Obvod piezoelektrického meniča a jeho aplikácie

Niektoré kryštály ako titaničitan bárnatý, kremeň, lítium tantalit atď. Majú vlastnosť vyrábať elektrinu pri použití sily alebo tlaku na ne pri špecifickom usporiadaní. Môžu tiež pracovať inverzne tým, že transformujú elektrický signál aplikovaný na ne na vibrácie. Preto sa používajú ako snímače v mnohých aplikáciách. Nazývajú sa ako piezoelektrické materiály. Preto, piezoelektrický menič vytvára napätie, pri použití sily cez ne a naopak. Najskôr sa pozrime na niektoré z aplikácií piezoelektrického meniča, po ktorých nasleduje definícia.

Piezoelektrický efekt:

1. Analyzátor mechanického napätia:

Hlavní aplikací je napěťový analyzátor pro sloupy v budovách, kde se měří proporcionální napětí produkované při napětí nad krystalem a lze vypočítat odpovídající napětí.

2. Zapaľovače:

Zapaľovač plynového horáka a zapaľovač cigariet tiež dodržiavajú rovnaké pravidlo piezoelektrického javu, ktorý produkuje elektrický impulz na silu vyvolanú náhlym nárazom spúšte na materiál v nich.

Piezoelektrický efekt je definovaný ako zmena elektrickej polarizácie, ktorá sa vytvára v určitých materiáloch pri vystavení mechanickému namáhaniu.

Inverzný piezoelektrický efekt:

1. Quartz hodinky:

Vo vnútri našich hodiniek sa nachádza kremenný rezonátor, ktorý funguje ako oscilátor. Prvkom je oxid kremičitý. Elektrický signál privádzaný cez kryštál spôsobuje, že pravidelne vibruje, čo zase reguluje prevodové stupne v našich hodinkách.

2. Piezoelektrické bzučiaky:

Bzučiaky sa široko používajú v mnohých aplikáciách, ako sú spätné svetlá automobilov, počítače atď. V tomto prípade majú tendenciu vibrovať pri aplikácii napätia určitej veľkosti a frekvencie na vyššie uvedený kryštál. Vibrácie môžu byť odklonené do uzavretého priestoru s malým otvorom, ktorý z nich urobí zvukový zvuk.

Inverzný piezoelektrický efekt je definovaný ako deformácia alebo deformácia spôsobená určitými materiálmi pri vystavení elektrickému poľu.

Piezoelektrický menič:

Hore je lacný trojpólový piezoelektrický menič používaný v piezoelektrickom bzučiaku 12V, ktorý produkuje zvuk s usporiadaním nižšie uvedených obvodov. Čierne puzdro sa stáva štruktúrou, ktorá vytvára zvukový zvuk.

Premena sily na elektrinu pomocou piezoelektrického meniča:

Pokúsme sa experimentovať s piezoelektrickým efektom prevedením sily na signál malého napätia pomocou disku piezoelektrického meniča. Potom sa pokúsme akumulovať energiu vyrobenú silou alebo tlakom.

Spájkovanie koncoviek:

Spájkovanie drôtu na piezoelektrický menič je hlavnou časťou ich použitia. Dajte pozor, aby ste neprehriali povrch, pretože sa na niekoľko sekúnd roztopí aj pri nízkej teplote. Preto sa pokúste roztaviť olovo v spájkovačke a kvapkajte roztavenú spájku na povrch. Pre túto operáciu budú stačiť kladné a záporné svorky, ktoré je možné vidieť na obrázku vyššie.

Prevádzka:

Piezoelektrický menič produkuje diskontinuálny alebo striedavý výstup po aplikácii opakovanej klepacej sily na ňu. Preto musí byť opravený, aby bol skladovateľný alebo použiteľný DC. Preto pre vyššiu účinnosť usmerňovania 80% alebo vyššiu použijeme usmerňovač s plnou vlnou. Môžeme použiť buď kombináciu štyroch diód v konfigurácii mosta, alebo balíček so zabudovanou mostíkovou diódou ako RB156. Tu je odkaz na zostavenie usmerňovača s plnou vlnou s filtrom.

Preto sa tu uplatňuje rovnaká koncepcia, pri ktorej sa striedavý výstup z piezoelektrického meniča prevádza na jednosmerný prúd a ukladá sa vo výstupnom kondenzátore. Uložená energia je potom rozptýli cez LED s riadeným výkonom. Preto bude viditeľný rozptýlenie akumulovanej energie.

Schéma zapojenia piezoelektrického meniča:

Ďalej je uvedený schematický diagram obvodu piezoelektrického meniča, kde sa energia uložená v kondenzátore rozptýli iba po zatvorení hmatového spínača.

Kondenzátor použitý na výstupe možno ďalej zvýšiť, aby sa zvýšila úložná kapacita, je však potrebné zvýšiť aj počet piezoelektrických meničov. Preto je tu 47uF.

Pracovné:

Ako je vysvetlené v simulácii vyššie, spojenia sa uskutočňujú v poli Breadboard. Dôvodom použitia dvoch piezoelektrických meničov je ale zvýšenie množstva vyrobenej energie v krátkom časovom intervale. Spočiatku nepretržite poklepávame na snímače.

Po dosiahnutí požadovanej úrovne napätia stlačíme dotykový spínač a LED na chvíľu svieti.

Dôvod blikania LED diódy, ako je uvedené nižšie, spočíva v tom, že použitý kondenzátor 47uF dokáže uchovať iba toľko energie, aby blikal LED niekoľko sekúnd. Množstvo vyrobenej a uloženej energie je možné zvýšiť zvýšením počtu prevodníkov a hodnoty kondenzátora. Video nižšie ukazuje vyššie uvedený Hotovo proces v krokoch.