معرفی بازر و ساختار و اصول کاری آن

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: راه‌های زیادی برای برقراری ارتباط بین کاربر و محصول وجود دارد. یکی از بهترین راه ها، ارتباط صوتی با استفاده از آی سی buzzer است؛ بنابراین در طول فرآیند طراحی، درک برخی از فناوری‌ها با تنظیمات بسیار مفید است. بنابراین، این مقاله مروری بر یک دستگاه سیگنال صوتی مانند بیپر یا زنگ و کار آن با برنامه‌ها را مورد بحث قرار می‌دهد.

Buzzer چیست؟
یک دستگاه سیگنال صوتی مانند بیپر یا زنگ که می‌تواند از نوع الکترومکانیکی یا پیزوالکتریک یا مکانیکی باشد. وظیفه اصلی آن تبدیل سیگنال از فایل شنودی به صدا است. عموماً از طریق ولتاژ DC تغذیه می‌شود و در تایمرها، دستگاه‌های دزدگیر، چاپگرها، دزدگیرها، رایانه‌ها و ... استفاده می‌شود. بر اساس طرح‌های مختلف می‌تواند صدا‌های مختلفی مانند زنگ، موسیقی، زنگ و آژیر تولید کند.

پیکربندی پین زنگ
پیکربندی پین زنگ در زیر نشان داده شده است و شامل دو پایه مثبت و منفی است. پایانه مثبت با نماد "+" یا یک پایانه طولانی‌تر نشان داده می‌شود. این ترمینال از طریق ۶ ولت تغذیه می‌شود در حالی که ترمینال منفی با نماد "-" یا ترمینال کوتاه نشان داده می‌شود و به ترمینال GND متصل می‌شود.

تاریخچه

تاریخچه یک زنگ الکترومکانیکی و پیزوالکتریک در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

الکترومکانیکی
این زنگ در سال ۱۸۳۱ توسط یک دانشمند آمریکایی به نام جوزف هنری راه اندازی شد، اما در زنگ‌های درب استفاده می‌شد تا اینکه در سال ۱۹۳۰ برای حمایت از زنگ‌های موسیقی که صدایی نرم داشتند حذف شدند.

پیزوالکتریک
این زنگ‌ها توسط سازندگان ژاپنی اختراع و در طیف وسیعی از دستگاه‌ها در طول دوره ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ ثابت شدند. بنابراین، این توسعه در درجه اول به دلیل تلاش‌های مشترک از طریق شرکت‌های تولیدی ژاپنی بود. در سال ۱۹۵۱، آن‌ها کمیته تحقیقات کاربردی باریم تیتانات را به رسمیت شناختند که به شرکت‌ها اجازه می‌دهد به صورت رقابتی همکاری کنند و خلاقیت‌های پیزوالکتریک متعددی را ایجاد کنند.

مشخصات فنی
مشخصات وزوز شامل موارد زیر می‌باشد.

رنگ مشکی است
محدوده فرکانس ۳۳۰۰ هرتز است
دمای عملیاتی از - ۲۰ تا +۶۰ درجه سانتیگراد متغیر است
محدوده ولتاژ کاری از ۳ ولت تا ۲۴ ولت DC
سطح فشار صدا ۸۵dBA یا ۱۰cm است
جریان تغذیه زیر ۱۵ میلی آمپر است

انواع بازر
بازر در انواع مختلفی موجود است که شامل موارد زیر می‌شود.
پیزوالکتریک
الکترومغناطیسی
مکانیکی
الکترومکانیکی
مغناطیسی

پیزوالکتریک
همانطور که از نام آن پیداست، نوع پیزوالکتریک از اثر پیزوالکتریک سرامیک پیزوالکتریک و جریان پالس برای ایجاد لرزش و تولید صدا صفحه فلزی استفاده می‌کند. این نوع بازر با جعبه رزونانس، مولتی رزوناتور، صفحه پیزوالکتریک، محفظه، تطبیق امپدانس و ... ساخته می‌شود. برخی از بازر‌ها نیز با LED طراحی شده اند.

