Hallo Zusammen, ich möchte einen Piezo an einem ATmega Mikrocontroller verwenden. Die Ansteuerung scheint ja recht einfach zu sein, nur fehlt mir jeglicher Anhaltspunkt wie laut er dann wird. Gemäss Datenblatt [1] hat er: Maximale Spannung: 30V Resonanzfrequenz: 6.5kHz 6.5kHz ist aber eine ziemlich unangeneme Frequenz, ich würde ihn eher bei 2kHz betreiben und mit entweder 3.3 oder 6.6 Vpp. Gibt es eine Möglichkeit die Lautstärke abzuschätzen oder bleibt mit nichts anderes übrig als es aufzubauen und auszuprobieren? Ich möchte in etwa den Piepston einer Digitaluhr erreichen. Ich habe schon diverse Tips im Forum gelesen, aber da geht es meist darum, ihn möglichst laut zu machen. Ich würde mich über Ratschläge/Ideen/Links freuen! [1] http://www.cui.com/product/resource/pdf/CEB-20D64.pdf
Ein Piezo-Buzzer kann einen sehr ungleichmäßigen Frequenzgang aufweisen. Oftmals gibt es mehrere Peak, wie du z.B. in den Frequency vs Sound Pressure Diagramm hier siehst: http://www.tdk.co.jp/tefe02/ef532_ps.pdf
Ah interessant. Das heisst es sollte eigentlich recht gut möglich sein, dass ich die Lautstärke durch verschieben der Frequenz um 2kHz herum auf das gewünscht Niveau einstellen kann? Im Forum wir oft empfohlen den Piezo an zwei Mikrokontroller Pins anzuschliessen, damit er lauter wird. Würde da ein Pin auch ausreichen wenn man nicht eine hohe Lautstärke möchte, oder wäre er dann selbst nahe bei einem Peak noch zu leise?
Ein bis zwei Transistoren in Kollektor bzw Emitter- und Kollektorschaltung und zwei drei Widerstände und Du kannst das Teil so laut machen, wie Du willst.
Martin Schwaikert schrieb: > Ein bis zwei Transistoren in Kollektor bzw Emitter- und > Kollektorschaltung und zwei drei Widerstände und Du kannst das Teil so > laut machen, wie Du willst. Oh, interessant. Mal doch bitte mal auf. Vielleicht noch mit Trimmpoti, damit es dann auch mal leiser sein kann. Danke.
Was auch wichtig ist, ist der Einbau ins Gehäuse. Also wo im Gehäuse sitzt er und wie kommt der Schall aus dem Gehäuse und von dort zum Ohr. Wenn der Schall im Gehäuse um ein oder zwei Ecken rum muss bevor er rauskann, ist das ganze am Schluss wesentlich leiser. Also nicht nur auf der nackten Platine ausprobieren, sondern im gewünschten Gehäuse.
Stefan schrieb: > Ah interessant. Das heisst es sollte eigentlich recht gut möglich sein, > dass ich die Lautstärke durch verschieben der Frequenz um 2kHz herum auf > das gewünscht Niveau einstellen kann? Das würde zwar im Prinzip gehen, ist aber recht eigenwillig. Für gewöhnlich will man ja schon, daß ein Piep immer die gleiche Frequenz hat. > Im Forum wir oft empfohlen den Piezo an zwei Mikrokontroller Pins > anzuschliessen, damit er lauter wird. Ja. Ist eine Frage des erreichbaren Spannungshubs. Siehe auch Audio-Endstufe in Brückenschaltung (neudeutsch: BTL - bridge tied load). Man erreicht in einer Brückenschaltung die 4-fache Leistung bei gleicher Betriebsspannung und gleicher Last. > Würde da ein Pin auch ausreichen > wenn man nicht eine hohe Lautstärke möchte, oder wäre er dann selbst > nahe bei einem Peak noch zu leise? "Laut" und "leise" sind eher subjektiv. Wenn man einen lauten Piep haben will, dann nimmt man einen Piezo mit ausgeprägter Resonanzfrequenz und betreibt ihn auch bei dieser. Die Frequenz wird im wesentlichen vom Gehäuse vorgegeben, das einen akustischen (Helmholtz-) Resonator bildet. Für den Betrieb genau bei Resonanz gibt es Piezos mit eingebauter Elektronik, die eine extra Elektrode auf der Piezo-Scheibe für die Rückkopplung benutzen. Die von dir ausgesuchte nackte Piezo-Scheibe