Ja plānojat tādus produktus kā sadzīves tehnika, drošības panelis, durvju ieejas sistēma vai datora perifērijas ierīces, varat izvēlēties iekļaut zummeru kā vienīgo līdzekli mijiedarbībai ar lietotājiem vai kā daļu no sarežģītāka lietotāja interfeisa.
Brūss Rouzs, galvenais lietojumprogrammu inženieris, CUI ierīces
Jebkurā gadījumā skaņas signāls var būt lēts un uzticams līdzeklis komandas apstiprināšanai, aprīkojuma vai procesa statusa norādīšanai, mijiedarbības pamudināšanai vai trauksmes celšanai.
Būtībā skaņas signāls parasti ir magnētisks vai pjezoelektrisks.Jūsu izvēle var būt atkarīga no diskdziņa signāla īpašībām vai nepieciešamās izejas audio jaudas un pieejamās fiziskās vietas.Varat arī izvēlēties starp indikatoru un devēju veidiem atkarībā no vēlamajām skaņām un jums pieejamajām ķēžu projektēšanas prasmēm.
Apskatīsim dažādu mehānismu principus un pēc tam apsvērsim, vai magnētiskais vai pjezo tips (un indikatora vai izpildmehānisma izvēle) varētu būt piemērots jūsu projektam.
Magnētiskie skaņas signāli
Magnētiskie skaņas signāli būtībā ir ar strāvu darbināmas ierīces, kuru darbībai parasti ir nepieciešams vairāk nekā 20 mA.Pielietotais spriegums var būt tik zems kā 1,5 V vai līdz aptuveni 12 V.
Kā parādīts 1. attēlā, mehānisms sastāv no spoles un elastīga feromagnētiskā diska.Kad strāva tiek izlaista caur spoli, disks tiek pievilkts pret spoli un atgriežas normālā stāvoklī, kad strāva neplūst.
Šī diska novirze izraisa gaisa kustību tuvumā, un cilvēka auss to interpretē kā skaņu.Strāvu caur spoli nosaka pielietotais spriegums un spoles pretestība.
1. attēls. Magnētiskā zummera uzbūve un darbības princips.
Pjezo zummeri
2. attēlā parādīti pjezo skaņas signāla elementi.Korpusa malās ir atbalstīts pjezoelektriskā materiāla disks, un abās diska pusēs ir izgatavoti elektriskie kontakti.Spriegums, kas tiek pielikts pār šiem elektrodiem, izraisa pjezoelektriskā materiāla deformāciju, kā rezultātā notiek gaisa kustība, ko var noteikt kā skaņu.
Pretstatā magnētiskajam skaņas signālam pjezo zummeris ir ar spriegumu darbināma ierīce;darba spriegums parasti ir augstāks un var būt no 12V līdz 220V, kamēr strāva ir mazāka par 20mA.Pjezo zummers ir modelēts kā kondensators, savukārt magnētiskais zummers ir modelēts kā spole virknē ar rezistoru.
2. attēls. Pjezo zummera konstrukcija.
Abiem veidiem iegūtā skaņas signāla frekvenci nosaka braukšanas signāla frekvence, un to var kontrolēt plašā diapazonā.No otras puses, lai gan pjezo zummeriem ir samērā lineāra sakarība starp ieejas signāla stiprumu un izejas audio jaudu, magnētisko skaņas signālu jauda strauji samazinās, samazinoties signāla stiprumam.
Pieejamā piedziņas signāla īpašības var ietekmēt to, vai savam lietojumam izvēlaties magnētisko vai pjezo skaņas signālu.Tomēr, ja skaļums ir galvenā prasība, pjezo zummeri parasti var radīt augstāku skaņas spiediena līmeni (SPL) nekā magnētiskie skaņas signāli, taču tiem parasti ir arī lielāks nospiedums.
Indikators vai devējs
Lēmumu par indikatora vai devēja veida izvēli nosaka nepieciešamo skaņu diapazons un saistītās shēmas konstrukcija, lai vadītu un vadītu zummeru.
Indikators ir aprīkots ar ierīcē iebūvētu braukšanas shēmu.Tas vienkāršo ķēdes konstrukciju (3. attēls), nodrošinot plug-and-play pieeju, apmaiņā pret samazinātu elastību.Lai gan jums ir jāpieliek tikai līdzstrāvas spriegums, var iegūt tikai nepārtrauktu vai impulsu audio signālu, jo frekvence ir fiksēta iekšēji.Tas nozīmē, ka ar indikatoru skaņas signāliem nav iespējamas vairāku frekvenču skaņas, piemēram, sirēnas vai zvani.
3. attēls. Indikatora skaņas signāls rada skaņu, kad tiek pievienots līdzstrāvas spriegums.
Bez iebūvētas vadības shēmas devējs sniedz jums elastību, lai panāktu dažādas skaņas, izmantojot dažādas frekvences vai patvaļīgas viļņu formas.Papildus pamata nepārtrauktajām vai pulsējošām skaņām varat radīt skaņas, piemēram, vairāku toņu brīdinājumus, sirēnas vai zvana signālus.
4. attēlā parādīta magnētiskā devēja pielietojuma shēma.Slēdzis parasti ir bipolārs tranzistors vai FET, un to izmanto, lai pastiprinātu ierosmes viļņu formu.Spoles induktivitātes dēļ diagrammā parādītā diode ir nepieciešama, lai ierobežotu atpakaļgaitas spriegumu, kad tranzistors tiek ātri izslēgts.
4. attēls. Magnētiskajam devējam ir nepieciešams ierosmes signāls, pastiprinātāja tranzistors un diode, lai apstrādātu inducēto atgriezenisko spriegumu.
Varat izmantot līdzīgu ierosmes ķēdi ar pjezo devēju.Tā kā pjezo devējam ir zema induktivitāte, diode nav nepieciešama.Tomēr ķēdei ir nepieciešams līdzeklis sprieguma atiestatīšanai, kad slēdzis ir atvērts, ko var izdarīt, diodes vietā pievienojot rezistoru, uz lielākas jaudas izkliedes rēķina.
Skaņas līmeni var arī palielināt, paaugstinot spriegumu no maksimuma līdz maksimumam, kas tiek pielietots devējam.Ja izmantojat pilna tilta ķēdi, kā parādīts 5. attēlā, pielietotais spriegums ir divreiz lielāks par pieejamo barošanas spriegumu, kas nodrošina par aptuveni 6 dB lielāku audio izejas jaudu.
5. attēls. Izmantojot tilta ķēdi, var dubultot pjezo devējam pievadīto spriegumu, nodrošinot 6 dB papildu audio jaudu.
Secinājums
Zummeri ir vienkārši un lēti, un izvēle ir ierobežota līdz četrām pamatkategorijām: magnētiskie vai pjezoelektriskie, indikatori vai devēji.Magnētiskie skaņas signāli var darboties ar zemāku spriegumu, taču tiem ir nepieciešama lielāka piedziņas strāva nekā pjezo tipiem.Pjezo skaņas signāli var radīt augstāku SPL, bet parasti tiem ir lielāks nospiedums.
Varat darbināt indikatora skaņas signālu tikai ar līdzstrāvas spriegumu vai izvēlēties devēju sarežģītākām skaņām, ja varat pievienot nepieciešamās ārējās shēmas.Par laimi, CUI Devices piedāvā virkni magnētisko un pjezo zummeru indikatoru vai devēju tipos, lai padarītu skaņas signāla izvēli jūsu dizainam vēl vienkāršāku.
Izlikšanas laiks: 12. septembris 2023. gada laikā
