Освоение схемы зуммера: Сборка, оптимизация и улучшение вашего дизайна

В процессе работы над многими инженерными проектами вы могли столкнуться с зуммерами. Но если у вас нет представления о схеме зуммера, не волнуйтесь — вы в правильном месте.

Схема зуммера

Зуммеры — один из самых распространенных способов передачи аудиоинформации между пользователем и устройством. Однако процесс проектирования схемы зуммера может быть хитрым. Дизайны варьируются от простых до очень сложных.

В этой статье вы получите разбор процесса проектирования зуммера и всё, что вам нужно для начала вашего электронного проекта.

Готовы? Давайте учимся!

1. Принцип работы схемы зуммера

Зуммеры — звуковые устройства, которые могут преобразовывать аудиосигналы в звуковые сигналы. Зуммеры больше похожи на простые схемы, питаемые постоянным током (DC). Также вы можете использовать их для разных применений, таких как сигнализации, принтеры, компьютеры и другие электронные продукты, производящие звуки звонков.

Кроме того, у зуммера есть два основных типа, которые включают электромагнитный зуммер и пьезоэлектрический зуммер. Так, чтобы объяснить принцип работы схемы зуммера, мы обсудим два типа отдельно.

1.1 Принцип работы пьезоэлектрической схемы зуммера

Пьезо-зуммер использует керамику с пьезоэлектрическим эффектом для генерации импульсов. Эти импульсы создают ток, который использует вибрации металлической пластины для создания тонов зуммера.

Основные компоненты этого зуммера включают резонансный коробок, пьезоэлектрическую пластину, корпус и согласующий импеданс. Плюс, вы можете найти некоторые пьезоэлектрические зуммеры с диодами, излучающими свет.

Кроме того, многорезонаторные компоненты работают с транзисторами или ИС (интегральными схемами). Следовательно, когда вы включаете питание этой схемы, которое обычно составляет 1.5 – 2.5 В постоянного тока, происходит осцилляция. В результате многорезонатор генерирует аудиосигнал 1.5 – 2.5 кГц как свой выход. В этот момент согласующий импеданс приступает к работе.

То есть, согласующий переместит пьезоэлектрическую пластину для создания звуковых сигналов. Также производители производят большинство пьезоэлектрических пластин с ниобией свинца магнезия или циркониевым титанатом пьезоэлектрической керамики. Плюс, серебряные электроды окружают обе стороны керамики.

Пьезо зуммер

1.2 Принцип работы электромагнитной схемы зуммера

С другой стороны, магнитный зуммер имеет генератор, вибрационную мембрану, катушку соленоида, корпус и магнит как свои основные компоненты. Когда вы включаете питание этой магнитной схемы зуммера, генератор генерирует аудиосигнал и отправляет его через катушку соленоида для создания магнитного поля.

Интересно, здесь вступает в дело вибрационная мембрана. Этот компонент периодически вибрирует и издает звуки на основе действий магнита и соленоида. Таким образом, магнитный зуммер генерирует выход 2 – 4 кГц.

Электронная схема идеальна для применений в музыке и голосе, потому что у нее отличный звук.

Электромагнитный зуммер

Помимо пьезо и магнитного зуммера, есть также активные и пассивные схемы зуммера. Активные зуммеры имеют генераторы и генерируют звуки при питании. Они работают путем преобразования постоянного тока в импульсные сигналы, обычно на определенной частоте.

Однако пассивные зуммеры не используют генераторы и сигналы постоянного тока для создания звука. Но вы можете управлять ими с 2к – 5к квадратной волны из-за их постоянной магнитной схемы.

2. Выбор компонентов схемы зуммера

Схема зуммера имеет большой рабочий ток, и вам нужно управлять ею с усилительной схемой. Так, схема зуммера обычно включает следующие компоненты:

Зуммер

Пять вещей становятся существенными, когда вы применяете пассивные зуммеры (квадратная волна) или активные зуммеры (напряжение DC) на обоих концах вашего звукового элемента. Это размер формы, рабочий ток, направление звука, режим управления и рабочая частота. Плюс, вы можете выбрать параметр, который вы хотите, основываясь на том, что вам нужно.

Свободно вращающийся диод

Зуммеры — индуктивные элементы. Следовательно, вы не можете изменить его ток. Однако вы можете использовать свободно вращающийся диод для постоянного мониторинга тока. В противном случае вы можете повредить управляющий триод — что может разбить всю систему схемы. Как? Без свободно вращающегося диода схема зуммера может сгенерировать высокий пик десятков вольт.

Фильтрующий конденсатор

Этот компонент помогает фильтровать влияние тока зуммера на другие части схемы и улучшает питание переменного тока.