hat selber zwar auch eine Resonanz, aber bei weitem nicht so ausgeprägt wie z.B. die vorgenannten Teile von TDK (gibts von Dutzenden weiteren Herstellern). Um mal ein Beispiel zu nennen: der "ich bin fertig" Piep meines Belichtungstimers verwendet einen Piezo ähnlich den TDK von oben mit Resonanz bei 4kHz. Und wird mit 4kHz befeuert an einem Atmega bei 5V. Das war mir zu leise um es auch im Nebenraum noch zu hören. In Brückenschaltung zwischen zwei Pins des AVR nicht mehr. Deine Scheibe wird an sich schon eher leiser sein, erst recht wenn du sie abseits der Resonanz betreibst. Martin Schwaikert schrieb: > Ein bis zwei Transistoren in Kollektor bzw Emitter- und > Kollektorschaltung und zwei drei Widerstände und Du kannst das Teil so > laut machen, wie Du willst. Unsinn. Entscheidend ist der Spannungshub am Piezo. Strom braucht man da nur wenig, deswegen helfen auch keine Transistoren. Ein klassischer Trick, den man in alten Armbanduhren sehen kann, ist ein Spartrafo aus ein paar Dutzend Windungen Lackdraht auf einem kleinen Ferritkern. So kann man auch aus einer 1.5V Batterie genug Spannung für eine Piezo-Scheibe herausholen. XL
Axel Schwenke schrieb: >> Ein bis zwei Transistoren in Kollektor bzw Emitter- und >> Kollektorschaltung und zwei drei Widerstände und Du kannst das Teil so >> laut machen, wie Du willst. > > Unsinn. Entscheidend ist der Spannungshub am Piezo. Strom braucht man da > nur wenig, deswegen helfen auch keine Transistoren. Bedingt. Will man das Teil als Benutzer leiser machen, dann ist das schon recht angenehm, wenn man das kann. Dann spar ich mir das Aufschrauben des Gehäuses und Aufkleben von Schaumstoff zur Geräusch-Dämmung (zb bei diversen Akku-Ladegeräten, die nervtötend stundenlang alle 10 Sekunden den Voll-Status des Akkus vermelden, wenn man sie lässt. Besonders lästig in Hotelzimmern wenn die Akkus über Nacht geladen werden.)
Piezosummer sind dann laut, wenn sie in Resonanz laufen, man denke an Rauchmelder. Willst du also 2kHz statt 6.5kHz, solltest du einen anderen nehmen. Am einfachsten kommt man genau auf die Resonanz (bei der der Piezo so 10 mal lauter wird) wenn man einen 3-poligen Piezo nimmt. Ansonsten sind Piezos natürlich um so lauter, je höher die Spannung ist, und deiner darf bis 30V sehen. Manche 1.5V Batteriewecker verwenden deswegen einen Trafo zur Ansteuerung des Piezos, meist ist der Trafo dann gleich die Spule der Oszillators.
Reichelt "Summer 12V HL" . Einfache Ansteuerung, z.B. 5V- unangenehm laut € 1.50 J.
Viele dank für all die Antworten. Ich habe mir jetzt mal eine Testschaltung zusammengebaut, damit ich nicht später merke dass ich doch noch einen Trafo hätte einplanen sollen. Das Gehäuse spielt in der Tat eine sehr grosse Rolle: Frei in der Luft schwebend hört man nur ein feines Zischen doch sobald ich ihn an die Gehäusewand drücke (wo er dann mal aufgeklebt wird) ist er schon ordentlich laut, in etwa so wie ein Wecker - genau die Lautstärke die ich eigentlich möchte. Der Unterschied Brückenschaltung oder nicht ist auch gut hörbar, allerdings geringer als ich es erwartet hätte. Das variieren der Frequenz um 2kHz herum ergab fast keinen Unterschied in der Lautstärke. Ich habe es aber auch nur mit recht groben Abständen ausprobiert, vielleicht habe ich einfach einen Peak verpasst oder er hat in diesem Bereich keine Peaks. Dass die Lautstärke wärend dem Betrieb geändert werden kann wäre auch interssant (ich habe noch kein Gerät mit Piezo gesehen das das konnte) ist aber in meinem Fall nicht nötig, da der Piezo nur gebraucht wird wenn etwas schief läuft.
