Conexión del zumbador piezoeléctrico con BJT

El zumbador piezoeléctrico usa efecto piezoeléctrico para emitir sonido (el material en el zumbador se deforma debido al voltaje, la deformación Ser "proporcional" a la tensión aplicada). Dado que el sonido es una onda de presión, uno tiene que proporcionar un voltaje oscilante al zumbador para producir deformaciones oscilantes. Y lo más importante:

¡Desde el punto de vista eléctrico, el zumbador piezoeléctrico actúa como un condensador!

Entonces, ¿por qué el circuito con BJT y sin R2 no funcionó?

Con BJT en la configuración que usa, BJT solo puede "hundir" la corriente. Es decir, solo puede bajar el voltaje en su colector. Entonces, después de la primera "activación", el voltaje en el colector cayó al nivel del suelo (o cierre). El siguiente ciclo de encendido no cambiará el voltaje a través del zumbador ya que el voltaje en el colector ya estaba al nivel del suelo. (Es por eso que ha medido 5V a través del zumbador). Dado que el voltaje en el zumbador no cambia, el zumbador no vibra y, por lo tanto, no produce sonido.

La adición de R2 solucionó el problema. Cuando BJT está conduciendo, reduce el voltaje en el colector (C). Cuando el BJT NO está conduciendo, R2 eleva el voltaje. Esto encadena la oscilación y produce sonido.

Ahora, la pregunta más interesante es ¿por qué MOSFET pareció funcionar (y BJT no lo hizo)?

No estoy seguro, pero aquí está mi historia: Mi conjetura es que has usado uno de estos mosfets de gran poder. Tienden a tener una gran puerta parásita a la fuente / capacidad de drenaje, en el mismo orden de magnitud que la capacidad del zumbador piezo (cientos de pF). Esta capacidad parásita creó un acoplamiento de CA entre la señal de entrada y el zumbador, que fue suficiente para producir sonido.

Ahora, el BJT del tipo que ha utilizado tiene una capacitancia mucho más pequeña (pF único) que no fue suficiente para proporcionar suficiente acoplamiento de CA (sí proporcionó algo por lo que escuchó un sonido apenas audible)

Nota: todo el problema es un poco más complicado que el simple acoplamiento de CA, pero creo que es una explicación suficientemente buena de primer orden de los fenómenos.

Creo que esto se debe a que un dispositivo piezoeléctrico es esencialmente como un condensador. La salida de su microcontrolador carga y descarga el capacitor porque impulsa activamente su salida tanto alta como baja. El circuito de transistor que muestra puede cargar el capacitor cuando se enciende, pero no puede descargar el capacitor. Su piezo cargará hasta 5V, pero cuando el transistor se apaga, la carga se mantiene en 5V. Sin cambio de voltaje = no hay sonido fuera del peizo.

La adición de la resistencia en paralelo proporciona un camino para que la capacitancia piezoeléctrica se descargue, para que luego obtengas el voltaje variable que necesitas para producir sonido.

Eso no explica por qué funciona con un MOSFET, a menos que haya un diodo interno en el MOSFET que descargue la capacitancia piezoeléctrica a través de la puerta.

¿Seguro que estás usando un pin de salida que puede generar la corriente correctamente? (por ejemplo, ¿no se acaba de activar un pull-up interno débil)? ¿A qué voltaje sube cada extremo de la resistencia 2k2 durante el ciclo?

Sé que suena como si estuviera bien, si puede generar corriente directamente en el buzzer, pero vale la pena comprobar que no haya cambios entre las pruebas.

También he experimentado esto con un bjt antes. Un cristal piezoeléctrico es una parte de impedancia muy alta. Usted querrá alguna otra carga de menor impedancia en paralelo con el piezo. Tal vez empezar con un 47K? Luego, suba y baje desde allí para obtener el volumen requerido.