Principes de base du buzzer : Technologies, tonalités et circuits d'entraînement
Les buzzers offrent un moyen efficace et abordable de fournir une communication entre un produit électronique et un utilisateur. Dans cet article de blog, Same Sky explique les différences entre les buzzers magnétiques et piézoélectriques et comment choisir celui qui convient le mieux à votre application. Vous pouvez en apprendre davantage sur les différences entre ces types de buzzers, y compris leur construction, tension, courant, niveau de pression acoustique (SPL) et plus encore. Il existe de nombreux choix pour communiquer des informations entre un produit et l'utilisateur. L'un des choix les plus courants pour la communication audio est un buzzer. Comprendre certaines des technologies et configurations des buzzers est utile lors du processus de conception, donc, dans cet article de blog, Same Sky décrit les configurations typiques, fournit des exemples de tonalités de buzzers et présente des options de circuits de commande courants.
Buzzers magnétiques et piézo
Les deux technologies les plus couramment utilisées dans les conceptions de buzzer sont magnétique et piézo. De nombreuses applications utilisent soit un buzzer magnétique, soit un buzzer piézo, mais la décision concernant laquelle des deux technologies utiliser est basée sur de nombreuses contraintes différentes. Les buzzers magnétiques fonctionnent à des tensions plus basses et à des courants plus élevés (1,5~12 V, > 20 mA) par rapport aux buzzers piézo (12~220 V, < 20 mA), tandis que les buzzers piézo ont souvent une capacité de niveau de pression acoustique (SPL) maximale plus importante que les buzzers magnétiques. Cependant, il convient de noter que le SPL plus élevé disponible avec les buzzers piézo nécessite des empreintes plus grandes. Dans un buzzer magnétique, un courant est envoyé à travers une bobine de fil qui produit un champ magnétique. Un disque ferromagnétique flexible est attiré par la bobine lorsque le courant est présent et revient à une position de "repos" lorsque le courant ne traverse pas la bobine. Le son d'un buzzer magnétique est produit par le mouvement du disque ferromagnétique de manière similaire à la façon dont le cône d'un haut-parleur produit du son. Un buzzer magnétique est un dispositif alimenté par courant, mais la source d'énergie est généralement une tension. Le courant à travers la bobine est déterminé par la tension appliquée et l'impédance de la bobine.
Construction d'un buzzer magnétique typique
Les buzzers piézoélectriques sont utilisés dans des applications similaires aux buzzers magnétiques. Les buzzers piézoélectriques sont construits en plaçant des contacts électriques sur les deux faces d'un disque de matériau piézoélectrique, puis en soutenant le disque aux bords dans un boîtier. Lorsqu'une tension est appliquée entre les deux électrodes, le matériau piézoélectrique se déforme mécaniquement en raison de la tension appliquée. Ce mouvement du disque piézo à l'intérieur du buzzer crée un son de manière similaire au mouvement du disque ferromagnétique dans un buzzer magnétique ou au cône de haut-parleur mentionné ci-dessus.
Construction d'un buzzer piézo typique
Un buzzer piézoélectrique diffère d'un buzzer magnétique en ce qu'il est alimenté par une tension plutôt que par un courant. Un buzzer piézoélectrique est modélisé comme un condensateur tandis qu'un buzzer magnétique est modélisé comme une bobine en série avec une résistance. La fréquence du son produit par les deux types de buzzers, magnétique et piézoélectrique, peut être contrôlée sur une large plage par la fréquence du signal pilotant le buzzer. Un buzzer piézoélectrique présente une relation raisonnablement linéaire entre la force du signal d'entrée et la puissance audio de sortie, tandis que la sortie audio d'un buzzer magnétique diminue rapidement avec une diminution du signal d'entrée.
Graphique montrant la relation entre le signal d'entraînement et la sortie audio dans les sonneries piézoélectriques et magnétiques
Circuit d'application pour indicateur magnétique ou piézo
Un indicateur nécessite uniquement une tension continue pour fonctionner et émet un son dès que la tension est présente
Circuit d'application pour transducteur magnétique
Un transducteur magnétique nécessite une forme d'onde d'excitation pour actionner le buzzer. Des formes d'onde arbitraires et une large gamme de fréquences peuvent être utilisées pour la forme d'onde d'excitation. L'interrupteur dans le schéma est utilisé pour amplifier la forme d'onde d'excitation et est généralement soit un BJT, soit un FET. La diode est nécessaire pour fixer la tension de retour générée lorsque l'interrupteur (transistor) est rapidement éteint.
Circuit d'application pour transducteur piézoélectrique
Un transducteur piézoélectrique peut être activé avec un circuit similaire à un transducteur magnétique. La diode à travers le transducteur piézoélectrique n'est pas nécessaire car l'inductance d'un transducteur piézoélectrique est faible, mais une résistance est requise pour réinitialiser la tension lorsque l'interrupteur est ouvert. Ce circuit n'est normalement pas utilisé pour activer un transducteur piézoélectrique car la résistance dissipe de l'énergie. D'autres circuits peuvent être utilisés pour augmenter le niveau sonore d'un transducteur piézoélectrique en augmentant la tension crête-à-crête appliquée au transducteur.
Circuit en pont complet pour transducteurs piézoélectriques
Un circuit en pont complet est souvent utilisé pour piloter des transducteurs piézoélectriques. L'avantage d'utiliser le pont complet composé de quatre interrupteurs est que la tension crête à crête appliquée au transducteur est deux fois plus grande que la tension d'alimentation disponible. L'utilisation d'un pilote en pont complet entraînera une augmentation du volume sonore d'environ 6 dB en raison du doublement de la tension appliquée au transducteur.
Conclusion
Les buzzers sont un moyen simple et peu coûteux de fournir une communication entre les produits électroniques et l'utilisateur. Les buzzers piézoélectriques et magnétiques sont utilisés dans des applications similaires, les principales différences étant que les buzzers magnétiques fonctionnent avec des tensions plus basses et des courants plus élevés que leurs homologues piézoélectriques, tandis que les buzzers piézoélectriques offrent aux utilisateurs des SPL plus élevés dans des formats généralement plus grands. Les buzzers configurés comme indicateurs ne nécessitent qu'une tension continue pour fonctionner mais sont limités à une seule fréquence audio d'opération, tandis que les transducteurs nécessitent un circuit externe, mais fournissent une gamme plus large de fréquences audio.
Étiquettes d'article
