পায়ের চাপেই বিদ্যুৎ! পিয়েজো এনার্জি প্রজেক্টে নবায়নযোগ্য শক্তি

পায়ের চাপেই বিদ্যুৎ: পিয়েজো ফুটস্টেপ পাওয়ার জেনারেটর—নবায়নযোগ্য শক্তির সহজ সমাধান

পিয়েজো ইলেকট্রিক সেন্সর দিয়ে তৈরি এই Footstep Power Generator ছোট পায়োরাল বা হালকা যানবাহনের চলাচল থেকে kinetic energy ধরে নিয়ে USB-স্তরের বিদ্যুৎ প্রদান করে। শিক্ষামূলক ডেমো থেকে সরকারি মাঠ বা স্টেডিয়ামের ক্রাউড-ইনস্টলেশন—এই প্রকল্পটি renewable energy ও energy harvesting ধারণাকে বাস্তবে দেখানোর একটি সাদাসিধে এবং কার্যকর উপায়।

প্রকল্পের পটভূমি

এই ডেভেলপমেন্টটি Bigyan Project team দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছে। প্রকল্পের উদ্দেশ্য ছিল সরল উপাদান ব্যবহার করে পিয়েজো (piezoelectric) ভিত্তিক kinetic energy harvesting প্রদর্শন করে শিক্ষার্থীদের ও গবেষকদের জন্য একটি বাস্তবমুখী শিক্ষণীয় টুল তৈরি করা। সম্পূর্ণ দামি ইলেকট্রনিক্স নয়—বরং সহজ কম্পোনেন্ট দিয়ে practical ফলাফল দেখানোই ছিল লক্ষ্য।

বিজ্ঞান ও কাজ করার নীতি

সাধারণ ভাষায়—প্রতিটি পদক্ষেপে চাপ পড়লে পিয়েজো ডায়াফ্রাম ভাঁজ (deform) করে এবং তার ফলে একটি বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ উৎপন্ন হয়। এই generated voltage সিগন্যাল সার্কিটের মাধ্যমে rectify ও boost/condition করে ব্যাটারিতে স্টোর করা হয় এবং পরে buck converter/voltage regulator দিয়ে steady 5V USB আউটপুট দেওয়া হয়।

• প্রাথমিক তত্ত্ব: Piezoelectric effect — ম্যাটারিয়ালের উপর مکانিক চাপ পড়লে বৈদ্যুতিক চার্জ সৃষ্টি হয়।
• উক্ত চার্জকে সত্যিকারের ব্যবহারযোগ্য ভোল্টেজে রূপান্তর করার জন্য রেক্টিফায়ার, চূর্ণকরণ (filtering), এবং ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম প্রয়োজন।
• মনিটরিং ও ইউজার ইন্টারফেসের জন্য মাইক্রোকন্ট্রোলার ও LCD ব্যবহার করা হয় যাতে সিস্টেম স্ট্যাটাস দেখা যায়।

উপাদানসম্ভার (Components Used)

• ৩× 35mm pre-wired piezo disc (piezo sensors)
• Arduino Uno R3 (microcontroller) — system monitoring ও LCD control
• 16×2 I2C LCD display — সিস্টেম স্ট্যাটাস দেখানোর জন্য
• Li-Ion ব্যাটারি (২× 18650 cells) ও Type-C 2S charger board — energy storage ও charging management
• LM2596 buck converter — ব্যাটারি থেকে 5V USB আউটপুট রেগুলেট করার জন্য
• রেকটিফায়ার ও কন্ডেন্সার ফিল্টারিং সার্কিট, সিস্টেম LED ও rocker switch
• প্লাস্টিক/পিভিসি প্লেট এবং মেকানিক্যাল প্লেটিং — piezo ডায়াফ্রাম স্থাপনের জন্য

উদ্দেশ্য ও নতুনত্ব

এই প্রকল্পটি মূলত দুইটি লক্ষ্যেই কাজ করে: একটি শিক্ষা—piezoelectricity ও energy harvesting সম্পর্কে students/enthusiasts-কে বাস্তব অভিজ্ঞতা দেয়া; আর দ্বিতীয়ত practical proof-of-concept—pedestrian traffic থেকে বিদ্যুৎ সংগ্রহের সম্ভাব্যতা প্রদর্শন।

