Пьезоизлучатель и как его подключить к микроконтроллеру

12/10/2010 - 17:04

      Амплитудно-частотная характеристика пьезоизлучателя не равномерна и имеет  выраженный максимум (или несколько максимумов) на частотах от 2000 до 5000 Гц (в зависимости от конструкции излучателя). Именно на частоте максимума, называемой резонансной частотой, от пьезоизлучателя можно добиться наибольшей громкости.   

   Обычно пьезоизлучатель подключают к микроконтроллеру по самой простой схеме. Один вывод излучателя сажают на землю, другой через резистор подсоединяют к микроконтроллеру. Резистор ограничивает ток перезарядки  емкости пьезоизлучателя. В  макетах им можно пренебречь, по крайней мере, я всегда так делаю, и ни одного контроллера пока не спалил.

  
   Для получения двойной амплитуды сигнала (то есть где-то 9-10 вольт при напряжении питания микроконтроллера 5 вольт) можно включить пьезоизлучатель между двумя выводами  микроконтроллера. При этом не нужно забывать, что у пьезоэлектрического преобразователя есть такие параметры как номинальное и предельное входные напряжения. Понятно, что превышать эти значения не желательно.
   Сигналы, подаваемые на выводы микроконтроллера в таком включении должны быть противофазными (на одном выводе 0, на другом 1 и наоборот).


   Получить двойную амплитуду сигнала, не используя дополнительный вывод микроконтроллера, можно с помощью такой нехитрой схемы. Когда на выводе PC0 единица – транзистор открыт, правый контакт пьезоизлучателя подключен к земле, а на левом напряжение логической единицы. Когда на выводе PC0 ноль – транзистор закрыт, правый контакт пьезоизлучателя подключен к плюсу питания (VCC должно быть равно напряжению питания микроконтроллера), а левый посажен на землю.


   На многих платах микроконтроллер запитывается от стабилизатора напряжения, на вход которого подается 7-12 вольт. Можно задействовать это напряжение для увеличения громкости звучания пьезоизлучателя, если подключить его к микроконтроллеру с помощью транзистора.



    

   Ну и, наконец, двойную амплитуду сигнала на пьезоизлучателе можно получить с помощью логических микросхем – НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Эту схему выгодно использовать, если на плате остались не задействованные вентили логических микросхем. 









   Варианты включения пьезоизлучателя с использованием дросселей и повышающих трансформаторов рассматривать не стал, потому что не использую их.
 

Комментарии   

# bdp 12.10.2010 21:14
Как то странно и непонятно, но хоть убейте я не могу понять откуда удвоение напряжения на пьезоизлучателе в некоторых вариантах.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# ghytv 13.10.2010 17:01
Цитирую bdp:
Как то странно и непонятно, но хоть убейте я не могу понять откуда удвоение напряжения на пьезоизлучателе в некоторых вариантах.

думай еще,должен понять
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# ghytv 13.10.2010 17:08
точнее там не напряжение удваивается а громкость эквивалентна удвоенному напряжению.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Андрей137 29.02.2012 13:53
Оно не удваивается, оно так сказать "виртуально удваивается". Сам в ступоре был. Меняется полярность и получается на излучателе то положительные, то отрицательные импульсы. А в целом для излучателя от -5 то +5 В. Криво объяснил, но понять можно, надеюсь.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# BSVi 13.10.2010 06:44
...а так-же, можно подключить его между ножками контроллера. Одну тянем вверх, другую - вниз и наоборот.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# bdp 13.10.2010 09:54
Цитирую BSVi:
...а так-же, можно подключить его между ножками контроллера. Одну тянем вверх, другую - вниз и наоборот.

Я не вижу смисла задействовать две ножки контролера. У нас же "0" это ~0В, а "1" ~0.95*Vc. Тяните сколько угодно один виход контролера к нулю, в минус он не войдет, а значить разность потенциалов все равно не будет превышать значения логической единици. Может есть другая причина для использования двух выходов контролера?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 13.10.2010 21:15
По отношению к нулю питания на любом из выводов пьезоизлучателя будет напряжение логической единицы - грубо говоря пять вольт. Но если зацепить землю осциллографа за один вывод пьезоизлучателя , а сигнальный щуп за другой - то ты увидишь на экране прямоугольный сигнал с амплитудой ~9 вольт.
Тут фишка в том, что у нас при переполюсовке ток меняет знак - он сначала течет в одну сторону, затем в другую.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# DVF 13.10.2010 20:52
Надо полагать, что при, так сказать, переполюсовке пьезокерамика раскачивается в оба направления. Отсюда и увеличение громкости.
Другой вопрос, что глупо притыкать пьезоизлучатель к контроллеру и дергать ногами с такой частотой посредством ли таймера или так. Для этого есть излучатели с встроенным генератором, к которому достаточно приложить напряжение.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 13.10.2010 21:17
Почему же глупо. Пьезоизлучателе м можно воспроизводить мелодии, а излучателем со встроенным генератором только пищать.. к тому же пьезоизлучатель стоит дешевле.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# САБ 13.10.2010 22:22
Сколько ни пытался - а даже с мостовой схемой включения и питанием 5в не смог получить от пьезопищалки громкости хотя бы сравнимой с громкостью китайских наручных часов с 1.5в питанием :(
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 17.10.2010 19:02
Странно. Чем они там начинили часы?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Vector 14.11.2010 21:00
Цитирую Pashgan:
Странно. Чем они там начинили часы?

