ZZ

Jak používat piezoměniče

Piezoakustické měniče se s výhodou používají k přeměně elektrického signálu na zvuk, jsou většinou podstatně menší než klasické reproduktory a mají vyšší účinnost, zapojení se tomu ale musí přizpůsobit. Přímá záměna měniče a reproduktoru zpravidla možná není.

Správné použití musí vycházet z faktu, že na rozdíl od magnetodynamického reproduktoru, který se v obvodu chová jako indukčnost (cívka), se piezoakustické měniče chovají jako kapacita (kondenzátor). Proud tedy měničem prochází jen při změně napětí na něm. Samozřejmě uvažujeme pouze měniče, které neobsahují vlastní ovládací elektroniku, tj. při připojení na stejnosměrné stabilní napětí nedělají zádný tón, maximálně jedno lupnutí.


Buzení z logických IO ať už TTL nebo CMOS je nejjednodušší, měnič zapojíme mezi výstup IO a zem nebo (+) napájení, to je jedno. Při stabilní logické úrovni se nic neděje, tón zní jen při pulzech s danou frekvencí na výstupu. Pokud jde o signalizaci, může být vhodné měnit frekvenci a najít rezonanci měniče, při níž je zvuk nejvýraznější, tu pak používat. Vzhledem k malému příkonu lze obvykle měniče napájet přímo ze standardních výstupů IO (jen nesmí být s otevřeným kolektorem – OC), nejsou nutné výkonové výstupy.

piezo

Je-li potřeba zvýšit hlasitost, použije se navíc jeden invertor a měnič je zapojen mezi dva výstupy, které mají vždy opačný stav. Tím se v podstatě zdvojnásobí napětí na měniči.

piezo2


Buzení spínacím tranzistorem nejde dělat tak, jak by přesně odpovídalo zapojení reproduktoru.

piezo3Pokud paralelně s měničem zapojíme rezistor, bude přes něj při sepnutí procházet proud, vznikne úbytek napětí a ten vybudí měnič. Toto zapojení se ale používá jen výjimečně, ze všech má nejmenší účinnost.

piezo4Další možností je zapojit paralelně s měničem indukčnost (orientačně desítky mH), ta spolu s ním vytvoří paralelní LC rezonanční obvod. Obecně platí, že čím větší indukčnost (v rozumných mezích), tím je větší napětí na měniči a větší hlasitost. Výrazně největší hlasitosti dosáhneme, když bude LC článek v rezonanci, na měnič se potom dostane napětí několikanásobně vyšší než napájecí. Proto je potřeba, aby měl tranzistor poměrně vysoké závěrné napětí. Tento způsob zapojení se používá zejména při malém napájecím napětí (hodinky, budíky, … ) a požadavku na velkou hlasitost. piezo5Zapojení s miniaturním transformátorem (s převodem napětí nahoru) je na součástky nejdražší, ale obecně poskytuje nejvyšší výkon a účinnost, a nejen v rezonanci. Uplatní se především tam, kde jde o velkou hlasitost, v sirénách zabezpečovacích zařízení a podobně.

piezo6