В данной статье расскажем что такое зуммер, его области применения, и как его подключать.
Бузер, Зуммер, Пьезоэлектрический излучатель, Пищалка или как нибудь ещё? — существует большое количество названий этой маленькой пищащей заразы, которая говорит о том, что случилось что-то не очень хорошее. Как часто я просто ненавидел этот звуковой зуммер с противным писком. Наверное я не одинок в этом желании. Наверняка вы слышали крайне неприятный приятный звук, который на вас по ошибке (или не очень) давала система на входе/выходе из магазина. Согласитесь, что это крайне неприятный звук. В дальнейшей статье, я буду называть их всех зуммером, так как привык к этому названию.
Зуммер – устройство позволяющее генерировать звук определённой частоты. Обычно диапазон частот находиться в диапазоне от 1 – 10 кгц и если вам попался звуковой зуммер, то идёт характерный звук: «пиииииип».
Он является самым простым способом сделать писк, который хорошо и далеко слышно. Последнее зуммер делает особенно хорошо, так как стандартные зуммеры создают звуковые волны, с коэффициентом затухания 85-90дб на 30 см. В результате маленького зуммера хватает на небольшой ангар.
Мне лично попал вот такой экземпляр (модель sl1i-12fsp):
С ним я и проводил все свои пробы зуммеров. Оказалось, что его хорошо слышно даже в толпе орущих детей, так как сигнал содержит высокую частоту, которой мало в человеческом голосе. Это позволяет практически всегда сказать, работает он или нет. В случае, если у вас нет толпы детей, а есть работающий вентилятор/двигатель/что-то похожее, то не сомневайтесь, слышно его будет очень хорошо.
Подключение Зуммера.
Подключение к схеме проводиться как у батарейки или диода. На устройстве есть обозначения «+» и «-». Подключаем их к питающему напряжению от 3 до 20 вольт, и радуемся получаемому звуку. У зуммера есть небольшая инерционность, и после отключения питания он ещё некоторое время будет звучать. Поэтому на нём моделировать звук не получиться, а вот как тревожная сигнализация получиться что надо.
Управляют ими обычно при помощи усилителя на биполярных транзисторах с общим эмиттером. Это позволяет от вашего МК(ARDUINO/SMT32/MSP430) делать даже полифоничный звук. Но при этом надо учитывать то, что есть зумеры с встроенным генератором. Они пищат прерывисто, с определённой частотой. Это позволяет используя разные зумеры, которые говорят о разных событиях. Стоят они дороже, но если вы собираете что-то без микроконтроллера, то это отличный финт ушами.
Области применения Зуммера.
Я предлагаю применить данную схему в следующих направлениях:
1)охранные системы
2)датчики, сигнализирующие о воздействиях любого рода.
3)бытовая техника (например в микроволновках, где сигнал о окончании работы подаётся именно зуммером).
4)игрушках.
5)в любых устройствах, где требуется звуковое оповещение.
Личный опыт использования.
Мне встречались зуммеры различных конструкций и характеристик. Пищали они всегда очень стабильно, и не требуя практически никаких дорогостоящих усилителей звуковых частот. Многие разработчики их очень любят, но я выявил ряд сложностей при работе с ними:
1) Крайне противный звук при отработке. Конечно, если у вас частота работы данной части раз в несколько дней, то ещё ничего, но во время тестов пищать он будет постоянно, что неминуемо отразится на вашей восприимчивости и желании работать.
2) Достаточное энергопотребление для носимой электроники. Ставить в то, что вы будете носить с собой такую штуку определённо не стоит.
3) Достаточная инерционность. В своё время я потратил кучу времени, чтобы сделать на основе дешёвого зуммера midi-клавиатуру. После всех моих стараний, хорошей звукопередачи не получилось, но музыку из старой SEGA восстановить получилось, чему мой заказчик был крайне рад.
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!!)
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).
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.
Я думаю, многим знакома ситуация: забыл выключить габариты - посадил аккумулятор. Да, вы скажете, на многих машинах установлена «пищалка» с завода, напоминающая о не выключенных габаритах. На моей машине такого девайса не было. Я неоднократно читал, как люди ставили зуммеры от Скорпио и других машин.
На своей машине я уже несколько лет эксплуатирую очень простое устройство, у него 2 функции:
1)—
Сигнализирует при открытии двери о включенных габаритах.
2)—
Сигнализирует о включении вентилятора системы охлаждения.
В качестве сигнального устройства я использовал 12 вольтовый зуммер. Для того чтобы звук был прерывистый я собрал простой генератор на К561ЛА7 (питание у нее 12вольт).
Номиналы C и R подбираются «по вкусу». Сигнал открытой двери я брал с концевика водительской двери. Единственное, что я не сделал, это не поставил диод на входе и поэтому у меня пищит зуммер и при открытии пассажирской двери.
Сигнализация о работе вентилятора системы охлаждения, только для привлечения внимания, чтобы не перегреть двигатель.
Так же параллельно обмоткам реле я поставил светодиоды (и врезал их в панель возле левой ноги водителя), для того что бы знать о каком режиме сигнализирует зуммер. Это не является обязательным.
