Memahami dan Menggunakan Piezo Transducer

Dalam catatan ini, kami cuba menyiasat apa itu transduser dan bagaimana mereka perlu dikonfigurasi dalam litar semasa menggunakannya dalam aplikasi tertentu

Memahami Piezo Transduser

Transduser piezo adalah peranti yang digunakan terutamanya untuk menukar frekuensi yang diterapkan ke suara yang dapat didengar. Ia mungkin dibandingkan dengan pembesar suara yang kuat, satu-satunya perbezaan adalah keupayaan pengendalian dan prinsip operasi.

Pembesar suara digunakan untuk mengendalikan frekuensi suara berkuasa tinggi dan mampu menghasilkan semula apa yang diberi pada input.

Walau bagaimanapun, transduser piezo mungkin tidak seefisien pembesar suara dengan kualiti dan output tetapi terdapat beberapa ciri yang menjadikan peranti ini luar biasa.

Transduser piezo sangat sesuai untuk menghasilkan output suara bernada tinggi, yang mungkin tidak dapat dilakukan oleh pembesar suara.

Lebih-lebih lagi transduser piezo murah, sangat padat dan ramping dan tidak memerlukan litar yang rumit untuk beroperasi.

Jadi pada dasarnya ini digunakan untuk menghasilkan nota bernada tinggi yang dapat digunakan pada tanduk muzik, alat peringatan dll.

Spesifikasi Umum (Menggunakan sebagai Penjana Bunyi)

Transduser piezo berbentuk bulat dengan asas logam, transduser piezo berdiameter 27mm lebih popular.
Kira-kira 3mm dari pinggir luar, bahan piezo dalaman dilapisi pada asas logam piezo.

Bahan ini agak mudah terdedah terutamanya semasa memateri wayar pada mereka.

Pada asasnya, ini adalah dua jenis hubungan dan tiga jenis hubungan. Pangkalan logam digunakan sebagai terminal tanah dan lapisan bahan poezo dalaman menjadi terminal positif.

Untuk ketiga-tiga jenis hubungan, bahan piezo dalaman terdiri daripada bahagian piezo kecil yang terpisah dan menjadi kenalan ketiga dan berperilaku sebagai elemen maklum balas.

Piezo tiga kenalan di atas juga boleh digunakan dalam aplikasi transduser dua wayar di mana hubungan maklum balas pusat ketiga tidak digunakan.

Frekuensi luaran dari pemacu piezo diterapkan di dasar logam dan bahan piezo dalaman, piezo kemudian mula bergetar pada tahap frekuensi yang diguna, menghasilkan suara bernada tinggi.

Walau bagaimanapun, bunyi ini boleh menjadi sangat tidak signifikan dan jumlahnya rendah kecuali piezo dipasang di atas perumahan plastik khas dengan lubang tengah.

Ukuran lubang penting dan tidak boleh lebih daripada 8mm diameter atau kurang dari 6mm diameter.

Perumahan plastik harus sedemikian rupa sehingga piezo dilekatkan dengan pelekat di atas platform mengangkat hanya beberapa mm di atas dasar perumahan yang terdiri dari lubang yang dijelaskan di atas.

Bahagian yang dinaikkan hendaklah selebar hanya 2 mm, hampir tidak menyokong pinggir lilitan piezo.

Keseluruhan prosedur pemasangan (pemasangan) telah dijelaskan dalam artikel litar buzzer ringkas ini .

Spesifikasi Teknikal - Bagaimana Piezo Beroperasi

Seperti yang kita ketahui bahawa transduser piezoelektrik mengubah daya mekanik menjadi denyutan elektrik yang setara di seluruh terminal badannya. Penerapan daya mekanik ini pada bahan piezo boleh dilakukan dalam 3 bentuk asas berikut:

• Melintang
• Membujur
• Ricih.

Kesan melintang

Dalam tekanan impak ini dipotong di sepanjang paksi neutral (y) cas bergerak di sepanjang arah (x), tegak lurus dengan garis daya. Besarnya atau tahap cas (Cz) yang dihasilkan bergantung pada spesifikasi geometri bahan elektrik piezo. Sekiranya kita mengambil a, b, d sebagai dimensi yang kita dapat:

C_dengan= d_xyF_Y b / a

di mana ke adalah dimensi melintasi paksi neutral, b terletak pada garis yang menghasilkan caj, dan d adalah pekali piezolectric yang relevan.

Kesan membujur

Dalam impak ini, besarnya cas yang dipindahkan secara khusus setara dengan daya yang dikenakan. Walau bagaimanapun, ini tidak bergantung pada dimensi piezoelektrik.

Satu-satunya cara untuk meningkatkan output cas dari elemen piezoelektrik adalah dengan mengkonfigurasi banyak peranti ini secara mekanikal secara bersiri atau menumpuk satu di atas yang lain, tetapi disambungkan secara elektrik secara selari. Caj yang dihasilkan dapat dikira dengan menggunakan formula berikut:

C_x= d_xxF_x n

Di mana d_xxmenunjukkan pekali piezoelektrik untuk cas melintasi arah-x, yang dihasilkan oleh tekanan atau daya yang dikenakan pada arah yang sama. F_xmewakili daya yang dikenakan dalam arah-x, sementara n mewakili bilangan elemen piezo yang tersusun satu di atas yang lain.

Kesan Ricih

Dalam kesan ini cas yang dihasilkan secara khusus setara dengan kekuatan yang diberikan, tetapi tidak bergantung pada dimensi piezo. Bila n bilangan transduser disusun dalam satu siri di atas yang lain, dan disambungkan secara elektrik secara selari, magnitud cas dapat dikira menggunakan persamaan berikut:

C_x= 2d_xxF_x n

Hanya kesan melintang yang mempunyai kepekaan yang dapat disesuaikan untuk daya yang dikenakan pada bahan piezo, yang tidak tersedia untuk hasil kesan membujur dan ricih.