Опубліковано 21.10.2014
В электронике часто используют звуковые пьезоэлектрические динамики или буззеры пьезоэлектрические (piezo buzzer). В народе – пищалки или пьезо пищалки. Они могут быть разных размеров, но идея у них одинаковая: использование обратного пьезоэффекта для генерирования звука. Такие пьезо пищалки могут быть со встроенным генератором. Достаточно подать на них напряжение и они будут монотонно пищать. Но большинство из них – без генератора. О них и пойдет речь. Основная проблема при использовании таких пищалок – это повышение их громкости. Вы должны понимать, что речь идет о генерации звука дискретным выходом в цифровых схемах, а не о повышении мощности аналогового звукового сигнала.
Если подключить такую пьезопищалку к микроконтроллеру, как показано на схеме, – громкость будет слабой.
На самом деле, чтобы добиться нормальной громкости пьезопищалки надо обеспечить три основных условия:
- оптимальное напряжение, подаваемое на пьезопищалку (около 20 В);
- частота должна быть близкой к резонансной. Для многих – в диапазоне 2500..3500 Гц;
- правильно подобранный резонансный объем.
Кстати, об этом почти никто не говорит, хотя правильный подбор геометрии объема эффективно влияет на повышение громкости. Вы наверное обратили внимание, что “фирменные” пищалки продаются в корпусе. Этот корпус и создает оптимальный резонансный объем и имеет оптимальное отверстие для выхода звука.
Схема повышения напряжения
Существуют различные схемы повышения напряжения. Я перебрал несколько из них и остановился на той, с которой добился лучших результатов:
Эта схема выдает монополярные импульсы, но она достаточно проста и компактна. Самая большая деталь по размеру – это дроссель. Работает схема следующим образом: когда открывается транзистор, через дроссель начинает течь ток. Ток на дросселе не может вырасти скачком, на индуктивностях ток нарастает постепенно. Когда транзистор закрывается, ток уменьшается, а на выводе дросселя скачком увеличивается напряжение. Уровень этого напряжения зависит от номинала дросселя, входного напряжения питания, и других параметров схемы. В этой схеме задействованы следующие элементы:
- пьезопищалка – диаметром 27 мм;
- дроссель – RCH855NP-332K 3.3 мГн;
- транзистор – полевой IRLML2402. Можно использовать и другие транзисторы, выдерживающие напряжение 20 В и ток 100 мА;
- диод – любой;
- конденсатор – любой, желательно танталовый или электролитический, включен в параллель с керамическим, общей емкостью от 100 мФ.
Надо позаботиться о том, чтобы транзистор не открывался сам по себе. Поэтому не включайте эту схему, когда затвор транзистора “висит в воздухе”.
Частота
Для того, чтобы добиться громкого звука, частота сигнала должна совпадать с резонансной частотой пищалки. Она обычно указывается в документации и для большинства пьезопищалок лежит в пределах 2500..3500 Гц. При желании можно подобрать ее экспериментально. Если в приборе частота звука должна изменяться в зависимости от измеряемых параметров, частота звука почти никогда не попадет в резонансную. В таких случаях надо стараться, чтобы диапазон звуковых частот был как можно ближе к резонансной частоте.
Резонансный объем
Правильный выбор акустического объема – это самая важная вещь, о которой почти никогда не пишут. Что это такое и зачем он нужен? Все вы когда-нибудь видели гитару. Я имею в виду акустическую гитару. У нее тоже есть коробка, которая усиливает звук. Если ее убрать и оставить только гриф со струнами звук будет в разы тише. Аналогичный объем нужен и для нашей пищалки. Обычно, пищалки монтируют в корпус прибора, поэтому элементы корпуса и будут формировать нужный объем. Я реализовал его с помощью кольца, которое вклеивается внутри корпуса. На фото кольца напечатаны на 3D принтере. Вы можете изготовить его из любого прочного материала – пластика, древесины и т.д.. Звук выходит через отверстие в корпусе. Размеры кольца и отверстия:
Диаметр кольца – примерно 28мм
Высота кольца – 2.6мм
Диаметр выходного отверстия – 5мм.
Порой водители, особенно начинающие, забывают выключить сигнал поворотника, завершив маневр. Штатные щелчки порой не слышно, если играет громко музыка. Поможет исправить ситуацию звуковой повторитель поворотов на 12 v, изготовленный своими руками. Инструкция по самостоятельному изготовлению пищалки прилагается в данной статье.
[ Скрыть ]
Предназначение звукового повторителя поворотов
В машинах, как правило, стали устанавливать переключатели поворотников, которые после завершения маневра автоматически возвращаются в нейтральное положение. Это имеет свои преимущества: нет необходимости отвлекаться на выключение поворотников, когда поворот завершен, не нужно тратить время на проверку, отключен ли сигнал. Со временем автовозврат переключателя может отказать (автор видео — Александр Баранов).
В некоторых автомобилях переключатель не возвращается автоматически в исходное положение. В этом случае необходимо самостоятельно следить за его отключением после завершения поворота. При раздаются щелчки, но порой из-за громко включенной музыки или шума их не слышно.
Если вовремя не выключить поворотники, это может стать причиной аварийной ситуации на дороге, так как путает других участников дорожного движения.
Путем установки звукового оповещения работы реле переключателя, можно решить проблему забытого выключения поворотов.
Инструкция по изготовлению пищалки на поворотники
Смастерить звуковой сигнализатор поворотов на свой автомобиль можно своими руками в течение 15 минут, не обращаясь по этому поводу в автосервис. Для создания такого дубликата поворотников потребуется микросхема К561ЛН2, она послужит основой. Кроме этого, нужен бузер, но без встроенного генератора.
Можно взять бузер, у которого генератор встроен, если устраивает его звучание. В данном случае разбирается пример подключения бузера к штатному генератору низких частот. Подключившись к генератору НЧ, следует покрутить ручку настройки и выбрать наиболее подходящий звук. Теперь можно воспроизвести его, воспользовавшись в качестве основы микросхемой К561ЛН2 и генератором.
Схему устройства можно представить в виде двух частей:
- Генератор собирается из двух логических элементов INV1 и INV2, к которым подключается времязадающая RC-цепь.
- Усилитель состоит из трех запараллеленных друг с другом логических элементов INV3, INV4, INV5. Они соединяются параллельно для усиления коммутируемого тока. Благодаря усилителю генератор может работать с нагрузкой в виде бузера.
Тон звучания звукового повторителя настраивается путем изменения номинала С1 и R1. При подключении устройства отрицательный полюс прикрепляется к «массе» автомобиля, а положительный посредством «развязывающих» диодов берется от остановки.
Чтобы определиться с клеммами кнопки, следует воспользоваться мультиметром. На нем нужно выбрать режим для измерения постоянного напряжения. Включив левый поворотник, нужно смотреть, на какой клемме периодически появляется напряжение +12 Вольт. Аналогичные действия нужно выполнить, включив правый поворотник.
В данном случае устройство выполняется навесным монтажом. Для корпуса звукового повторителя поворотов используется 2-х миллиметровый шприц с извлеченным из него поршнем. Провод выводится из узкого отверстия – носика шприца, а бузер прикрепляется с обратной стороны шприца с помощью термоклея.
Таким образом, легко собрать своими руками звуковой повторитель поворотов, используя микросхему и 5 логических элементов. При этом можно сэкономить время и деньги на посещении автосервиса.
Видео «Установка звукового дубликата поворотников»
В этом видео демонстрируется, как установить самостоятельно звуковой сигнализатор поворотников (автор ролика — Мир Авто-Мото).
Сама схема представляет собою простейший генератор звуковых частот (можно сказать зуммер) и собрана всего лишь на четырех деталях:
Как работает схема пищалки
R1 задает смещение на базу VT1. А с помощью C1 осуществляется обратная связь. Динамик является нагрузкой VT2. Частоту звука можно регулировать подбором конденсатора C1
Необходимые радиодетали для сборки пищалки
1. Два транзистора
. Лучше всего использовать комплиментарную пару (напомню- комплиментарными называют транзисторы с одинаковыми параметрами но разной проводимости). Подойдут практически любые: из старых советских: КТ315 и КТ361 , например, из импортных и недорогих 2SA1015 и 2SC1815 .
2. Динамик . Можно использовать совершенно любой: от китайского плеера, от старого магнитофона или просто наушник.
3. Конденсатор
: Совершенно любой с емкостью в пределах от 10 до 100 наноФарад.
Если вдруг кто то подзабыл как определить емкость конденсатора по его цифровому коду, то можете заглянуть в раздел справочные материалы: там есть отдельный раздел Цифровой код конденсаторов
4. Источник напряжения . Можно использовать любую батарейку: хоть "пальчиковую" на 1,5V, хоть 9-ти Вольтовую "крону", разницы нету- изменится лишь мощность.
5. Резистор . Опять-же любого типа (можно даже подстроечный) с сопротивлением от 10 до 200 кОм.
6. Выключатель . Можно применить любой- тумблер, кнопку.
Правильно собранная схема в настройке не нуждается и начинает работать сразу.
Если вдруг не заработала, но что-же: заходите нам на ФОРУМ , будем разбираться почему (да и если заработала- все равно заходите!!)
Давно собирался сделать пищалку на ручник, т.к. особенно днем контрольную лампу видно плохо и частенько ездил на ручнике...
Сначала думал просто купить пьезопищалку на 12в и подключить к контрольной лампе приборки. Потом захотелось прерывистый звуковой сигнал и понеслось. Вспомнил немного свою радиолюбительскую молодость.