Как раз - той самой индуктивностью в паралель излучателю ,и в резонансе.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# solvler 17.10.2010 05:54
Получал неожиданные подъемы громкости при подключении излучателя с помощью MOSFET и конденсатором в качестве шунта излучателя. Проводил достаточно много экспериментов в итоге добился того, чтобы пьезик было слышно из корпуса IP54, причем достаточно громко.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# САБ 21.10.2010 16:53
Забавно. Пьезик сам по себе является конденсатором. С индуктивностью понятно - образуется колебательный контур да и ЭДС самоиндукции дает дает выбросы достаточно большой амплитуды. А вот какой физический эффект дает добавочная емкость?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# solvler 22.10.2010 05:45
Честно, сам так и не понял, однако заметил, что пьезик при этом звучит однотонально, практически не меняя тона в зависимости от значения управляющей частоты.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# GeeYu 20.02.2013 07:15
Возможно, что Вам попался пьезоизлучатель со встроенным генератором (на пластиковом корпусе у таких имеется маркировка плюсового вывода). При подаче сигнала звуковой частоты - он тоже будет работать, но тише, и с искажениями. Добавление параллельного конденсатора просто улучшает режим (в иделале для таких нужна постоянка, звуковой сигнал они вырабатывают сами, и управлять этой частотой не получится).
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# GeeYu 20.02.2013 08:10
Правда, маркировка плюсового вывода может быть и у излучателей другого типа (корпус такой же, но там низкоомная обмотка), сложно советовать.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# $kiFF 10.12.2010 12:46
E У пьезика есть частота резонанса на которой звук намного сильнее
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 10.12.2010 14:29
об этом написано
Цитата:
Амплитудно-частотная характеристика пьезоизлучателя не равномерна и имеет выраженный максимум (или несколько максимумов) на частотах от 2000 до 5000 Гц (в зависимости от конструкции излучателя). Именно на частоте максимума, называемой резонансной частотой, от пьезоизлучателя можно добиться наибольшей громкости.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Riniy 19.01.2011 00:53
Пробовал собирать по 3-й схеме от 5 вольт. Пищалку еле слышно, не рабочая схема.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Riniy 19.01.2011 01:22
Увеличить громкость можно очень простым способом - заклеить в корпусе дырку изолентой!
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 19.01.2011 18:59
Схема рабочая. Проверенная. Какую частоту подавал?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Riniy 19.01.2011 23:42
4 КГц
пробовал 2 Кгц
Подключил просто через транзистор (эмитер на землю, коллектор на пищалку, второй вывод пищалки на +5) работает громко.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 20.01.2011 13:22
По второй схеме попробуй.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# OMSK_BNE 27.01.2011 12:27
В погоне за громкостью не забываем про резонанс. Напряжение на пьезике может разогнаться до нескольких десятков вольт. Если подключен напрямую к ножкам AVRа спасают защитные диоды выводов (но допустимый ток через них далеко не бесконечен). Если транзисторы - то учитываем при выборе транзистора ... я бы применял не меньше 60V.

Встречались советы в тырнете включать светодиоды прямо между выводом AVR и + питания... Есть много китайских игрушек где кроме светодиода и батарейки больше ничего нет ...
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# igor727 30.01.2011 20:24
рекомендую паралельно пьезоизлучателю еще ставить резистор 10-100 кОм. Было два случа когда спалил от него контроллер. В первом варианте ударил по излучаетлю - выработалось высокое напряжение... Во втором паял излучатель к контроллеру и проскачила искра от него (зарядился от рстатической разности потенциалов рука - паяльник)
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 01.02.2011 21:57
Помню как-то проверял на осциллографе - пьезоизлучатель при ударе легко дает выбросы до 50 вольт
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Вадим 22.03.2013 11:11
Купил пьезоизлучатель , подключил через AD9850, на выходе синут с частотой 200 кГц, вопрос, как защетить схему генератора от *выброса тока равного 80В* ? порой даже больше.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# JoJo 22.03.2013 11:40
Почитай статью про защиту микросхем от перенапряжений http://chipenable.ru/index.php/how-connection/item/97-zaschita-mikroshem-ot-esd-i-perenapryazheniy.html
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Вадим 22.03.2013 12:04
я читал, но вот меня смущает то что на выходе синус, не получиться ли пропуск полуволны?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 22.03.2013 12:53
А выбросы из-за чего возникают?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Вадим 22.03.2013 16:09
я как бы и сам незнаю, дело в том что это камера примерно радиус 30см, внутри вода, и на нее воздействует 5 пьезоизлучателе й, по определенной системе.

1 раз я уже спалил генератор, вот жду новый, не хочу повторить прошлые ошибки.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 23.03.2013 00:24
Может пъезоизлучатели воспринимают отраженные сигналы?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить