A piezoelektromos hangjelző működési elve és a termékválasztás alapjai

1. Mi is valójában a piezoelektromos hangjelző?

A piezoelektromos csengőegy piezoelektromos kerámiaelem köré épülő hangkeltő alkatrész. Ha feszültséget kapcsolunk a kerámiára, az anyag alakját mikroszkopikus mértékben megváltoztatja. Megfelelő frekvencián hajtva, ez az ismételt hajlítás kinyomja a levegőt és hallható hangot ad. A hangszóróval ellentétben apiezoelektromos csengőműködéséhez nincs szükség mozgó tekercsre vagy állandó mágnesre, ami a fő oka annak, hogy kicsi, vékony és energiatakarékos marad.

A legegyszerűbb forma egy csupasz piezoelektromos tárcsa, amelyet gyakran berregő elemnek neveznek, és amelyet egy külső oszcillátor áramkörrel hajt meg. A terméktervezők elterjedtebb formája a csomagoltpiezoelektromos csengőamely már tartalmazza a kerámiát, a membránt és sok esetben a meghajtó elektronikát is, mindezt egy lezárt házban. Ennek a felosztásnak a megértése az első lépés minden piezoelektromos hangjelzés kiválasztásában.

2. Hogyan működik a piezoelektromos hangjelző

A működési elve apiezoelektromos csengőegy fizikai tulajdonságon és egy kis számú támogató áramkörön múlik.

2.1 A piezoelektromos hatás

Bizonyos kerámiakristályok mechanikai igénybevétel hatására belső elektromos töltést fejlesztenek ki, és elektromos tér hatására deformálódnak. Apiezoelektromos csengőennek a kapcsolatnak a második felét használja: a váltakozó feszültség hatására a kerámia másodpercenként ezerszer megnyúlik és összehúzódik. A kerámia egy vékony fém membránhoz van kötve, így a membrán együtt rezeg vele és hangot sugároz.

Mivel a mozgás csak néhány mikron, a mozgó tömeg a belsejében apiezoelektromos csengőapró, ami megtartja az egészetpiezoelektromos csengőkönnyű és gyorsan reagál. Ezért a piezo alkatrész szinte azonnal bekapcsol, és nagyon kevés áramot vesz fel, mint egy hasonló méretű tekercs alapú eszköz.

2.2 Passzív vs. aktív belső áramkör

A piezoelektromos hangjelzőknek két praktikus családja létezik, és a különbség számít az anyagjegyzékben:

• Passzív piezoelektromos hangjelző(néha piezo elemnek vagy külső meghajtó résznek nevezik): nem tartalmaz oszcillátort. Négyszöghullámú jelet kell szolgáltatnia a kívánt frekvencián. Ez teljes ellenőrzést biztosít a hangmagasság felett, és lehetővé teszi az egyiketpiezoelektromos csengőtöbb hangot lejátszani.
• Aktív piezoelektromos hangjelző(belső meghajtó): beépített oszcillátorral és meghajtó áramkörrel rendelkezik. Alkalmazza a névleges egyenfeszültséget és apiezoelektromos csengőez a típus önmagában rögzített hangot ad ki. Ez a könnyebb megoldás, ha csak egyetlen figyelmeztető hangra van szüksége.

Mindkét típusnál a kerámia rezonanciafrekvenciája állítja be a természetes, leghangosabb működési pontot. Vezetés apiezoelektromos csengőennek a frekvenciának a közelében a legjobb hangnyomásszintet adja a tápegységből felvett legkevesebb energia mellett. Bármely piezoelektromos berregő esetében a rezonancián tartás a legnagyobb hangerőszabályzó.

