¿Se puede interconectar el zumbador piezoeléctrico con la MCU igual que el zumbador continuo normal de 5V?
Estoy hablando del timbre más plano como este.
Necesitamos alimentar a PWM con esto para crear diferentes tonos, ¿no? En caso afirmativo, ¿debemos proporcionar PWM a la frecuencia de audio o cualquier otra frecuencia de resonancia?
No puedo encontrar ninguna hoja de datos adecuada para dichas partes, por lo que es difícil encontrar los parámetros exactos.
No, lo que muestres debe manejarse de manera diferente a un "zumbador". No es un zumbador, solo un transductor piezoeléctrico. Estas cosas no oscilan por sí mismas. Debe conducirlo con la señal que desea emitir, no solo aplicar energía como con un zumbador.
Para saber cómo manejar este timbre, lea la hoja de datos. El proveedor que compró estos debe poder suministrar una hoja de datos. Si no, no confiaría en ellos.
Si no puede obtener una hoja de datos para estas partes, busque en los sitios web de los proveedores reputados para encontrar algo similar. Al menos eso te dará una idea aproximada.
Los elementos piezoeléctricos parecen en su mayoría capacitivos para el circuito de conducción, pero también pueden exhibir sobornos como inductores y pueden generar altos voltajes cuando están sujetos a choques mecánicos.
Para los arrancadores, conecte uno de estos entre un pin de salida PWM del microcontrolador y masa. Agregue diodos Schottky inversos a la alimentación y a tierra para proteger la salida del microcontrolador. Conduce con onda cuadrada de 1 kHz y mira lo que obtienes. Mire el voltaje y vea cuán limpio está aún después de ser cargado por el piezo. Si es un desastre, entonces es una buena pista de que la salida micro no es lo suficientemente fuerte como para que el piezo funcione bien con ese voltaje.
Puede intentar colocar un seguidor de doble emisor (NPN y PNP) en la salida de un amplificador para conducir el piezo de un voltaje más alto y con una impedancia más baja. Lo que muestres probablemente puede tomar unos 10s de voltios sin daño, pero por supuesto, sin una hoja de datos, realmente no sabemos cuáles son los límites.
Primero, mida la capacitancia, que es el parámetro más importante para conducirlos. Probablemente unas pocas decenas de nF. El otro parámetro es la frecuencia de resonancia, pero eso se ve influido por el diseño de la cavidad en la que se montan. La salida acústica también se verá muy influenciada por el diseño de la cavidad y el método de montaje.
El modo de vibración de este tipo de elemento es enlatado con aceite, por lo que hay una línea nula mecánica que forma un círculo concéntrico con el elemento. Por lo general, tratamos de utilizar un borde de cuchilla de plástico moldeado en el punto nulo para el montaje para no amortiguar demasiado la resonancia del elemento / cavidad.
Es preferible no colocar CC a través de los elementos, de modo que pueda conducirlos (a un cierto nivel de volumen) con un pin GPIO y un capacitor en serie. El único peligro de esto es que al golpear el elemento (al tocarlo, por ejemplo), se generará un voltaje (como un encendedor de barbacoa piezoeléctrico) que podría dañar la MCU. Puede abofetear algunos diodos Schottky allí (BAT54 por ejemplo).
Otro método que le dará más volumen es conducir push-pull usando dos salidas (en cuyo caso es posible que no necesite el condensador en serie si los pone en el mismo estado cuando está apagado). En ese caso, podría utilizar 2 diodos dobles BAT54.
Para obtener más voltaje y corriente del variador, puede considerar el uso de uno o dos controladores de compuerta MOSFET (push-pull) que son económicos y están diseñados para impulsar grandes cargas capacitivas. También cambiarán el voltaje para que pueda manejar tal vez 60Vpp desde una fuente de bajo voltaje. Probablemente sea el nivel de presión de sonido de 100dB + que perfora las orejas con un buen diseño de montaje y cavidad, suponiendo un elemento relativamente grande (20-25 mm). La tensión nominal típica es de 30 V, por lo que estaría justo en el límite.
Para empezar, prueba esto:
Con una frecuencia de 1kHz-5kHz. Sí, pone DC a través del elemento, pero no lo dañará para algunas pruebas.
Puede barrer la frecuencia y determinar la frecuencia de resonancia del elemento desnudo.
Por cierto, el hardware PWM no le ofrece lo que desea. Cambiará el ciclo de trabajo con una frecuencia base fija. Necesitas cambiar la frecuencia base. Por lo general (varía según el micro), esto se puede hacer con un hardware de generación de frecuencia dedicado o simplemente recargando un módulo de temporizador de comparación (la mayoría de los PIC lo harán muy bien) a través de una interrupción. El temporizador cambia directamente el pin de salida en el hardware, por lo que casi no hay fluctuación, siempre que la rutina de servicio de interrupción pueda volver a cargar el valor de comparación antes de que se produzca la próxima transición. Para una salida de 5 kHz, tiene bordes solo cada 100useg, así que hay bastante tiempo para volver a cargar la comparación.
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