Memahami dan Menggunakan Transduser Piezo

Dalam posting ini kami mencoba untuk menyelidiki apa itu transduser dan bagaimana mereka perlu dikonfigurasi di sirkuit saat menggunakannya dalam aplikasi tertentu.

Memahami Transduser Piezo

Transduser piezo adalah perangkat yang terutama digunakan untuk mengubah frekuensi yang diterapkan menjadi suara yang dapat didengar. Ini dapat dibandingkan dengan pengeras suara, satu-satunya perbedaan adalah kapasitas penanganan dan prinsip pengoperasian.

Speaker digunakan untuk menangani frekuensi suara berdaya tinggi dan mampu mereproduksi dengan tepat apa yang dimasukkan ke input.

Namun transduser piezo mungkin tidak seefisien speaker dengan kualitas daya dan output, tetapi ada beberapa fitur yang membuat perangkat ini luar biasa.

Transduser piezo secara khusus cocok untuk menghasilkan keluaran suara bernada sangat tinggi, yang mungkin tidak dapat dilakukan oleh speaker.

Selain itu, transduser piezo juga murah, sangat kompak dan ramping dan tidak memerlukan sirkuit yang rumit untuk beroperasi.

Jadi pada dasarnya ini digunakan untuk menghasilkan nada bernada tinggi yang dapat diterapkan di klakson musik, perangkat peringatan, dll.

Spesifikasi Umum (Menggunakan sebagai Generator Suara)

Transduser piezo berbentuk bulat dengan dasar logam, transduser piezo berdiameter 27mm lebih populer.
Sekitar 3mm dari pinggiran luar, bahan piezo bagian dalam dilapisi pada dasar logam piezo.

Bahan ini cukup rentan terutama saat menyolder kabel.

Pada dasarnya, ini adalah dua jenis kontak dan tiga jenis kontak. Basis logam digunakan sebagai terminal arde dan lapisan bahan poezo bagian dalam menjadi terminal positif.

Untuk tiga jenis kontak, bahan piezo bagian dalam terdiri dari bagian piezo kecil yang terpisah secara terpisah yang menjadi kontak ketiga dan sebagian besar berperilaku sebagai elemen umpan balik.

Tiga piezo kontak di atas juga dapat digunakan dalam aplikasi transduser dua kabel di mana kontak umpan balik sentral ketiga tidak digunakan.

Frekuensi eksternal dari driver piezo diterapkan di seluruh dasar logam dan bahan piezo bagian dalam, piezo kemudian mulai bergetar pada tingkat frekuensi yang diterapkan, menghasilkan suara bernada tinggi.

Namun suara ini bisa sangat tidak signifikan dan volumenya rendah kecuali piezo dipasang di atas rumah plastik khusus dengan lubang tengah.

Ukuran lubang penting dan diameter tidak boleh lebih dari 8mm atau diameter kurang dari 6mm.

Rumah plastik harus sedemikian rupa sehingga piezo ditempelkan dengan perekat di atas platform peninggian hanya beberapa mm di atas dasar rumah yang terdiri dari lubang yang dijelaskan di atas.

Bagian yang ditinggikan harus lebarnya hanya 2 mm, hampir tidak menopang tepi lingkar piezo.

Seluruh prosedur penempelan (instalasi) telah dijelaskan dalam artikel rangkaian buzzer sederhana ini .

Spesifikasi Teknis - Bagaimana Piezo Beroperasi

Seperti yang kita ketahui bahwa transduser piezoelektrik mengubah gaya mekanis menjadi pulsa listrik yang setara di seluruh terminal tubuhnya. Penerapan gaya mekanik ini pada bahan piezo dapat berupa 3 bentuk dasar berikut:

• Melintang
• Membujur
• Mencukur.

Efek melintang

Dalam tekanan tumbukan ini dipotong sepanjang sumbu netral (y) muatan bergerak sepanjang arah (x), tegak lurus dengan garis gaya. Besarnya atau besarnya muatan (Cz) yang dihasilkan bergantung pada spesifikasi geometri material piezo listrik. Jika kita mengambil a, b, d sebagai dimensi yang kita dapatkan:

C_dengan= d_xyF_Y b / a

dimana untuk adalah dimensi melintasi sumbu netral, b terletak di garis yang menghasilkan muatan, dan d adalah koefisien piezolektrik yang relevan.

Efek longitudinal

Dalam dampak ini besarnya muatan yang ditransfer secara khusus setara dengan gaya yang diterapkan. Namun ini tidak tergantung pada dimensi piezoelektrik.

Satu-satunya cara untuk meningkatkan keluaran muatan dari elemen piezoelektrik adalah dengan mengkonfigurasi banyak perangkat ini secara mekanis dalam seri atau menumpuk satu di atas yang lain, tetapi terhubung secara elektrik secara paralel. Muatan yang dihasilkan dapat dihitung menggunakan rumus berikut:

C_x= d_xxF_x n

Dimana D_xxmenunjukkan koefisien piezoelektrik untuk muatan melintasi arah x, yang dihasilkan oleh tegangan atau gaya yang diterapkan melintasi arah yang sama. F_xmewakili gaya yang diterapkan dalam arah x, sedangkan n mewakili jumlah elemen piezo yang ditumpuk satu di atas yang lain.

Efek Geser

Dalam dampak ini, muatan yang dihasilkan secara khusus setara dengan gaya yang diberikan, tetapi tidak tergantung pada dimensi piezo. Kapan n Jumlah transduser yang ditumpuk secara seri satu di atas yang lain, dan terhubung secara elektrik secara paralel, besarnya muatan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

C_x= 2d_xxF_x n

Hanya efek transversal yang memiliki sensitivitas yang dapat disesuaikan untuk gaya yang diterapkan pada bahan piezo, yang tidak tersedia untuk hasil efek longitudinal dan geser.