2.3 Főbb teljesítményparaméterek

Négy szám írja le szinte az összes értékelendő piezoelektromos hangjelzőt, és együtt előre jelzik, hogy a piezoelektromos hangjelző hogyan fog működni a termékben:

• Névleges feszültség— az alkatrészt általában 3 V, 5 V vagy 12 V egyenáramra tervezték.
• Rezonancia frekvencia— az a frekvencia, amelyen a kimenet a legerősebb, általában 2–5 kHz kis alkatrészek esetén.
• Hangnyomásszint (SPL)— hangerő rögzített távolságban, decibelben mérve.
• Jelenlegi fogyasztás– jellemzően néhány milliamper, jóval az elektromágneses egyenérték alatt.

A piezoelektromos csengőamely kívülről egy másikkal azonosnak tűnik, nagyon eltérően viselkedhet, ha ezt a négy értéket összehasonlítja, ezért mindig olvassa el őket együtt, ne külön-külön.

3. Piezoelektromos vs. elektromágneses hangjelző

A tervezők gyakran választanak a piezoelektromos hangjelző és az elektromágneses (tekercses) hangjelző között, és a kompromisszumok döntik el, hogy egy adott termékhez melyik piezoelektromos hangjelző illik. Nem cserélhetők fel, ezért az alábbi táblázatot érdemes nyitva tartani a kiválasztás során.

A piezoelektromos csengőáltalában a megfelelő hívás, ha szűkös az energiaköltségvetés és a kártyahely. Ha mélyebb, alacsonyabb frekvenciájú testre van szüksége a hanghoz, az elektromágneses rész még mindig nyerhet, de a legtöbb riasztási és értesítési használat esetén a piezo rész a karcsúbb választás.

4. Hogyan olvassa el a műszaki adatokat

Az adatlapon szereplő számok csak akkor segítenek, ha tudod, mit jelentenek a gyakorlatban egy piezoelektromos hangjelzőnél.

4.1 Névleges feszültség és tűrés

Illessze a piezoelektromos hangjelző névleges feszültségét a tápsínhez. Sok kis alkatrész 3 V vagy 5 V a fogyasztói elektronikához; A 12 V-os alkatrészek gyakoriak az ipari és autóipari szomszédos berendezésekben. Tartson némi mozgásteret, és kerülje a tartós túlfeszültséget, amely megterheli a kerámiát és lerövidíti a piezoelektromos hangjelző élettartamát.

4.2 Rezonanciafrekvencia és SPL

A hangnyomás szintet szinte mindig a rezonanciafrekvencián adják meg. Ha vezetsz apiezoelektromos csengőoff-rezonancia, számítson arra, hogy a piezoelektromos berregő hangereje csökkenni fog. Riasztáshoz válasszon egy frekvenciát az emberi hallás legérzékenyebb részén belül (körülbelül 2–4 kHz), és erősítse meg az SPL-t a tényleges frekvencián, ne csak a címsor számán az oldalon.

4.3 Üzemi hőmérséklet és környezeti megfelelőség

Ellenőrizze a piezoelektromos hangjelző működési hőmérsékleti tartományát a termék működési helyéhez képest. A kültéri, autóipari és ipari felszereléseknek nagyobb hatótávra van szükségük, mint az irodai berendezéseknek. Anyagkorlátozásokkal rendelkező piacokon erősítse meg a betartásátRoHSésREACH; A MEIDI alkatrészeket alatt gyártjákISO 9001ésISO 14001minőség- és környezetirányítási rendszerek.

5. MEIDI piezoelektromos hangjelző termékcsalád

Az alábbi táblázat a valódi MEIDI piezo alkatrészek reprezentatív szeletét mutatja passzív, aktív és SMD családok között. A pontos értékek az aktuális termékkatalógusból származnak, és hasznosak kiindulási pontként, amikor piezoelektromos hangjelzőt választ egy új táblához. Az alábbi piezoelektromos hangjelzők egy raktáron lévő, gyártási alkatrész, nem pedig egyedi összeállítás.

