Ако дизајнирате производи како што се домашен апарат, безбедносна табла, систем за влез на врата или компјутерска периферна опрема, можеби ќе изберете да го вклучите звучникот како единствено средство за интеракција со корисниците или како дел од пософистициран кориснички интерфејс.
Од Брус Роуз, главен инженер за апликации, CUI уреди
Во секој случај, звучникот може да биде ефтин и сигурен начин за признавање на команда, означување на статусот на опремата или процес, поттикнување интеракција или алармирање.
Во основа, звучникот е обично магнетен или пиезоелектричен тип.Вашиот избор може да зависи од карактеристиките на погонскиот сигнал или од потребната излезна аудио моќност и од физичкиот простор на располагање.Можете исто така да изберете помеѓу типовите индикатори и трансдуктори, во зависност од звуците што ги сакате и вештините за дизајнирање кола што ви се достапни.
Дозволете ни да ги погледнеме принципите зад различните механизми и потоа да размислиме дали магнетниот или пиезо типот (и изборот на индикатор или погон) би можеле да бидат соодветни за вашиот проект.
Магнетни звучници
Магнетните звучници се во суштина уреди управувани од струја, кои обично бараат повеќе од 20 mA за да работат.Применетиот напон може да биде низок од 1,5 V или до околу 12 V.
Како што покажува слика 1, механизмот се состои од калем и флексибилен феромагнетен диск.Кога струјата поминува низ серпентина, дискот се привлекува кон серпентина и се враќа во својата нормална положба кога струјата не тече.
Ова отклонување на дискот предизвикува движење на воздухот во близина, а тоа се толкува како звук од човечкото уво.Струјата низ серпентина се одредува со применетиот напон и импедансата на серпентина.
Слика 1. Конструкција и принцип на работа со магнетен звучник.
Пиезо звучници
Слика 2 ги прикажува елементите на пиезо звучникот.Дискот од пиезоелектричен материјал е поддржан на рабовите во куќиштето и електричните контакти се изработуваат на двете страни на дискот.Применет напон на овие електроди предизвикува деформирање на пиезоелектричниот материјал, што резултира со движење на воздухот што може да се открие како звук.
За разлика од магнетниот звучник, пиезо звучникот е уред управуван од напон;работниот напон е обично поголем и може да биде помеѓу 12V и 220V, додека струјата е помала од 20mA.Пиезо звучникот е моделиран како кондензатор, додека магнетниот звучник е моделиран како калем во серија со отпорник.
Слика 2. Конструкција на Пиезо звучен сигнал.
За двата типа, фреквенцијата на добиениот звучен тон се одредува според фреквенцијата на возниот сигнал и може да се контролира во широк опсег.Од друга страна, додека пиезо звучниците покажуваат разумна линеарна врска помеѓу јачината на влезниот сигнал и излезната аудио моќност, аудио моќноста на магнетните звучници нагло паѓа со намалување на јачината на сигналот.
Карактеристиките на погонскиот сигнал што го имате на располагање може да влијаат на тоа дали ќе изберете магнетен или пиезо звучник за вашата апликација.Меѓутоа, ако гласноста е клучен услов, пиезо звучниците обично можат да произведат повисоко ниво на звучен притисок (SPL) од магнетните звучници, но исто така имаат тенденција да имаат поголем отпечаток.
Индикатор или трансдуцер
Одлуката дали да се избере индикатор или тип на трансдуктор се води од опсегот на потребни звуци и дизајнот на поврзаните кола за возење и контрола на звучникот.
Индикаторот доаѓа со кола за возење вградена во уредот.Ова го поедноставува дизајнот на колото (слика 3), овозможувајќи пристап со приклучување и играње, во замена за намалена флексибилност.Додека треба да примените само еднонасочен напон, може да се добие само континуиран или импулсен аудио сигнал бидејќи фреквенцијата е фиксирана внатрешно.Ова значи дека повеќефреквентните звуци како сирени или ѕвончиња не се можни со сигналните звучници.
Слика 3. Индикаторскиот звучник произведува звук кога се применува еднонасочен напон.
Без вградено кола за возење, трансдуцерот ви дава флексибилност да постигнете различни звуци користејќи различни фреквенции или произволни бранови форми.Покрај основните континуирани или импулсни звуци, можете да генерирате звуци како што се предупредувања со повеќе тонови, сирени или ѕвончиња.
Слика 4 го прикажува колото за апликација за магнетен трансдуцер.Прекинувачот е типично биполарен транзистор или FET и се користи за засилување на брановиот облик на возбудата.Поради индуктивноста на серпентина, диодата прикажана на дијаграмот е потребна за да се прицврсти напонот на враќање кога транзисторот брзо се исклучува.
Слика 4. За магнетниот трансдуцер потребен е сигнал за побудување, транзистор за засилувач и диода за да се справи со индуцираниот напон.
Можете да користите слично коло за возбудување со пиезо трансдуцер.Бидејќи пиезо трансдуцерот има мала индуктивност, не е потребна диода.Меѓутоа, на колото му треба средство за ресетирање на напонот кога прекинувачот е отворен, што може да се направи со додавање отпорник на местото на диодата, по цена на поголема дисипација на моќноста.
Може да се зголеми и нивото на звук со подигање на напонот од врв до врв што се применува преку трансдуцерот.Ако користите коло со целосен мост како што е прикажано на слика 5, применетиот напон е двојно поголем од достапниот напон на напојување, што ви дава околу 6dB поголема излезна аудио моќност.
Слика 5. Користењето на мостното коло може да го удвои напонот што се применува на пиезо трансдуцерот, давајќи дополнителна аудио моќ од 6 dB.
Заклучок
Звучниците се едноставни и евтини, а изборот е ограничен на четири основни категории: магнетни или пиезоелектрични, индикатор или трансдуцер.Магнетните звучници можат да работат со помал напон, но бараат поголеми погонски струи од пиезо типовите.Пиезо звучниците можат да произведат повисок SPL, но имаат тенденција да имаат поголем отпечаток.
Можете да ракувате со индикаторски звучник само со еднонасочен напон или да изберете трансдуцер за пософистицирани звуци ако можете да ги додадете потребните надворешни кола.За среќа, CUI Devices нуди низа магнетни и пиезо звучници во типови индикатори или трансдуктори за да го олесни изборот на звучник за вашиот дизајн.
Време на објавување: Сеп-12-2023 година
