Ако дизајнирате производе попут кућног апарата, сигурносне плоче, система за улазна врата или рачунарске периферије, можда ћете изабрати да зујало представите као једино средство за интеракцију са корисницима или као део софистициранијег корисничког интерфејса.
Аутор Бруце Росе, главни инжењер апликација, ЦУИ Девицес
У оба случаја, зујалица може бити јефтино и поуздано средство за потврђивање команде, означавање статуса опреме или процеса, подстицање интеракције или подизање аларма.
У основи, зујалица је обично или магнетна или пиезоелектрична.Ваш избор може зависити од карактеристика погонског сигнала или потребне излазне аудио снаге и доступног физичког простора.Такође можете бирати између типова индикатора и трансдуктора, у зависности од звука које желите и вештина дизајна кола које су вам доступне.
Хајде да погледамо принципе који стоје иза различитих механизама, а затим размотримо да ли би магнетни или пиезо тип (и избор индикатора или актуатора) могао бити прави за ваш пројекат.
Магнетне зујалице
Магнетни зујачи су у суштини уређаји на струју, који обично захтевају више од 20 мА за рад.Примењени напон може бити низак од 1,5В или до око 12В.
Као што је приказано на слици 1, механизам се састоји од намотаја и флексибилног феромагнетног диска.Када струја прође кроз калем, диск се привлачи ка калему и враћа се у нормалан положај када струја не тече.
Ово скретање диска изазива кретање ваздуха у близини, а људско ухо то тумачи као звук.Струја кроз калем је одређена примењеним напоном и импедансом завојнице.
Слика 1. Конструкција и принцип рада магнетног зујала.
Пиезо зујалице
На слици 2 приказани су елементи пиезо зујалице.Диск од пиезоелектричног материјала је подржан на ивицама у кућишту, а електрични контакти су направљени на две стране диска.Напон који се примењује на ове електроде изазива деформацију пиезоелектричног материјала, што резултира кретањем ваздуха које се може детектовати као звук.
За разлику од магнетног зујалица, пиезо зујалица је уређај који покреће напон;радни напон је обично већи и може бити између 12В и 220В, док је струја мања од 20мА.Пиезо зујалица је моделована као кондензатор, док је магнетна зујалица моделована као калем у серији са отпорником.
Слика 2. Конструкција пиезо зујалице.
За оба типа, фреквенција резултујућег звучног тона је одређена фреквенцијом покретачког сигнала и може се контролисати у широком опсегу.С друге стране, док пиезо зујачи показују релативно линеарну везу између јачине улазног сигнала и излазне аудио снаге, аудио снага магнетних зујалица нагло опада са смањењем јачине сигнала.
Карактеристике погонског сигнала које имате на располагању могу утицати на то да ли ћете изабрати магнетни или пиезо зујалица за своју примену.Међутим, ако је гласноћа кључни захтев, пиезо зујачи обично могу произвести виши ниво звучног притиска (СПЛ) од магнетних зујалица, али такође имају тенденцију да имају већи отисак.
Индикатор или претварач
Одлука да ли да изаберете тип индикатора или сонде је вођена опсегом потребних звукова и дизајном повезаних кола за покретање и контролу зујалице.
Индикатор долази са погонским колом уграђеним у уређај.Ово поједностављује дизајн кола (слика 3), омогућавајући плуг-анд-плаи приступ, у замену за смањену флексибилност.Иако је потребно да примените само једносмерни напон, можете добити само континуирани или импулсни аудио сигнал пошто је фреквенција интерно фиксна.То значи да вишефреквентни звуци као што су сирене или звона нису могући са зујалицама индикатора.
Слика 3. Индикаторски зујалица производи звук када се примени једносмерни напон.
Без уграђених управљачких кола, претварач вам даје флексибилност да постигнете различите звукове користећи различите фреквенције или произвољне облике таласа.Поред основних континуираних или импулсних звукова, можете генерисати звукове као што су вишетонска упозорења, сирене или звона.
На слици 4 приказано је коло апликације за магнетни претварач.Прекидач је обично биполарни транзистор или ФЕТ и користи се за појачавање таласног облика побуде.Због индуктивности завојнице, диода приказана на дијаграму је потребна да се стегне повратни напон када се транзистор брзо искључи.
Слика 4. Магнетни претварач захтева побудни сигнал, појачавачки транзистор и диоду за руковање индукованим повратним напоном.
Можете користити сличан круг побуде са пиезо претварачем.Пошто пиезо претварач има ниску индуктивност, диода није потребна.Међутим, колу треба средство за ресетовање напона када је прекидач отворен, што се може урадити додавањем отпорника уместо диоде, по цену веће дисипације снаге.
Такође се може повећати ниво звука подизањем напона од врха до врха који се примењује на претварачу.Ако користите коло са пуним мостом као што је приказано на слици 5, примењени напон је двоструко већи од доступног напона напајања, што вам даје око 6дБ већу излазну аудио снагу.
Слика 5. Коришћењем мосног кола може се удвостручити напон примењен на пиезо претварач, дајући 6 дБ додатне аудио снаге.
Закључак
Зујалице су једноставне и јефтине, а избор је ограничен на четири основне категорије: магнетни или пиезоелектрични, индикатори или претварачи.Магнетни зујачи могу да раде од нижих напона, али захтевају веће погонске струје од пиезо типова.Пиезо зујалице могу произвести већи СПЛ, али имају тенденцију да имају већи отисак.
Можете управљати зујачем индикатора само са једносмерним напоном или одабрати претварач за софистицираније звукове ако сте у могућности да додате неопходна спољна кола.Срећом, ЦУИ Девицес нуди низ магнетних и пиезо зујалица у типовима индикатора или трансдуктора како би избор зујалице за ваш дизајн био још лакши.
Време поста: Сеп-12-2023