رزوناتور چندگانه این عمدتا شامل آی سی و ترانزیستور است. هنگامی که منبع تغذیه به این رزوناتور داده می‌شود، نوسان می‌کند و یک سیگنال صوتی با فرکانس ۱.۵ تا ۲.kHz تولید می‌کند. تطبیق امپدانس صفحه پیزوالکتریک را مجبور به تولید صدا می‌کند.


الکترومغناطیسی
این نوع بازر با آهنربا، سیم پیچ برقی، نوسان ساز، محفظه، دیافراگم ارتعاشی و آهنربا ساخته می‌شود. هنگامی که منبع تغذیه داده می‌شود، نوسانگر که سیگنال صوتی را تولید می‌کند، در سراسر سیم پیچ برقی تغذیه می‌کند تا یک میدان مغناطیسی ایجاد کند.

گاهی اوقات، دیافراگم ارتعاش می‌لرزد و صدا را زیر برهمکنش مگنت و سیم‌پیچ برقی تولید می‌کند. محدوده فرکانس این دستگاه از ۲ کیلوهرتز تا ۴ کیلوهرتز می‌باشد.

مکانیکی
این نوع بازر‌ها از زیرگروه‌های الکترومغناطیسی هستند، بنابراین اجزای مورد استفاده در این نوع نیز مشابه هستند. اما تفاوت اصلی این است که بازر لرزان به جای داخل در بیرون قرار می‌گیرد.

الکترومکانیکی
طراحی این نوع بازر‌ها را می‌توان با دیسک فلزی و آهنربای الکتریکی انجام داد. اصل کار این شبیه به مغناطیسی و الکترومغناطیسی است. در سراسر حرکت دیسک و مغناطیس صدا تولید می‌کند.


مغناطیسی
مانند نوع پیزو، مغناطیسی نیز برای تولید صدا استفاده می‌شود، اما به دلیل عملکرد اصلی متفاوت هستند. نوع مغناطیسی در مقایسه با نوع پیزو ثابت‌تر است، زیرا از طریق میدان مغناطیسی کار می‌کنند.

آژیر‌های مغناطیسی به جای وابستگی به مواد پیزو برای تولید میدان مغناطیسی از بار الکتریکی استفاده می‌کنند، پس از آن به عنصر دیگری از آژیر اجازه ارتعاش و تولید صدا را می‌دهد.
کاربرد‌های بازر‌های مغناطیسی مشابه نوع پیزو در دستگاه‌های خانگی، آلارم‌هایی مانند ساعت، ساعت و کیبورد است.

عملکرد
عملکرد یک آژیر به این تئوری بستگی دارد که هنگامی که ولتاژ به یک ماده پیزوالکتریک داده شود، اختلاف فشار ایجاد می‌شود. نوع پیزو شامل کریستال‌های پیزو بین دو هادی است.

هنگامی که یک اختلاف بالقوه در بین این کریستال‌ها ایجاد شد، سپس آن‌ها یک هادی را فشار می‌دهند و هادی اضافی را از طریق خاصیت داخلی خود می‌کشند؛ بنابراین این عمل مداوم یک سیگنال صوتی واضح تولید می‌کند.

چگونه از Buzzer استفاده کنیم؟
زنگ یک جزء کارآمد برای گنجاندن ویژگی‌های صدا در سیستم یا پروژه ما است. این یک دستگاه دو پین بسیار کوچک و جامد است بنابراین می‌توان از آن به سادگی بر روی صفحه برد یا PCB استفاده کرد؛ بنابراین در اکثر کاربردها، این جز به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دو نوع زنگ معمولاً در دسترس هستند مانند ساده و آماده. هنگامی که یک نوع ساده با قدرت هدایت می‌شود، به طور مداوم صدای بوق تولید می‌کند. یک نوع آماده سنگین‌تر به نظر می‌رسد و یک بوق تولید می‌کند. بوق بوق این صدا به دلیل مدار نوسان داخلی درون آن است.