Ez a tartomány kisfeszültségű fogyasztói alkatrészeket, 12 V-os ipari alkatrészeket és vékony SMD opciókat foglal magában a sűrű PCB-khez. A csupasz meghajtóelemekhez a MEIDI piezoelektromos lemezeket is szállít, mint például az FT-27T-4.0B1-C25 4,0±0,5 kHz-es rezonanciát, amelyek egy külön meghajtó áramkörrel párosulnak, ha csupaszpiezoelektromos csengőelem a jobban illeszkedik.

6. Kiválasztás alapjai: Piezoelektromos hangjelző illesztése az alkalmazáshoz

A piezoelektromos berregő jó kiválasztása többnyire a mező szűkítésének folyamata négy megkötéssel szemben.

6.1 Helyszűkített és SMD-konstrukciók

Ha a tábla zsúfolt, egy SMD piezoelektromos zümmögő, például az MLT sorozat nem engedi a hangszórót a magassági költségvetésből, és egy ilyen vékony piezoelektromos hangjelző gyakran az egyetlen megfelelő lehetőség. Ezek az alkatrészek laposan helyezkednek el a nyomtatott áramkörön, és túlélik az újrafolyást, ami leegyszerűsíti az automatizált összeszerelést, és csökkenti a kézi elhelyezési hiba esélyét.

6.2 Magas SPL riasztási alkalmazások

Hangos riasztásokhoz nézze meg az aktív 12 V-os részeket, amelyek SPL-je legalább 90 dB, például a HND-2316 vagy a HND-4216. Ne feledje, hogy az SPL gyorsan esik, ha mozog apiezoelektromos csengőtávol a rezonanciafrekvenciától, ezért tartsa a meghajtó frekvenciáját a katalógusérték közelében, hogy megóvja a fizetett hangerőt.

6.3 Akkumulátoros és gyengeáramú eszközök

A piezoelektromos csengőez itt a természetes választás. A passzív 3-5 V-os részek csak néhány milliampert vesznek fel, így alig érintik az akkumulátort. Passzív párosításpiezoelektromos csengőkis teljesítményű mikrokontroller PWM kimenettel, és dedikált hangchip nélkül szabályozhatja a hangszínt és a munkaciklust.

6.4 Ipari 12 V-os rendszerek

A 12 V-os sínen futó berendezéseknek közvetlenül 12 V-os névleges alkatrészeket kell használniuk. A HNR-2207, HNR-2310A és a HND aktív család erre a környezetre készült, és szélesebb üzemi hőmérséklet-tartományt hordoz, amelyet sok ipari termék megkövetel. 12 V-os választáspiezoelektromos csengőelőre elkerüli a szabályozót és a kapcsolódó veszteségeket.

7. Gyakori hibák a piezoelektromos hangjelző kiválasztásában

• Feltéve, hogy bármely berregő bármilyen feszültségre illeszkedik.A 12 V-os sín 5 V-os része korán meghibásodik. Egyezzen meg a névleges feszültséggelpiezoelektromos csengőelső.
• Rossz frekvencián idézi az SPL-t.A hangerősség szám rezonanciakor érvényes; rezonancián kívül esik. Érvényesítse az Ön SPL-jétpiezoelektromos csengőazon a frekvencián, amelyet ténylegesen vezetni fog.
• A passzív és az aktív különbség figyelmen kívül hagyása.Egy passzívpiezoelektromos csengőkülső hangforrásra van szüksége. Csatlakoztassa egy csupasz GPIO-hoz oszcillátor nélkül, és semmit sem fog hallani.
• A hőmérsékleti tartomány elfelejtése.A +60 °C-ra besorolt ​​alkatrész nem éli túl a forró burkolatot, ezért ellenőrizze a piezoelektromos hangjelző fesztávolságát, mielőtt leköti.

