Ako dizajnirate proizvode poput kućnog aparata, sigurnosne ploče, sistema za ulazna vrata ili kompjuterske periferije, možda ćete odabrati da zujalica bude jedino sredstvo za interakciju s korisnicima ili kao dio sofisticiranijeg korisničkog interfejsa.
Autor Bruce Rose, glavni inženjer aplikacija, CUI Devices
U oba slučaja, zujalica može biti jeftino i pouzdano sredstvo za potvrđivanje komande, označavanje statusa opreme ili procesa, podsticanje interakcije ili podizanje alarma.
U osnovi, zujalica je obično magnetskog ili piezoelektričnog tipa.Vaš izbor može zavisiti od karakteristika pogonskog signala ili potrebne izlazne audio snage i dostupnog fizičkog prostora.Također možete birati između tipova indikatora i sonde, ovisno o zvukovima koje želite i vještinama dizajna kola koje su vam dostupne.
Hajde da pogledamo principe koji stoje iza različitih mehanizama, a zatim razmotrimo da li bi magnetni ili piezo tip (i izbor indikatora ili aktuatora) mogao biti pravi za vaš projekat.
Magnetne zujalice
Magnetni zujači su u suštini uređaji na struju, koji obično zahtijevaju više od 20 mA za rad.Primijenjeni napon može biti nizak od 1,5V ili do oko 12V.
Kao što je prikazano na slici 1, mehanizam se sastoji od zavojnice i fleksibilnog feromagnetnog diska.Kada struja prođe kroz zavojnicu, disk se privlači prema zavojnici i vraća se u svoj normalni položaj kada struja ne teče.
Ovo skretanje diska uzrokuje kretanje zraka u blizini, a ljudsko uho to tumači kao zvuk.Struja kroz zavojnicu određena je primijenjenim naponom i impedancijom zavojnice.
Slika 1. Konstrukcija i princip rada magnetne zujalice.
Piezo zujalice
Slika 2 prikazuje elemente piezo zujalice.Disk od piezoelektričnog materijala je oslonjen na rubovima u kućištu, a električni kontakti su izrađeni na dvije strane diska.Napon koji se primjenjuje na ove elektrode uzrokuje deformaciju piezoelektričnog materijala, što rezultira kretanjem zraka koje se može detektirati kao zvuk.
Za razliku od magnetnog zujala, piezo zujalica je uređaj koji pokreće napon;radni napon je obično veći i može biti između 12V i 220V, dok je struja manja od 20mA.Piezo zujalica je modelirana kao kondenzator, dok je magnetna zujalica modelirana kao kalem u seriji sa otpornikom.
Slika 2. Konstrukcija piezo zujalice.
Za oba tipa, frekvencija rezultirajućeg zvučnog tona određena je frekvencijom pokretačkog signala i može se kontrolisati u širokom rasponu.S druge strane, dok piezo zujači pokazuju razumno linearan odnos između jačine ulaznog signala i izlazne audio snage, audio snaga magnetnih zujalica naglo opada sa smanjenjem jačine signala.
Karakteristike pogonskog signala koje imate na raspolaganju mogu uticati na to da li odaberete magnetni ili piezo zujalica za svoju aplikaciju.Međutim, ako je glasnoća ključni zahtjev, piezo zujalice obično mogu proizvesti viši nivo zvučnog pritiska (SPL) od magnetnih zujalica, ali takođe imaju tendenciju da imaju veći otisak.
Indikator ili pretvarač
Odluka o odabiru indikatora ili tipa sonde vođena je opsegom potrebnih zvukova i dizajnom povezanih kola za pokretanje i kontrolu zujalice.
Indikator dolazi sa pogonskim krugom ugrađenim u uređaj.Ovo pojednostavljuje dizajn kola (slika 3), omogućavajući plug-and-play pristup, u zamjenu za smanjenu fleksibilnost.Dok trebate primijeniti samo jednosmjerni napon, možete dobiti samo kontinuirani ili pulsni audio signal jer je frekvencija fiksirana interno.To znači da višefrekventni zvukovi kao što su sirene ili zvona nisu mogući sa indikatorskim zujalicama.
Slika 3. Indikatorski zujalica proizvodi zvuk kada se primijeni jednosmjerni napon.
Bez ugrađenog pogonskog kola, pretvarač vam daje fleksibilnost da postignete različite zvukove koristeći različite frekvencije ili proizvoljne oblike valova.Pored osnovnih kontinuiranih ili impulsnih zvukova, možete generirati zvukove kao što su višetonska upozorenja, sirene ili zvona.
Na slici 4 prikazan je krug aplikacije za magnetni pretvarač.Prekidač je obično bipolarni tranzistor ili FET i koristi se za pojačanje talasnog oblika pobude.Zbog induktivnosti zavojnice, dioda prikazana na dijagramu je potrebna za stezanje povratnog napona kada se tranzistor brzo isključi.
Slika 4. Magnetni pretvarač zahtijeva pobudni signal, pojačavački tranzistor i diodu za rukovanje induciranim povratnim naponom.
Možete koristiti sličan krug pobude s piezo pretvaračem.Budući da piezo pretvarač ima nisku induktivnost, dioda nije potrebna.Međutim, krugu je potrebno sredstvo za resetiranje napona kada je prekidač otvoren, što se može učiniti dodavanjem otpornika umjesto diode, po cijenu veće disipacije snage.
Također se može povećati nivo zvuka podizanjem napona od vrha do vrha koji se primjenjuje na pretvaraču.Ako koristite sklop punog mosta kao što je prikazano na slici 5, primijenjeni napon je dvostruko veći od dostupnog napona napajanja, što vam daje oko 6 dB veću izlaznu audio snagu.
Slika 5. Korištenje mosnog kola može udvostručiti napon primijenjen na piezo pretvarač, dajući 6 dB dodatne audio snage.
Zaključak
Zujalice su jednostavne i jeftine, a izbor je ograničen na četiri osnovne kategorije: magnetni ili piezoelektrični, indikatori ili sonde.Magnetni zujači mogu raditi od nižih napona, ali zahtijevaju veće pogonske struje od piezo tipova.Piezo zujalice mogu proizvesti veći SPL, ali imaju tendenciju da imaju veći otisak.
Možete upravljati zujačem indikatora samo s jednosmjernim naponom ili odabrati pretvarač za sofisticiranije zvukove ako ste u mogućnosti da dodate potrebna vanjska kola.Srećom, CUI Devices nudi niz magnetnih i piezo zujalica u tipovima indikatora ili pretvornika kako bi izbor zujalice za vaš dizajn bio još lakši.
Vrijeme objave: Sep-12-2023
