Dacă proiectați produse cum ar fi un electrocasnic, un panou de securitate, un sistem de intrare pentru ușă sau un periferic de computer, puteți alege să includeți un sonerie ca singur mijloc de a interacționa cu utilizatorii sau ca parte a unei interfețe de utilizator mai sofisticate.
De Bruce Rose, inginer principal de aplicații, CUI Devices
În ambele cazuri, soneria poate fi un mijloc ieftin și fiabil de a confirma o comandă, de a indica starea echipamentului sau a unui proces, de a provoca interacțiune sau de a declanșa o alarmă.
În principiu, un sonerie este de obicei fie de tip magnetic, fie piezoelectric.Alegerea dvs. poate depinde de caracteristicile semnalului de unitate sau de puterea audio de ieșire necesară și de spațiul fizic disponibil.De asemenea, puteți alege între tipurile de indicator și traductoare, în funcție de sunetele pe care le doriți și de abilitățile de proiectare a circuitelor disponibile.
Să aruncăm o privire la principiile din spatele diferitelor mecanisme și apoi să ne gândim dacă tipul magnetic sau piezo (și alegerea indicatorului sau a actuatorului) ar putea fi potrivit pentru proiectul tău.
Sonete magnetice
Soneriile magnetice sunt în esență dispozitive acționate de curent, care necesită de obicei mai mult de 20 mA pentru a funcționa.Tensiunea aplicată poate fi de până la 1,5 V sau până la aproximativ 12 V.
După cum arată figura 1, mecanismul cuprinde o bobină și un disc feromagnetic flexibil.Când curentul trece prin bobină, discul este atras spre bobină și revine la poziția sa normală atunci când curentul nu curge.
Această deviație a discului face ca aerul din apropiere să se miște, iar acest lucru este interpretat ca sunet de urechea umană.Curentul prin bobină este determinat de tensiunea aplicată și de impedanța bobinei.
Figura 1. Construcția și principiul de funcționare a soneriei magnetice.
Sonete piezo
Figura 2 prezintă elementele unui buzzer piezo.Un disc din material piezoelectric este susținut la margini într-o incintă și contactele electrice sunt fabricate pe cele două părți ale discului.O tensiune aplicată peste acești electrozi determină deformarea materialului piezoelectric, rezultând mișcarea aerului care poate fi detectată ca sunet.
Spre deosebire de soneria magnetică, soneria piezo este un dispozitiv alimentat de tensiune;tensiunea de funcționare este de obicei mai mare și poate fi între 12V și 220V, în timp ce curentul este mai mic de 20mA.Soneria piezo este modelată ca un condensator, în timp ce soneria magnetică este modelată ca o bobină în serie cu un rezistor.
Figura 2. Construcția soneriei piezo.
Pentru ambele tipuri, frecvența tonului sonor rezultat este determinată de frecvența semnalului de conducere și poate fi controlată într-o gamă largă.Pe de altă parte, în timp ce buzzerele piezo prezintă o relație relativ liniară între puterea semnalului de intrare și puterea audio de ieșire, puterea audio a buzzerelor magnetice scade brusc odată cu scăderea puterii semnalului.
Caracteristicile semnalului de comandă pe care îl aveți la dispoziție pot influența dacă alegeți un buzzer magnetic sau piezo pentru aplicația dvs.Cu toate acestea, dacă sonoritatea este o cerință esențială, buzzerele piezo pot produce de obicei un nivel de presiune a sunetului (SPL) mai mare decât buzzerele magnetice, dar tind și să aibă o amprentă mai mare.
Indicator sau traductor
Decizia de a alege un indicator sau un tip de traductor este ghidată de gama de sunete necesare și de designul circuitelor asociate pentru a conduce și controla soneria.
Un indicator vine cu circuite de conducere încorporate în dispozitiv.Acest lucru simplifică proiectarea circuitului (figura 3), permițând o abordare plug-and-play, în schimbul unei flexibilități reduse.Deși trebuie doar să aplicați o tensiune de curent continuu, se poate obține doar un semnal audio continuu sau pulsat, deoarece frecvența este fixă intern.Aceasta înseamnă că sunetele cu mai multe frecvențe, cum ar fi sirenele sau clopoțeii, nu sunt posibile cu semnale sonore.
Figura 3. Un semnal sonor emite un sunet atunci când este aplicată o tensiune de curent continuu.
Fără circuite de conducere încorporate, un traductor vă oferă flexibilitatea de a obține o varietate de sunete folosind diferite frecvențe sau forme de undă arbitrare.Pe lângă sunetele de bază continue sau pulsate, puteți genera sunete precum avertismente multiton, sirene sau clopoțeii.
Figura 4 prezintă circuitul de aplicare pentru un traductor magnetic.Comutatorul este de obicei un tranzistor bipolar sau FET și este folosit pentru a amplifica forma de undă de excitație.Din cauza inductanței bobinei, dioda prezentată în diagramă este necesară pentru a fixa tensiunea de retur atunci când tranzistorul este oprit rapid.
Figura 4. Un traductor magnetic necesită un semnal de excitație, un tranzistor amplificator și o diodă pentru a gestiona tensiunea de întoarcere indusă.
Puteți utiliza un circuit de excitație similar cu un traductor piezo.Deoarece traductorul piezo are o inductanță scăzută, nu este necesară o diodă.Cu toate acestea, circuitul are nevoie de un mijloc de resetare a tensiunii atunci când comutatorul este deschis, ceea ce se poate face prin adăugarea unui rezistor în locul diodei, cu prețul unei disipări mai mari a puterii.
De asemenea, se poate crește nivelul sunetului prin creșterea tensiunii de la vârf la vârf aplicată pe traductor.Dacă utilizați un circuit cu punte completă, așa cum se arată în figura 5, tensiunea aplicată este de două ori mai mare decât tensiunea de alimentare disponibilă, ceea ce vă oferă o putere audio de ieșire cu aproximativ 6 dB mai mare.
Figura 5. Utilizarea unui circuit de punte poate dubla tensiunea aplicată traductorului piezo, oferind o putere audio suplimentară de 6 dB.
Concluzie
Soneriile sunt simple și ieftine, iar alegerile sunt limitate la patru categorii de bază: magnetice sau piezoelectrice, indicator sau traductor.Soneriile magnetice pot funcționa de la tensiuni mai mici, dar necesită curenți de antrenare mai mari decât tipurile piezo.Soneriile piezo pot produce un SPL mai mare, dar tind să aibă o amprentă mai mare.
Puteți opera un semnal sonor cu doar o tensiune de curent continuu sau puteți alege un traductor pentru sunete mai sofisticate dacă puteți adăuga circuitele externe necesare.Din fericire, CUI Devices oferă o gamă de sonerie magnetice și piezo, fie cu indicatori, fie cu traductoare, pentru a face și mai ușoară alegerea unui sonerie pentru designul dumneavoastră.
Ora postării: 12-sept-2023
