelectric material is an alternating current, a single phase full wave bridge rectifier is included in the prototype in order to convert the alternating current into a direct current which is suitable for battery charging. Besides, a voltage regulator is also included in this prototype in order to regulate the voltage generated by the piezoelectric material to a certain voltage level so that it can be readily used to charge up a battery. The effect of different types and different circuit configurations of piezoelectric materials on the electrical energy production are investigated in this study. Besides, the effect of several factors such as human body weight, human gender and human walking speed on the electrical energy production are also investigated. In the end of this research, it is found that the MCFT-41T-1.0A1-141 piezoelectric ceramic, which is thinner and greater in diameter can generate the greatest amount of electrical energy, which is 30.97 𝜇W. The amount of electrical energy that generated by six pieces of piezoelectric which are connected in series is also the greatest among the four different circuit configurations, which is 42.3 𝜇W. Besides, the electrical energy generated by people with greater body weight and faster walking speed are also greater. Finally, the results also showed that a male can generate greater amount of electrical energy when compared to female. Therefore, it can be concluded that the greatest amount of electrical energy obtained from this study, which is 96.25 𝜇W are generated by a male with a greater body weight who is walking at a faster speed.
Investigation of human kinetic energy harvesting from human foot strike / Teh Joo Ann