Итак прерывистый сигнал - это нужен генератор (мультивибратор, как правило). Но городить кучу деталей не хотелось, поэтому пришел к простейшей схеме на одном транзисторе. Схема основана на явлении лавинного пробоя транзистора, поэтому транзистор включен не стандартно.
Итак нужно: транзистор, резистор, светодиод, конденсатор и пьезоизлучатель.
Транзистор КТ315 (с любой буквой), резистор 2 кОм, конденсатор 500 мкФ, >14в, светодиод АЛ307 (любой на 3В), пьезопищалка со встроенным генератором (buzzer) на 12в. Чем больше емкость, тем длиннее интервал "бипов". Все номиналы подобрал на напряжение 14в (как на борту авто).
Все устройство обошлось в 4 грн - стоимость пищалки. Остальное нашел в своем радиохламе. Напомню, 315-й отличается от 361-го тем, что буква у него стоит не по центру корпуса, а сбоку.
Плату поместил в корпус - футляр от фотопленки. Просверлил дырки в крышке, чтобы проходил звук. Корпус прикрутил к шпильке крепления печки так, чтобы звук был направлен в салон.
Подключил так. Плюс с платы подвел к предохранителю, на котором появляется напряжение только при включении зажигания. Минус с платы подвел к верхней колодке панели приборов и присоединил его к двойному желтому проводу (идут от ручника и от бачка тормозной жидкости). При поднятии ручника на этом контакте появляется масса.
Можно устройство еще упростить. Запитать пищалку через мигающий светодиод. Тогда будет всего две детали. Но мы не ищем легких путей:)
Сторожевое устройство на одном транзисторе – самая простая схема, которую сможет собрать даже дошкольник.
В ваши владения часто вторгаются без спроса, а вы при этом занимаетесь важным делом?)
Пора забыть эти проблемы! Представляю вашему вниманию схему сторожевого устройства всего-то на ОДНОМ ! Благодаря этой схеме, вы сможете обезопасить свой дом и вовремя принять все необходимые меры по устранению возникших проблем!
Схема и принцип работы
А вот и схемка
Цоколевка (расположение выводов) транзистора КТ815Б выглядит вот так:
Принцип действия очень простой. При обрыве охранного провода, зуммер начинает пищать. Тонкий охранный провод можно натянуть через дверной проем.
Если точнее описать работу схемы, то это будет выглядеть так:
нарисуем схемку по ГОСТу для удобства восприятия
Пока у нас охранный провод цел, то в цепи плюс батарейки—-резистор 100 К—-охранный провод будет течь ток. Весь ток будет течь именно через охранный провод, так как его сопротивление очень мало. Так как весь ток будет течь через провод, этого не хватит, чтобы открыть транзистор. Транзистор открывается только тогда, когда его напряжение между базой и эмиттером будет 0,5-0,7 Вольт.
Но… как только охранный провод обрывается, на базе сразу же резко возрастает напряжение, то есть оно стает более, чем 0,5-0,7 Вольт и начинает течь ток через базу-эмиттер. Так как ток течет через базу-эмиттер, то следовательно, транзистор открывается. А раз он открывается, значит через цепь плюс батарейки—–зуммер—коллектор—-эмиттер начинает течь ток. Пока через зуммер течет ток, он орет, как ошпаренный.
Сборка и работа на практике
Схема состоит из транзистора КТ815 с любой буквой. Я взял вот такой:
Что за странная маркировка на транзисторе? Раньше именно так обозначали советские транзисторы. Бывалые радиолюбители сразу определят, что это транзистор КТ815Б. Для новичков советую скачать программку Транзистор v1.0 , которая позволит без труда определить советские транзисторы даже с цветовой маркировкой.
Вот пример транзистора, который я использую в схеме:
В схеме также есть зуммер:
Зуммер – это звукоизлучатель. При подаче на него постоянного напряжения, он начинает пищать высокочастотным неприятным монотонным звуком. Брал я его на Алиэкспрессе за 0,7 бакса по этой ссылке.
Часто путают зуммеры с пьезоизлучателями (ниже на фото):
Если разобрать зуммер, то мы увидим на платке нехитрую схему генератора частоты, выполненного в SMD исполнении, а также сам пьезоизлучатель, подпаянный медными проводами к этой платке.
Так что если будете брать в радиомагазине зуммер, смотрите, чтобы продавец вам не подсунул обыкновенный пьезоизлучатель.
Вместо зуммера можно взять маломощную лампочку или какое-нибудь исполнительное устройство, которое будет включаться через реле. В этом случае не забудьте защитить транзистор, включив параллельно катушке реле защитный диод:
Ну а вот, собственно, и видео работы всей схемы. Оранжевый провод – это типа охранный проводок.
