Jei kuriate tokius produktus kaip buitinė technika, apsaugos skydelis, durų įėjimo sistema ar kompiuterio išorinė įranga, galite pasirinkti, kad garsinis signalas būtų vienintelė priemonė bendrauti su vartotojais arba kaip sudėtingesnės vartotojo sąsajos dalis.
Bruce'as Rose'as, CUI įrenginių pagrindinių programų inžinierius
Bet kuriuo atveju garsinis signalas gali būti nebrangi ir patikima priemonė patvirtinti komandą, nurodyti įrangos ar proceso būseną, paskatinti sąveiką arba kelti pavojaus signalą.
Iš esmės garsinis signalas paprastai yra magnetinio arba pjezoelektrinio tipo.Jūsų pasirinkimas gali priklausyti nuo disko signalo charakteristikų arba reikiamos išvesties garso galios ir laisvos fizinės vietos.Taip pat galite pasirinkti indikatoriaus ir keitiklio tipus, atsižvelgdami į norimus garsus ir turimus grandinės projektavimo įgūdžius.
Pažvelkime į skirtingų mechanizmų principus ir pagalvokime, ar magnetinis arba pjezo tipas (ir indikatoriaus ar pavaros pasirinkimas) gali būti tinkamas jūsų projektui.
Magnetiniai garsiakalbiai
Magnetiniai garsiakalbiai iš esmės yra srovės valdomi įrenginiai, kuriems veikti paprastai reikia daugiau nei 20 mA.Naudojama įtampa gali būti iki 1,5 V arba iki maždaug 12 V.
Kaip parodyta 1 paveiksle, mechanizmą sudaro ritė ir lankstus feromagnetinis diskas.Kai srovė praeina per ritę, diskas traukiamas link ritės ir grįžta į normalią padėtį, kai srovė neteka.
Dėl tokio disko nuokrypio šalia esantis oras juda, o žmogaus ausis tai interpretuoja kaip garsą.Srovę per ritę lemia taikoma įtampa ir ritės varža.
1 pav. Magnetinio garsiakalbio konstrukcija ir veikimo principas.
Pjezo garsiakalbiai
2 paveiksle pavaizduoti pjezo garsinio signalo elementai.Pjezoelektrinės medžiagos diskas yra pritvirtintas prie korpuso kraštų, o elektriniai kontaktai yra pagaminti iš dviejų disko pusių.Šiuose elektroduose esanti įtampa sukelia pjezoelektrinės medžiagos deformaciją, todėl oro judėjimas gali būti aptiktas kaip garsas.
Priešingai nei magnetinis garsinis signalas, pjezo garsinis signalas yra įtampa valdomas įrenginys;darbinė įtampa paprastai yra didesnė ir gali būti nuo 12 V iki 220 V, o srovė yra mažesnė nei 20 mA.Pjezo garsinis signalas modeliuojamas kaip kondensatorius, o magnetinis garsinis signalas – kaip ritė, nuosekliai sujungta su rezistoriumi.
2 pav. Pjezo garsiakalbio konstrukcija.
Abiejų tipų atveju gaunamo garsinio tono dažnis nustatomas pagal važiavimo signalo dažnį ir gali būti valdomas plačiu diapazonu.Kita vertus, nors pjezo garsiakalbiai turi pakankamai tiesinį ryšį tarp įvesties signalo stiprumo ir išvesties garso galios, magnetinių garsiakalbių garso galia smarkiai krenta mažėjant signalo stiprumui.
Turimo pavaros signalo charakteristikos gali turėti įtakos tam, ar pasirinksite magnetinį ar pjezo garsinį signalą.Tačiau, jei garsumas yra pagrindinis reikalavimas, pjezo garsiakalbiai paprastai gali sukurti didesnį garso slėgio lygį (SPL) nei magnetiniai garsiakalbiai, bet taip pat turi didesnį plotą.
Indikatorius arba keitiklis
Sprendžiant, ar pasirinkti indikatorių ar keitiklio tipą, reikia atsižvelgti į reikalingų garsų diapazoną ir susijusios grandinės, leidžiančios valdyti ir valdyti garsinį signalą, konstrukciją.
Indikatorius pateikiamas su įrenginyje įmontuota vairavimo schema.Tai supaprastina grandinės dizainą (3 pav.), todėl galima naudoti „plug and play“ metodą mainais į sumažintą lankstumą.Nors jums reikia naudoti tik nuolatinę įtampą, galima gauti tik nuolatinį arba impulsinį garso signalą, nes dažnis yra fiksuotas viduje.Tai reiškia, kad kelių dažnių garsai, tokie kaip sirenos ar varpeliai, neįmanomi naudojant indikatoriaus garsinius signalus.
3 pav. Indikatoriaus garsinis signalas skleidžia garsą, kai įjungiama nuolatinės srovės įtampa.
Be integruotos vairavimo grandinės, keitiklis suteikia jums lankstumo, leidžiančio pasiekti įvairius garsus, naudojant įvairius dažnius arba savavališkas bangų formas.Be pagrindinių nuolatinių arba pulsuojančių garsų, galite generuoti garsus, tokius kaip kelių tonų įspėjimai, sirenos ar varpeliai.
4 paveiksle parodyta magnetinio keitiklio taikymo grandinė.Jungiklis paprastai yra bipolinis tranzistorius arba FET ir naudojamas sužadinimo bangos formai sustiprinti.Dėl ritės induktyvumo diagramoje parodytas diodas reikalingas, kad būtų galima užfiksuoti grįžtamąją įtampą, kai tranzistorius greitai išjungiamas.
4 pav. Magnetiniam keitikliui reikalingas sužadinimo signalas, stiprintuvo tranzistorius ir diodas, kad būtų galima valdyti indukuotą grįžtamąją įtampą.
Galite naudoti panašią sužadinimo grandinę su pjezo keitikliu.Kadangi pjezo keitiklis turi mažą induktyvumą, diodas nereikalingas.Tačiau grandinei reikia įtampą iš naujo nustatyti, kai jungiklis yra atidarytas, o tai galima padaryti pridedant rezistorių vietoj diodo, tuo didesnės galios išsklaidymas.
Taip pat galima padidinti garso lygį padidinus keitikliui taikomą įtampą nuo maksimumo iki maksimumo.Jei naudojate pilno tilto grandinę, kaip parodyta 5 paveiksle, naudojama įtampa yra dvigubai didesnė už galimą maitinimo įtampą, o tai suteikia apie 6 dB didesnę išėjimo garso galią.
5 pav. Naudojant tilto grandinę galima padvigubinti pjezo keitiklio įtampą, suteikdama 6 dB papildomos garso galios.
Išvada
Garso signalai yra paprasti ir nebrangūs, o pasirinkimas apsiriboja keturiomis pagrindinėmis kategorijomis: magnetinis arba pjezoelektrinis, indikatorius arba keitiklis.Magnetiniai garsiakalbiai gali veikti esant žemesnei įtampai, tačiau jiems reikia didesnės pavaros srovės nei pjezo tipai.Pjezo garsiakalbiai gali sukurti didesnį SPL, bet paprastai turi didesnį plotą.
Indikatoriaus garsinį signalą galite valdyti tik su nuolatine įtampa arba pasirinkti keitiklį sudėtingesniems garsams, jei galite pridėti reikiamą išorinę grandinę.Laimei, „CUI Devices“ siūlo daugybę indikatorių arba keitiklių tipo magnetinių ir pjezo garsiakalbių, kad jūsų dizainui būtų dar lengviau pasirinkti garsinį signalą.
Paskelbimo laikas: 2023-09-12
