Piezoelektrik buzzer ses mekanizması

Piezoelektrik buzzerler, alarmlar, zamanlayıcılar ve elektronik oyuncaklar gibi çeşitli elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompakt boyutları, düşük güç tüketimi ve yüksek güvenilirliği nedeniyle popüler bir seçimdir. Bu makalede, piezoelektrik buzzerlerde ses üretiminin arkasındaki mekanizmayı araştıracağız.

giriiş

Piezoelektrik buzzerler, elektrik enerjisini mekanik titreşimlere dönüştüren ve bu da ses dalgaları üreten cihazlardır. Buzzerler, iki metal elektrot arasında sandviçlenmiş bir piezoelektrik seramik diskten oluşur. Elektrotlara bir AC voltajı uygulandığında, disk titreşir ve ses dalgaları üretir.

Piezoelektrik  etki

Piezoelektrik etki, belirli malzemelerin mekanik strese yanıt olarak bir elektrik yükü üretme yeteneğidir ve bunun tersi de geçerlidir. Piezoelektrik malzemeler, yüksek derecede düzenli ve simetrik olan kristal bir yapıya sahiptir. Malzeme mekanik bir kuvvete maruz kaldığında, kristal kafesin simetrisi bozulur, bu da bir elektrik yükünün üretilmesine neden olur.

Piezoelektrik buzzerlerin çalışma prensibi

Piezoelektrik buzzerler, metal bir plakaya monte edilmiş bir piezoelektrik seramik diskten oluşur. Metal plaka, piezoelektrik disk tarafından üretilen titreşimleri güçlendiren bir diyafram görevi görür. Elektrotlara bir AC voltajı uygulandığında, piezoelektrik disk hızla genişler ve büzülür ve metal plakanın titreşmesine neden olur. Bu titreşim, diyafram tarafından amplifiye edilen ve çevreleyen havaya yayılan ses dalgaları üretir.

Frekans ve genlik

Bir piezoelektrik buzzer tarafından üretilen sesin sıklığı ve genliği, seramik diskin boyutuna ve şekline ve elektrotlara uygulanan AC voltajının frekansına ve genliğine bağlıdır. Genel olarak, daha küçük seramik diskler daha yüksek frekanslar üretirken, daha büyük diskler daha düşük frekanslar üretir. Benzer şekilde, daha yüksek voltajlar daha yüksek genlikler üretir, bu da daha yüksek seslerle sonuçlanır.

Piezoelektrik buzzer türleri

İki ana piezoelektrik buzzer türü vardır: kendine yönelik ve harici olarak. Kendi kendine güdümlü buzzerler, piezoelektrik diski sürmek için gereken AC voltajını üreten yerleşik bir osilatöre sahiptir. Harici olarak tahrikli buzzerler, AC voltajını sağlamak için harici bir osilatör gerektirir.

Piezoelektrik buzzerlerin uygulamaları

Piezoelektrik buzzerler aşağıdakileri içeren çok çeşitli uygulamalarda kullanılır:

• Alarmlar ve zamanlayıcılar

• Elektronik oyuncaklar

• Otomotiv uyarı sistemleri

• Tıbbi cihazlar

• Ev aletleri

  
  

Piezoelektrik buzzerlerin avantajları

Piezoelektrik buzzerler, diğer ses jeneratörlerine göre çeşitli avantajlar sunar:

• Kompakt boyut

• Düşük güç tüketimi

• Yüksek güvenilirlik

• Geniş çalışma sıcaklığı aralığı

• Düşük elektromanyetik parazit

  
  

Piezoelektrik buzzerlerin dezavantajları

Birçok avantajına rağmen, piezoelektrik buzzerlerin de bazı dezavantajları vardır:

• Sınırlı frekans aralığı

• Sınırlı ses basınç seviyesi

• Kötü ses kalitesi

  
  

Çözüm

Piezoelektrik buzzerler, çok çeşitli elektronik uygulamalarda kullanılan çok yönlü cihazlardır. Operasyonlarının arkasındaki mekanizma, belirli malzemelerin elektrik enerjisini mekanik titreşimlere dönüştürmesine izin veren piezoelektrik etkiye dayanmaktadır. Tasarımcılar, piezoelektrik buzzerlerin arkasındaki ilkeleri anlayarak, uygulamaları için doğru tipte buzzer seçebilir ve performansını optimize edebilirler.

Piezoelektrik diyaframın yapısı

Piezoelektrik ses elemanının piezoelektrik diyaframı olmalıdır.

Bu, piezoelektrik bir seramik pirinç veya nikel alaşım metal plakaya yapıştığı basit bir yapıdır.

Piezo diyaframları için ses üretme mekanizması

Piezoelektrik seramiğe bir voltaj uygulandığında, düzleminde uzanır. Piezoelektrik diyaframa bir voltaj uygulandığında, metal plaka gerilmediğinden, (a) 'da gösterildiği gibi bükülür. Uygulanan voltajın polaritesi tersine döndüğünde, piezoelektrik seramik büzülür ve metal plaka (b) 'de gösterildiği gibi karşı tarafa doğru bükülür.

Uygulanan voltajın yönü değiştiğinde, (a) ve (b) 'nin durumları tekrarlanır ve (c)' de gösterildiği gibi, havada ses dalgaları üretilir.