Als Signalgeber in der Wohnung verwende ich Piezo Schallwandler mit Gehäuse. Ich steuer mit zwei I/O Pins an, die Lautstärke empfinde ich bei Frequenzen im Bereich 1000-6000 Hz als ausreichend. In Arbanduhren wird die Lautstärke mit einer Spule erhöht:
1 | Vcc Vcc |
2 | | | |
3 | X | |
4 | X === Piezo |
5 | X | |
6 | | | |
7 | +------+ |
8 | | |
9 | |/ |
10 | Signal ----[===]---| |
11 | |\> |
12 | | |
13 | GND |
Die Kapazität des Piezo ergibt zusammen mit der Induktivität der Spule einen Schwingkreis. Die Resonanzefrequenz sollte iner der mechanischen Resonanzfrequenzen des Piezo entsprechen. Wenn der Transistor mit der richtigen Frequenz angesteuert wird, erhälst Du am Piezo eine Spannung, die durchaus ein vielfaches von Vcc betragen kann. Wenn Du zwei Pins nimmt, die auch als analoger Eingang verwendet werden können und da die Pull-Ups aktivierst, kannst Du den Piezo Schallwandler auch als Mikrofon verwenden - z.B. als Klatsch Schalter. Alternative zum Piezo sind die deutlich kleineren Schallwandler mit Elektromagnet. Die kannst Du direkt an den AVR anschließen. 50 Ohm passen gut - der AVR geht durch Überlastung eines einzelnen Pins nicht kaputt.
Die elektromechanischen Summer haben einen unangenehm schnarrenden Ton, im Gegensatz zu dem Fast-Sinus des Piezos. Der von mir oben erwaehnte Summer von Reichelt ist als Piezo das Lauteste, was ich kenne, zieht bei 5V- weniger als 5mA hat eingebaute Ansteuerung, Dauerton oder pulsierend, und kostet nur € 1.50. Was willst du mehr ? J.
Stefan schrieb: > Das Gehäuse spielt in der Tat eine sehr grosse Rolle: Frei in der Luft > schwebend hört man nur ein feines Zischen doch sobald ich ihn an die > Gehäusewand drücke (wo er dann mal aufgeklebt wird) ist er schon > ordentlich laut, in etwa so wie ein Wecker - genau die Lautstärke die > ich eigentlich möchte. Flächig Aufkleben ist falsch. Die Grundschwingung einer Piezo-Scheibe sieht so aus, daß die Scheibe sich durchbiegt in ca die Form einer Untertasse. Und das in beiden Richtungen. Von der Seite betrachtet: | Ruhezustand ( Extremdurchbiegung in der einen ) und der anderen Richtung Für maximalen Effekt sollte die Scheibe nur auf Knotenpunkten befestigt werden (das sind Punkte, die beim Schwingen ihre Lage nicht ändern). Für den o.g. Schwingungsmodus liegen diese Punkte auf einem Kreis bei ca. 2/3 des Radius. Die kanonische Methode ist ein Ring passenden Durchmessers (wie gesagt: ca. 2/3 des Scheibendurchmessers) der mit Silikongummi einmal ans Gehäuse und einmal an die Piezo-Scheibe geklebt wird. Dann noch ein Loch ins Gehäuse und fertig. Das eingeschlossene Volumen und Durchmesser/Länge des Schallaustritts bestimmen die akustische Resonanz, die der Resonanz der Scheibe entsprechen sollte. Siehe: http://www.hs-buzzer.com/technology-piezo-buzzer.html http://homemadecircuitsandschematics.blogspot.de/2011/12/how-to-make-simple-piezo-buzzer-circuit.html XL
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