• নবীনতা: সহজ পিয়েজো ডিস্ক ব্যবহার করে সরল ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট ও USB-চেজিং সমাধান একসাথে দেখানো।
• সমস্যা সমাধান: off-grid বা জমায়েত স্থানে ছোট ডিভাইস চার্জিংয়ের জন্য অতিরিক্ত grid-বিহীন শক্তি উৎস হিসেবে কাজ করতে পারে।

পরীক্ষা ও ফলাফল

টেস্টিং ধাপে প্ল্যাটফর্মে নিয়মিত পদচারনা করে piezo-ডিস্কের আউটপুট পরিমাপ করা হয়েছে। পরীক্ষায় দেখা গেছে—একক পিয়েজো ডিস্ক থেকে তাত্ক্ষণিক ভোল্টেজ স্পাইক পাওয়া যায়, কিন্তু বাস্তব ব্যবহার উপযোগী করে তুলতে একাধিক ডিভাইস সিরিজ/প্যারালাল করে, রেক্টিফায়ার ও স্টোরেজ সিস্টেমের প্রয়োজন পড়ে। ডেমোতে USB power-out দিয়ে মোবাইল চার্জিং-এর একটি ছোট অংশ দেখা গেছে এবং LCD-তে ব্যাটারি স্ট্যাটাস প্রদর্শিত হয়েছে।

বাস্তব জীবনে ব্যবহার (Real-world Application)

• স্কুল/কলেজের STEM lab-এ শিক্ষামূলক ডেমো এবং science fair প্রদর্শনী।
• পেডেস্ট্রিয়ান ওয়াকওয়ে, মল, স্টেডিয়াম—জায়গায় যেখানে উচ্চ পদচারণা হয়, সেখানে supplemental USB charging point হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে।
• ট্রানজিয়েন্ট বা অস্থায়ী ইভেন্ট—যেমন কনসার্ট, উৎসব— যেখানে বড় crowds থেকে kinetic energy সংগ্রহ করা যায়।
• অফ-গ্রিড পয়েন্ট-চার্জিং (lighting/IoT sensors) যেখানে ছোট শক্তির ক্রমাগত সরবরাহ দরকার।

প্রজেক্ট ডেভেলপারদের বক্তব্য

“আমাদের লক্ষ্য ছিল সহজ উপকরণ দিয়ে piezoelectric ধারণাকে practical করে দেখানো—যেখানে একজন শিক্ষার্থী সরাসরি step-by-step দেখবে কিভাবে একটি পায়ের চাপ USB-চাইলে শক্তি যোগায়। ভবিষ্যতে আমরা sensitivity বাড়িয়ে এবং solar hybrid যুক্ত করে একটি বেশি কার্যকর সিস্টেম বানানোর পরিকল্পনা করছি,”— বলে দেন একটি সদস্য, developed by Bigyan Project team।

উপসংহার ও ভবিষ্য সম্ভাবনা

পিয়েজো ফুটস্টেপ পাওয়ার জেনারেটর একটি ছোট কিন্তু শক্তিশালী শিক্ষামূলক উদাহরণ—কীভাবে kinetic energy কে renewable energy আকারে রূপান্তর করা যায়। যদিও একক ইউনিট বড় পাওয়ার সাপ্লাই প্রতিস্থাপনে সক্ষম নয়, তবু scalable ইনস্টলেশন এবং hybridization (solar+piezo) করলে এটি শহুরে স্মার্ট-ইনফ্রা ও দূরবর্তী স্থানে উপকারী হতে পারে। শিক্ষার্থীরা এই প্রকল্পের মাধ্যমে শক্তি রূপান্তর, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট ও মাইক্রোকন্ট্রোলিং নিয়ে বাস্তব অভিজ্ঞতা পাবে—এবং সেটিই আধুনিক বিজ্ঞান শিক্ষার জন্য মূল্যবান।

আরো বিস্তারিত স্পেসিফিকেশন ও কিট সংক্রান্ত তথ্য দেখুন: Footstep Power Generator Project (Piezo) — BigyanProject.