Триод

Когда база становится высокой, триод насыщается. В результате зуммер будет генерировать звуки. Однако когда база становится низкой, триод входит в закрытое состояние. Таким образом, он прекращает звуки.

3. Как сделать схему зуммера

Теперь вот пример простой схемы, использующей интегральную схему таймера NE555, а также динамик и переменную резисторно-конденсаторную сеть.

Простая схема зуммера

Компоненты схемы

Вот список компонентов, необходимых для этой схемы:

• Плата для прототипирования (1)
• Таймер 555 IC (1)
• Батарея 9В (1)
• Динамик (8 ом) (1)
• Резистор 15к (1)
• Резистор 5.6к (1)
• Соединительный провод (1)
• Конденсатор 0.1мкФ (1)
• Конденсаторы 100мкФ (2)
• Переменный резистор 1к (1)

Инструкции

Давайте посмотрим, как создать эту базовую схему за 5 простых шагов:

Шаг 1: Сборка

Самая важная часть этой схемы — IC555, потому что она контролирует всё. Так, первое, что вам нужно сделать — прикрепить таймер 555 IC к середине вашей платы.

Далее вам нужно подключить ваши конденсаторы. Первый 0.1мкФ конденсатор идет между выводами 1 и 2. Пока вы на этом, убедитесь, что вы размещаете сторону в направлении вывода 1. Также вам нужно прикрепить другие 100мкФ конденсаторы рядом с динамиком схемы.

Затем используйте ваши провода для соединения выводов 2 и 6 с промежутками в ряду питания вашей платы.

Послеward, подключите резистор 15к между выводами 6 и 7. Также вы можете разместить переменный резистор 1к (между выводами 7 и 8), пока вы подключаете последний резистор 5.6к (между выводами 1 и 5).

Шаг 2: Подключение динамика (зуммера)

Для этой схемы динамик выступает в качестве нашего зуммера. Таким образом, вы можете подключить вывод 3 к положительному проводу динамика.

Шаг 3: Питание IC555

В этом шаге вам нужно подключить вывод 1 к земле и вывод 8 к положительной стороне вашей платы.

Шаг 4: Подключение батареи.

Во-первых, подключите положительный провод к положительному ряду платы и отрицательный провод к отрицательному ряду. После этого вы можете подключить свою батарею для питания вашей схемы. Пока вы на этом, разместите конденсатор параллельно батарее.

Шаг 5: Тест и устранение неисправностей

Теперь у вас есть полная схема зуммера. Убедитесь, что вы протестируете ее, чтобы увидеть, есть ли у вас правильные соединения перед окончательной сборкой.

4. Как добавить громкость в схеме зуммера

Добавление громкости в вашу схему зуммера — не сложный процесс. Это просто включает создание кольцевой схемы, которая создает серию общих колокольных звуков. Лучшая часть в том, что вы можете использовать транзисторы для создания легкой и дешевой схемы зуммера. Вот схемная диаграмма, чтобы помочь вам лучше понять:

Кольцевая схема

Необходимые компоненты

• (6) Резисторы (1к, 5к, 2.7к, 68к, 1.2к и 330 ом)

Набор резисторов

• (3) Полупроводники (q1, q2 и q3)

Интегрированные полупроводники

• (4) Электролитические конденсаторы (c1, c2 (10мкФ 16В, c3: 1мкФ 16В)

Изолированные электролитические конденсаторы

• (1) Керамические конденсаторы c4- 0.047мкФ, 50В

Цветные керамические конденсаторы

• (1) Светодиод (любой цвет)

Семь цветов светодиода

• (1) Динамик (8 ом)

8 Ом Динамики

Инструкции

Поможет, если вы получите 9В рабочее напряжение для этой схемы, чтобы она работала. Также вам нужно всего несколько компонентов, чтобы собрать этот проект вместе. Так, вы можете собрать эти компоненты на универсальной печатной плате или сделать простую самодельную печатную плату.

Наконец, вы можете соединить схему и различные компоненты. Но критично следить за полярностью электролитических конденсаторов. Пока вы на этом, убедитесь, что вы правильно размещаете выводы транзистора.

Заключительные слова

Несмотря на множество типов и спецификаций схемы зуммера, вы всегда можете выбрать желаемый зуммер в соответствии с основными параметрами, такими как режим управления, напряжение, квадратная волна или режим фиксации. Плюс, вы также можете делать выборы в соответствии с требуемым звуковым давлением или частотой.

Что ж, это всё, что вам нужно знать о схеме зуммера. Если вам нужна дополнительная информация об этой схеме, не стесняйтесь связаться с нами.