As jy produkte ontwerp soos 'n huishoudelike toestel, sekuriteitspaneel, 'n deurtoegangstelsel of 'n rekenaarrandapparatuur, kan jy kies om 'n gonser te gebruik as die enigste manier om met gebruikers te kommunikeer of as deel van 'n meer gesofistikeerde gebruikerskoppelvlak.
Deur Bruce Rose, hooftoepassingsingenieur, CUI-toestelle
In beide gevalle kan die gonser 'n goedkoop en betroubare manier wees om 'n opdrag te erken, die status van toerusting of 'n proses aan te dui, interaksie aan te spoor, of 'n alarm te maak.
Fundamenteel is 'n gonser gewoonlik óf 'n magnetiese óf 'n piëso-elektriese tipe.Jou keuse kan afhang van die kenmerke van die dryfsein, of die uitsetklankkrag wat benodig word en fisiese beskikbare spasie.Jy kan ook kies tussen aanwyser en transducer tipes, afhangende van die klanke wat jy wil hê en die kringontwerpvaardighede wat tot jou beskikking is.
Kom ons kyk na die beginsels agter die verskillende meganismes en oorweeg dan of die magnetiese of piëzo-tipe (en die keuse van aanwyser of aktuator) reg kan wees vir jou projek.
Magnetiese gonsers
Magnetiese gonsers is in wese stroomgedrewe toestelle, wat gewoonlik meer as 20mA benodig om te werk.Die toegepaste spanning kan so laag as 1,5V of tot ongeveer 12V wees.
Soos figuur 1 toon, bestaan die meganisme uit 'n spoel en 'n buigsame ferromagnetiese skyf.Wanneer die stroom deur die spoel gevoer word, word die skyf na die spoel aangetrek en keer terug na sy normale posisie wanneer die stroom nie vloei nie.
Hierdie defleksie van die skyf veroorsaak dat lug in die omgewing beweeg, en dit word deur die menslike oor as klank geïnterpreteer.Die stroom deur die spoel word bepaal deur die toegepaste spanning en die spoelimpedansie.
Figuur 1. Magnetiese gonserkonstruksie en werkingsbeginsel.
Piezo-gonsers
Figuur 2 toon die elemente van 'n piëzo-gonser.'n Skyf van piëso-elektriese materiaal word aan die rande in 'n omhulsel ondersteun en elektriese kontakte word aan die twee kante van die skyf vervaardig.'n Spanning wat oor hierdie elektrodes toegepas word, veroorsaak dat die piëso-elektriese materiaal vervorm, wat lei tot die beweging van lug wat as klank opgespoor kan word.
In teenstelling met die magnetiese gonser, is die piëzo-gonser 'n spanninggedrewe toestel;die bedryfspanning is gewoonlik hoër en kan tussen 12V en 220V wees, terwyl die stroom minder as 20mA is.Die piëzo-gonser is gemodelleer as 'n kapasitor, terwyl die magnetiese gonser gemodelleer is as 'n spoel in serie met 'n weerstand.
Figuur 2. Piezo-gonserkonstruksie.
Vir beide tipes word die frekwensie van die resulterende hoorbare toon bepaal deur die frekwensie van die dryfsein en kan dit oor 'n wye reeks beheer word.Aan die ander kant, terwyl piëzo-gonsers 'n redelik lineêre verband tussen die insetseinsterkte en die uitsetklankkrag toon, val die klankkrag van magnetiese gonsers skerp met afnemende seinsterkte.
Die kenmerke van die dryfsein wat jy beskikbaar het, kan beïnvloed of jy 'n magnetiese of piëzo-gonser vir jou toepassing kies.As luidheid egter 'n sleutelvereiste is, kan piëzo-gonsers tipies 'n hoër klankdrukvlak (SPL) as magnetiese gonsers produseer, maar is ook geneig om 'n groter voetspoor te hê.
Aanwyser of transducer
Die besluit om 'n aanwyser of omvormertipe te kies, word gelei deur die reeks klanke wat benodig word en die ontwerp van die gepaardgaande stroombane om die gonser aan te dryf en te beheer.
'n Aanwyser kom met dryfkringe wat in die toestel ingebou is.Dit vereenvoudig stroombaanontwerp (figuur 3), wat 'n plug-en-speel-benadering moontlik maak, in ruil vir verminderde buigsaamheid.Terwyl jy net 'n GS-spanning moet toepas, kan 'n mens net 'n deurlopende of gepulseerde oudiosein kry aangesien die frekwensie intern vasgestel is.Dit beteken dat multifrekwensieklanke soos sirenes of klokke nie moontlik is met aanwysergonsers nie.
Figuur 3. 'n Aanwyser-gonser produseer klank wanneer 'n GS-spanning toegepas word.
Met geen aandryfkringe ingebou nie, gee 'n transducer jou die buigsaamheid om 'n verskeidenheid klanke te verkry deur verskillende frekwensies of arbitrêre golfvorms te gebruik.Benewens basiese aaneenlopende of gepulseerde klanke, kan jy klanke genereer soos meertoonwaarskuwings, sirenes of klokke.
Figuur 4 toon die toepassingskring vir 'n magnetiese transducer.Die skakelaar is tipies 'n bipolêre transistor of FET en word gebruik om die opwekkingsgolfvorm te versterk.As gevolg van die spoel se induktansie, is die diode wat in die diagram getoon word, nodig om die terugslagspanning vas te klem wanneer die transistor vinnig afgeskakel word.
Figuur 4. 'n Magnetiese transducer benodig 'n opwekkingsein, versterkertransistor en 'n diode om geïnduseerde terugslagspanning te hanteer.
Jy kan 'n soortgelyke opwekkingskring met 'n piëzo-omskakelaar gebruik.Omdat die piëzo-omskakelaar lae induktansie het, is 'n diode nie nodig nie.Die stroombaan het egter 'n manier nodig om die spanning terug te stel wanneer die skakelaar oop is, wat gedoen kan word deur 'n weerstand in die plek van die diode by te voeg, ten koste van hoër drywingsdissipasie.
'n Mens kan ook die klankvlak verhoog deur die piek-tot-piek spanning wat oor die transducer toegepas word, te verhoog.As jy 'n volbrugkring gebruik soos in figuur 5 getoon, is die toegepaste spanning twee keer so groot as die beskikbare toevoerspanning, wat jou ongeveer 6dB hoër uitset klankkrag gee.
Figuur 5. Die gebruik van 'n brugkring kan die spanning wat op die piëzo-omskakelaar toegepas word verdubbel, wat 6 dB ekstra klankkrag gee.
Afsluiting
Buzzers is eenvoudig en goedkoop, en die keuses is beperk tot vier basiese kategorieë: magnetiese of piëso-elektriese, aanwyser of transducer.Magnetiese gonsers kan van laer spannings werk, maar vereis hoër dryfstrome as piëzo-tipes.Piezo-gonsers kan 'n hoër SPL produseer, maar is geneig om 'n groter voetspoor te hê.
Jy kan 'n aanwyser-gonser met net 'n GS-spanning gebruik of 'n transducer kies vir meer gesofistikeerde klanke as jy die nodige eksterne stroombane kan byvoeg.Gelukkig bied CUI Devices 'n reeks magnetiese en piëzo-gonsers in óf aanwyser óf transducer tipes om die keuse van 'n gonser vir jou ontwerp nog makliker te maak.
Postyd: 12-Sep-2023
