Sirkuit Drive Piezo – 4 Teknologi Desain Umum

Tentang rangkaian penggerak piezo Seringkali, kita perlu mengukur besaran fisik seperti suhu, tekanan suara, dan tekanan mekanis. Transduser adalah perangkat apa pun yang dapat kita gunakan untuk mengukur jumlah tersebut. Biasanya, apa yang dilakukan transduser adalah mengubah sinyal mekanis menjadi sinyal listrik.

Ada banyak jenis transduser, dan transduser piezoelektrik adalah salah satunya. Perangkat apa pun yang menggunakan transduser ini dapat mengubah besaran fisik menjadi sinyal listrik. Meskipun demikian, pertanyaan jutaan dolar adalah bagaimana transduser piezoelektrik beroperasi?

Panduan sirkuit penggerak piezo ini akan menjelaskan sirkuit sistem ini dan teknologi desain umumnya.

1. Prinsip Kerja Sirkuit Drive Piezo

Seorang tukang listrik

Anda harus terlebih dahulu memahami komposisi buzzer piezo. Beberapa bahan memiliki sifat piezoelektrik, dan Anda akan menemukannya di buzzer piezo. Mereka termasuk kuarsa, Polyvinylidene difluoride, Lead zirconate titanate (PZT), dan garam Rochelle, di antara banyak lainnya.

Di sirkuit penggerak yang khas, Anda akan menemukan sounder piezoelektrik yang dilapisi dengan bahan konduktor. Saat Anda menerapkan tekanan suara pada permukaan konduktor, ion elemen piezo akan menjadi aktif. Akibatnya, ion-ion akan berpindah dari satu ujung bahan penghantar ke ujung lainnya.

Oleh karena itu akan mengarah pada pembangkitan muatan. Muatan keluaran selanjutnya akan sangat penting dalam kalibrasi tekanan suara asli.

Perhatikan bahwa tegangan ini dapat berupa tarik atau tekan. Dengan demikian, jenis tegangan dan orientasi elemen piezo akan menentukan intensitas sinyal keluaran.

Selain itu, perhatikan bahwa output audio akan tergantung pada jumlah tegangan AC input.

2. Sirkuit Penggerak Piezo Dasar

Komponen Listrik

Anda memerlukan sangat sedikit komponen untuk rangkaian ini, termasuk sakelar elektronik, resistor reset, dan buzzer piezo. Anda dapat menyertakan Transistor Persimpangan Bipolar (BJT) atau transistor efek medan (FET) untuk sakelar.

Untuk rangkaiannya, Anda memerlukan beberapa komponen, dan semuanya murah. Oleh karena itu, Anda dapat bekerja dengan anggaran kecil. Meskipun demikian, ia memiliki beberapa kelemahan yang mencakup batasan disipasi daya oleh resistor reset. Selain itu, sinyal drive input sistem Anda akan menentukan kuantitas suara piezoelektrik. Oleh karena itu, Anda harus menanggung batasan ini jika Anda memilih rangkaian dasar.

Selain itu, perhatikan bahwa Anda tidak perlu menghubungkan buzzer piezo ke terminal positif. Ketika Anda menghubungkannya ke ground sirkuit, itu akan berfungsi sama efektifnya.

3. Menambahkan Buffer ke Sirkuit Drive Transduser Piezo Dasar

Seorang Pembicara

Anda dapat menghindari masalah resistor reset pada rangkaian di atas dengan penambahan buffer. Untuk rangkaian ini, Anda harus menambahkan dua transistor penyangga untuk mengatasi masalah impedansi transduser. Meskipun demikian, ini tidak diragukan lagi akan mempengaruhi pengiriman daya sistem. Tegangan drive akan berkurang sekitar 1,2 Volt, tetapi sambungan akan sepenuhnya mencegah impedansi transduser.

Yang juga perlu diperhatikan adalah Anda dapat menghubungkan sounder piezoelektrik ke terminal positif atau ground. Dengan cara apa pun Anda menghubungkannya, Anda tidak akan memengaruhi kinerja komponen suara.

Anda masih dapat meningkatkan tegangan drive dengan mengubah koneksi rangkaian teoritis. Yang perlu Anda lakukan adalah memodifikasi lokasi buffer BJT di sirkuit. Atau, Anda dapat menggunakan buffer FET sebagai pengganti buffer BJT, dan rangkaian akan berfungsi sama.