این آژیر از یک منبع تغذیه DC با ولتاژ ۴ تا ۹ ولت استفاده می‌کند. برای کار با این، از یک باتری ۹ ولت استفاده می‌شود، اما پیشنهاد می‌شود از منبع تغذیه +۵V/+۶V DC تنظیم شده استفاده کنید. به طور کلی، از طریق یک مدار سوئیچینگ وصل می‌شود تا در بازه زمانی لازم، آژیر را روشن/خاموش کند.

نمودار مدار زنگ
نمودار مدار نشانگر سطح آب با استفاده از زنگ در زیر نشان داده شده است. از این مدار برای تشخیص یا تشخیص سطح آب داخل مخزن یا ماشین لباسشویی یا استخر و ... استفاده می‌شود. طراحی این مدار با استفاده از قطعات کمی مانند ترانزیستور، زنگ، مقاومت متغیر ۳۰۰K و منبع تغذیه یا باتری ۹ ولت بسیار ساده است.

هنگامی که دو پروب مدار در مخزن قرار می‌گیرند، سطح آب را تشخیص می‌دهد. هنگامی که سطح آب از سطح ثابت فراتر رفت، از طریق یک زنگ هشدار متصل به مدار، صدای بوق تولید می‌شود. این مدار از ترانزیستور BC۵۴۷B NPN استفاده می‌کند، با این حال می‌توانیم از هر ترانزیستور همه منظوره به جای استفاده از ۲N۳۹۰۴/۲N۲۲۲۲ نیز استفاده کنیم.

این مدار سنسور سطح آب کار می‌کند بسیار ساده است و ترانزیستور مورد استفاده در مدار به عنوان یک سوئیچ عمل می‌کند. هنگامی که دو پروب متوجه سطح آب در داخل مخزن شدند، ترانزیستور روشن می‌شود و ولتاژ شروع به جریان در سراسر ترانزیستور می‌کند تا زنگ را به صدا در بیاورد.

چگونه یک زنگ را انتخاب کنیم؟
هنگام انتخاب یک زنگ یا بلندگو، اصول بسیاری مانند موارد زیر باید در نظر گرفته شود.

اندازه محصول
مصرف جریان
نوع ترمینال
ولتاژ فرکانس
حجم
نوع
ولتاژ AC/DC
صدا پیوسته/پالسی است
ثابت کردن - پین ها، سرنخ‌ها / نصب سطحی
خروجی صدا
گزینه بازخورد
عناصر پیزو

مزایا
از مزایای یک بازر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
به سادگی سازگار است
پاسخ فرکانسی خوب است
اندازه کوچک است
مصرف انرژی کمتر است
محدوده استفاده از ولتاژ بزرگ است
فشار صدا بالاست

معایب
از معایب بازر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
کنترل کردن کمی سخت است
صدای آزاردهنده تولید می‌کند
آموزش برای دانستن نحوه ترمیم وضعیت بدون خاموش کردن فقط ضروری است.

برنامه‌های کاربردی
از کاربرد‌های بازر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
دستگاه‌های ارتباطی
وسایل الکترونیکی مورد استفاده در خودرو
مدار‌های زنگ هشدار
دستگاه‌های قابل حمل
سیستم‌های امنیتی
تایمر‌ها
لوازم خانگی
مترونوم‌های الکترونیکی
رویداد‌های ورزشی
پانل‌های اعلام کننده
نمایش بازی
بنابراین، این همه در مورد یک نمای کلی از یک دیتاشیت بازر است که شامل اصول کاری، پیکربندی پین، مشخصات، مدار، مزایا، معایب و کاربرد‌های آن است. این یک دستگاه سیگنال صوتی الکترومکانیکی، الکترومغناطیسی، مکانیکی، پیزوالکتریک، الکتروآکوستیک است. این زنگ از طریق منبع سیگنال صوتی یا مدار نوسانی کار می‌کند.