8. Miért dolgozzon egy tapasztalt piezoelektromos hangjelző gyártóval?

A megfelelő piezoelektromos hangjelzés megadása csak a munka fele. Az a gyártó, amely széles piezocsaláddal rendelkezik, konzisztens átfutási idővel rendelkezik, és teljes specifikációt és megfelelőségi dokumentációt tud biztosítani, lerövidíti a minősítési ciklust. A MEIDI 15 éve szállít csengő alkatrészeket exportáló ügyfeleknek, a gyártás 2011-es gyárunkig nyúlik vissza, és támogatja az RoHS és a REACH megfelelést az ISO 9001 és ISO 14001 rendszerekkel.

Amikor cél SPL-t, feszültséget és helyköltségvetést küld, egy tapasztalt partner általában két-három katalógusrészre tud mutatni, amelyek már megfelelnek a követelménynek, ahelyett, hogy nulláról kezdenének egyedi projektet. Ez a gyakorlati értéke a választásnakpiezoelektromos csengőbeszállító mélységgel a passzív, aktív és SMD vonalakon.

9. Gyakran Ismételt Kérdések

Lejátszhat egy piezoelektromos hangjelző különböző hangokat?

Igen, ha passzív típusról van szó. Egy passzívpiezoelektromos csengőnincs belső oszcillátora, így egy külső áramkör vezérli a frekvenciát, és több hangot vagy dallamot generálhat. Az aktív típus egy fix hangot ad ki, amikor be van kapcsolva.

Miért ilyen halk a piezoelektromos hangjelzőm?

A legáltalánosabb ok a rezonanciafrekvencia leállítása, ahol az SPL meredeken csökken. Győződjön meg arról, hogy a hajtás frekvenciája megegyezik az adatlapon szereplő rezonanciafrekvenciával, és ellenőrizze, hogy a tápfeszültség a névleges értéken van-e.piezoelektromos csengő.

A piezoelektromos hangjelző jobb, mint az elektromágneses?

Kis teljesítményű és vékony profilokhoz apiezoelektromos csengőáltalában jobb, és a piezoelektromos berregő is hajlamos túlélni a tekercs egy részét nedves körülmények között. Az elektromágneses berregő teltebb, alacsony frekvenciájú hangot ad, de több áramot vesz fel, és magasabban ül. A megfelelő választás a teljesítmény- és helykorlátoktól függ.

Kell-e meghajtó áramkör a piezoelektromos hangjelzésekhez?

Az aktív típusok közé tartozik a meghajtó, és csak egyenáramra van szükségük. A passzív típusoknak, beleértve a csupasz piezoelektromos lemezt is, külső oszcillátorra vagy mikrokontroller PWM kimenetre van szükségük a hang előállításához.

Milyen feszültséget válasszak piezoelektromos berregőhöz?

Illessze a rendszersínt. Akkumulátorokhoz és fogyasztói eszközökhöz 3–5 V-os, ipari berendezésekhez 12 V-os alkatrészeket használjon. Soha ne lépje túl a tartós működéshez szükséges névleges feszültséget, mert az idővel tönkreteszi a kerámiát.

A MEIDI piezoelektromos hangjelzők megfelelnek az anyagokra vonatkozó előírásoknak?

A MEIDI piezo alkatrészeket RoHS és REACH megfelelőséggel szállítjuk, ISO 9001 és ISO 14001 rendszer szerint gyártva.

10. Következtetés

A piezoelektromos csengőmegtévesztően egyszerű rész, de a különbség a tiszta, hangos riasztás és a gyenge, megbízhatatlan között szinte mindig a kiválasztási részletekben rejlik: a feszültség illesztésében, a rezonancia-frekvencia beállításában és a megfelelő csomagban a kártyához. Kezdje az alkalmazás megszorításaival, használja a fenti paramétertáblázatokat ellenőrzőlistaként, és erősítse meg a megfelelőségi dokumentumokat, mielőtt elkötelezi magát egy build mellett. Ha még mindig nem biztos abban, hogy melyikpiezoelektromos csengőilleszkedik, ossza meg feszültségét, SPL-jét és helyköltségkeretét, és csapatunk pontosan az Ön igényei szerint állítja össze a piezoelektromos hangjelzőt.