Design and Implementation of Power Harvesting System using Piezoelectric and Solar Energy with Internet of Things

Abstract

ABSTRACT

There are many renewable energy sources that can be used in various fields. One of these sources is piezoelectric and solar energy. This research aims to reducing accidents that lead to human’s and material’s losses due to sudden power outages from traffic lights, so that the research aims to design and implement power harvesting system based on two sources, piezoelectric, and solar energy. Internet of things technology (IOT) is used to monitor the produced power from system. The system selects piezoelectric if there is movement in the street to charge battery then operate actuators. Furthermore, the system is operated from the solar cells to charge battery when it is available and there is no movement on street. Arduino Uno is programed to select the available source while gives the priority to the piezoelectric source. MCU chip is used to provide internet connectivity to this system, which helps sending system’s data to cloud and visualizing data in web page remotely. User has ability to choose between auto and manual mode, selecting the available power source. The system is tested under many conditions and gave a good result from piezo sensors and solar output voltage.

المستخلص هناك العديد من مصادر الطاقة المتجددة التي يمكن استخدامها في مختلف المجالات . ومن هذه المصادر الطاقة الكهروضغطية والطاقة الشمسية .ويهدف هذا البحث الى الحد من الحوداث التي تؤدي الى خسائر بشرية ومادية بسبب الانقطاع المفاجئ للتيار الكهربائي عن اشارات المرور حيث تم تصميم وتنفيذ نظام توليد الطاقة بناءً على مصدرين ,الطاقة الكهرضغطية والطاقة الشمسية . تم استخدام تقنية انترنت الاشياء لمراقبة الطاقة المنتجة من النظام , حيث يقوم النظام باختيار الطاقة الكهرضغطية كمصدر للطاقة اذا كان هناك حركة سيارات تقوم بالضغط على حساسات الـ Piezo ليقوم النظام بشحن البطاريات من هذه الطاقة المنتجة. ويقوم بشحن هذه البطاريات من خلال الطاقة الشمسية ان لم يكن هناك حركة سير كافية . يتم برمجة متحكم الاوردوينو لتحديد المصدر المتاح ويعطي الاولوية لمصدر الطاقة اللكهروضغطية وذلك باستخدام حساس الجهد. وتستخدم رقاقة الـ MCU لتوفير الاتصال بالانترنيت لهذا النظام مما يساعد على ارسال بيانات النظام الي صفحة على الانترنيت تم انشاءها بواسطة الـ MCU chip ليتم من خلالها عرض اي المصدرين متاح والتحكم بين الوضع التلقائي واليدوي الذي من خلاله يمكن للمستخدم تحديد احد المصادر لاستخدامه. يمكن لهذا النوع من نظام الطاقة ان يعطي استمرارية للطاقة وهذا ما حققه البحث .