4. Sirkuit Penggerak Setengah Jembatan dan Jembatan Penuh

Komponen Listrik

Ada banyak jenis sirkuit driver, tetapi Anda tidak akan memilikinya seefektif koneksi ini. Ini adalah peningkatan dari sirkuit sebelumnya dan memungkinkan berbagai komponen diskrit. Sirkuit driver analog sebelumnya akan sulit untuk dikirim, terutama saat Anda menggunakan komponen diskrit.

Anda dapat memiliki driver setengah jembatan atau driver jembatan penuh, tergantung pada koneksi Anda. Saat Anda menggunakan buffer push-pull, ini akan menghasilkan buffer setengah jembatan. Di sisi lain, Anda akan membuat driver jembatan penuh ketika sirkuit driver keluar dari fase. Untuk driver full-bridge, Anda dapat menggunakannya dengan memasang sounder piezoelektrik ke pin output rangkaian.

Dengan driver full-bridge, Anda memiliki keuntungan untuk mendapatkan dua kali lipat daya output yang dapat dicapai dari sirkuit lain. Selanjutnya, volume suara keluaran akan lebih tinggi dari pada rangkaian dasar atau rangkaian setengah jembatan. Anda dapat menguji ini dengan menghubungkan tiga sirkuit pada tegangan AC input yang sama.

Karena rentang tegangan output yang optimal, Anda akan menemukan jenis rangkaian driver ini di motor listrik. Anda juga akan mengakses dua sirkuit jembatan dengan murah. Dengan demikian, ini adalah sirkuit terpadu yang dapat Anda peroleh dan gunakan dengan mudah.

5. Sirkuit Pengemudi Resonansi

Papan sirkuit

Anda dapat membuat sirkuit driver resonansi untuk menyalakan buzzer piezo drive eksternal alih-alih sirkuit di atas. Anda memerlukan induktor diskrit, dan sistem Anda akan beroperasi melalui konsep kapasitansi parasit dari rangkaian driver dasar. Rangkaian resonansi beroperasi melalui prinsip sederhana penyimpanan energi dan transfer antara induktor dan kapasitor.

Anda dapat merakit koneksi pada papan sirkuit asalkan Anda memiliki komponen sirkuit ini. Sirkuit resonansi juga akan sangat menguntungkan terlebih dahulu, mengingat mudah untuk dirakit. Kedua, ia memiliki efisiensi listrik dan juga menjamin rentang output yang lebih tinggi daripada tegangan catu daya.

Induktor

Meskipun demikian, rangkaian resonansi hanya akan beroperasi pada frekuensi konstan. Oleh karena itu, Anda tidak dapat menggunakannya untuk menggerakkan aktuator piezoelektrik yang membutuhkan rentang frekuensi yang luas. Frekuensi konstan ini juga akan mempengaruhi efektivitas induktor. Yang perlu diperhatikan, Anda dapat memilih induktor yang lebih besar atau lebih berat daripada jenis komponen rangkaian yang umum. Ini tidak akan mempengaruhi frekuensi audio sistem.

Kapasitansi parasit transduser ini juga akan mempengaruhi efektivitas sistem. Banyak produsen tidak memperhatikan aspek ini; maka Anda harus tahan dengan itu selama operasi. Terakhir, Anda juga akan kesulitan untuk memodelkan mekanisme operasi sistem ini. Dengan demikian, Anda harus menghabiskan lebih banyak waktu di lab selama fase desainnya. Namun demikian, terlepas dari keterbatasan ini, Anda akan mendapat manfaat dari efisiensi tinggi yang dijaminnya.

Kesimpulan

Kami telah memberi Anda garis besar yang rumit tentang opsi rangkaian drive piezo yang berbeda. Tergantung pada tujuan penggunaan Anda, karena itu Anda dapat memilih salah satu yang cocok untuk Anda. Semua sirkuit penggerak piezo ini juga mudah dirakit. Dengan demikian, Anda dapat membuat output suara yang diinginkan tanpa banyak kesulitan.

Jika Anda ingin berkonsultasi lebih lanjut, hubungi kami, dan kami akan segera merespons. Kami adalah ajudan Anda sepanjang masa dalam masalah elektronik. Jadi, untuk wawasan lebih lanjut tentang elektronik, lihat konten lain di situs web kami.