Ako dizajnirate proizvode kao što su kućanski uređaji, sigurnosne ploče, sustavi za ulazna vrata ili periferni uređaji za računala, mogli biste odabrati da zujalica bude jedini način interakcije s korisnicima ili kao dio sofisticiranijeg korisničkog sučelja.
Bruce Rose, glavni inženjer aplikacija, CUI uređaji
U oba slučaja, zvučni signal može biti jeftino i pouzdano sredstvo za potvrđivanje naredbe, označavanje statusa opreme ili procesa, pozivanje na interakciju ili podizanje alarma.
U osnovi, zujalica je obično ili magnetskog ili piezoelektričnog tipa.Vaš izbor može ovisiti o karakteristikama pogonskog signala ili potrebnoj izlaznoj audio snazi i dostupnom fizičkom prostoru.Također možete birati između tipova indikatora i pretvarača, ovisno o zvukovima koje želite i vještinama dizajna sklopova koje su vam dostupne.
Pogledajmo principe iza različitih mehanizama, a zatim razmotrimo bi li magnetski ili piezo tip (i izbor indikatora ili aktuatora) mogao biti pravi za vaš projekt.
Magnetski zujalice
Magnetski zujalice su u biti uređaji koje pokreće struja, a za rad je obično potrebno više od 20 mA.Primijenjeni napon može biti samo 1,5 V ili do oko 12 V.
Kao što slika 1 pokazuje, mehanizam se sastoji od zavojnice i fleksibilnog feromagnetskog diska.Kada struja prolazi kroz zavojnicu, disk se privlači prema zavojnici i vraća se u svoj normalni položaj kada struja ne teče.
Ovaj otklon diska uzrokuje pomicanje zraka u blizini, a to ljudsko uho tumači kao zvuk.Struja kroz zavojnicu određena je primijenjenim naponom i impedancijom zavojnice.
Slika 1. Konstrukcija i princip rada magnetske zujalice.
Piezo zujalice
Slika 2 prikazuje elemente piezo zujalice.Disk od piezoelektričnog materijala podupire se na rubovima u kućištu, a električni kontakti izrađeni su na dvije strane diska.Napon primijenjen preko ovih elektroda uzrokuje deformaciju piezoelektričnog materijala, što rezultira kretanjem zraka koje se može detektirati kao zvuk.
Za razliku od magnetske zujalice, piezo zujalica je uređaj pokretan naponom;radni napon je obično viši i može biti između 12V i 220V, dok je struja manja od 20mA.Piezo zujalica je modelirana kao kondenzator, dok je magnetska zujalica modelirana kao zavojnica u seriji s otpornikom.
Slika 2. Konstrukcija piezo zujalice.
Za obje vrste, frekvencija rezultirajućeg zvučnog tona određena je frekvencijom pogonskog signala i može se kontrolirati u širokom rasponu.S druge strane, dok piezo zujalice pokazuju razumno linearan odnos između snage ulaznog signala i izlazne audio snage, audio snaga magnetskih zujalica naglo pada sa smanjenjem snage signala.
Karakteristike pogonskog signala koji imate na raspolaganju mogu utjecati na to hoćete li za svoju primjenu odabrati magnetski ili piezo zvučni signal.Međutim, ako je glasnoća ključni zahtjev, piezo zujalice obično mogu proizvesti višu razinu zvučnog tlaka (SPL) od magnetskih zujalica, ali imaju i veći otisak.
Indikator ili pretvarač
Odluka o odabiru tipa indikatora ili sonde vođena je rasponom potrebnih zvukova i dizajnom povezanog strujnog kruga za pokretanje i kontrolu zujalice.
Indikator dolazi s pogonskim krugom ugrađenim u uređaj.Ovo pojednostavljuje dizajn strujnog kruga (slika 3), omogućavajući plug-and-play pristup, u zamjenu za smanjenu fleksibilnost.Iako trebate primijeniti samo istosmjerni napon, možete dobiti samo kontinuirani ili pulsirajući audio signal budući da je frekvencija interno fiksna.To znači da višefrekventni zvukovi kao što su sirene ili zvona nisu mogući s indikatorskim zujalicama.
Slika 3. Zujalica indikatora proizvodi zvuk kada se primijeni istosmjerni napon.
Bez ugrađenog pogonskog sklopa, sonda vam daje fleksibilnost za postizanje različitih zvukova koristeći različite frekvencije ili proizvoljne oblike valova.Uz osnovne kontinuirane ili pulsirajuće zvukove, možete generirati zvukove kao što su višetonska upozorenja, sirene ili zvona.
Slika 4 prikazuje aplikacijski krug za magnetski pretvornik.Prekidač je obično bipolarni tranzistor ili FET i koristi se za pojačavanje valnog oblika pobude.Zbog induktiviteta zavojnice, dioda prikazana na dijagramu je potrebna za obuzdavanje povratnog napona kada se tranzistor brzo isključi.
Slika 4. Magnetski pretvornik zahtijeva pobudni signal, tranzistor pojačala i diodu za rukovanje induciranim povratnim naponom.
Možete koristiti sličan pobudni krug s piezo pretvornikom.Budući da piezo pretvornik ima niski induktivitet, dioda nije potrebna.Međutim, krug treba sredstvo za ponovno postavljanje napona kada je sklopka otvorena, što se može učiniti dodavanjem otpornika umjesto diode, po cijenu većeg rasipanja snage.
Također se može povećati razina zvuka povećanjem napona od vrha do vrha primijenjenog na sondi.Ako koristite sklop s punim mostom kao što je prikazano na slici 5, primijenjeni napon dvostruko je veći od dostupnog napona napajanja, što vam daje oko 6 dB veću izlaznu audio snagu.
Slika 5. Korištenje premosnog kruga može udvostručiti napon primijenjen na piezo pretvornik, dajući 6 dB dodatne audio snage.
Zaključak
Zujalice su jednostavne i jeftine, a izbor je ograničen na četiri osnovne kategorije: magnetski ili piezoelektrični, indikator ili pretvarač.Magnetski zujalice mogu raditi s nižim naponima, ali zahtijevaju veće pogonske struje od piezo tipova.Piezo zujalice mogu proizvesti veći SPL, ali obično zauzimaju veći otisak.
Možete upravljati indikatorskim zujalom samo s istosmjernim naponom ili odabrati pretvarač za sofisticiranije zvukove ako možete dodati potreban vanjski sklop.Srećom, CUI Devices nudi niz magnetskih i piezo zujalica u tipu indikatora ili sonde kako bi odabir zujalice za vaš dizajn bio još lakši.
Vrijeme objave: 12. rujna 2023
