Hallo zusammen Ich möchte den Piezo Buzzer TDK PS1240P02BT per PWM an einem STM32 Mikrocontroller betreiben. Der Buzzer ist mit 3V 0-P spezifiziert. Der STM32 wird mit 3.3V betrieben. Am PWM Timer pin ist ein low pass filter mit R = 1.2kΩ, C = 33nF angeschlossen. Soweit ich es verstanden habe, kann man den Buzzer nicht direkt daran anschliessen, da durch die PWM mit 50% duty cycle dann nur noch 1.65V vorhanden sind. Vielfach wird ein NPN BJT Transistor zur Verstärkung empfohlen. Empfohlene Transistoren sind unter anderem: C1815, 2N3904 , 2n2222 , S8050. Was ist der beste Transistor für mein Szenario und wie muss der genau nach dem low pass folter angeschlossen werden? Vielen Dank im voraus für ein paar Hinweise.
Mike schrieb: > Hallo zusammen > > Ich möchte den Piezo Buzzer TDK PS1240P02BT per PWM an einem STM32 > Mikrocontroller betreiben. > > Der Buzzer ist mit 3V 0-P spezifiziert. > Der STM32 wird mit 3.3V betrieben. > > Am PWM Timer pin ist ein low pass filter mit R = 1.2kΩ, C = 33nF > angeschlossen. > Soweit ich es verstanden habe, kann man den Buzzer nicht direkt daran > anschliessen, da durch die PWM mit 50% duty cycle dann nur noch 1.65V > vorhanden sind. Was soll das Filter am PWM Ausgang bewirken? Im Datenblatt hat es doch ein Schaltungsbeispiel, wo der Piezo über einen Transistor mit Rechteck angesteuert wird. Was gefällt dir daran nicht?
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Mike schrieb: > Am PWM Timer pin ist ein low pass filter mit R = 1.2kΩ, C = 33nF > angeschlossen. Weg damit - Kostet nur Pegel. Ansonsten kannst du da nehmen was du willst. Lediglich einen Basisvorwiderstand solltest du nicht vergessen. 220 Ohm oder so.
Mike schrieb: > Was ist der beste Transistor für mein Szenario und wie muss der genau > nach dem low pass folter angeschlossen werden? Oje. Dieser 'Buzzer' ist ohne Oszillator, er will die Frequenz von dir und ist dabei mit 30V bei 4kHz am lautesten. Um diese 30V zu erzeugen verwendet man einen Schwingkreis, eine Spule zusätzlich zur Kapazität des Piezos, und betreibt sie an einem Class-C Verstärker. Der Transistor darf die negativ gehende Schwingung nicht kurzschliessen, also kein MOSFET sein. Die RECOMMENDED OPERATING CIRCUIT EXAMPLE im Datenblatt betreibt ihn nur mit 3V, macht 50dB säuseln. Hier steht, wie man durch eine Spule lautet bekommt https://www.edn.com/increase-piezoelectric-transducer-acoustic-output-with-a-simple-circuit/ Deiner hält maximal 30V aus, da seine Kapazität nicht im Datenblatt steht muss man mit der Induktivität experimentieren.
Loco M. schrieb: > Was soll das Filter am PWM Ausgang bewirken? Im Datenblatt hat es doch > ein Schaltungsbeispiel, wo der Piezo über einen Transistor mit Rechteck > angesteuert wird. Was gefällt dir daran nicht? Es soll Audio ausgegeben werden. Für Audio per PWM wird überall beschrieben, dass ein low pass filter notwendig ist. Das die Qualität mit so einem Buzzer sehr bescheiden sein wird, ist mir durchaus bewusst. Ich möchte also mehr also nur einfach ein "piep" Ton auf einer bestimmten Frequenz ausgeben, sondern durchaus auch (in schlechter Qualität) Musik per PWM. Daher der low pass filter.
Mike schrieb: > Das die Qualität mit so einem Buzzer sehr bescheiden sein wird, ist mir > durchaus bewusst. Die ist nicht vorhanden. Nimm einen kleinen Lautsprecher.
Mike schrieb: > sondern durchaus auch (in schlechter Qualität) Musik per PWM Du guckst prinzipiell nicht in Datenblätter von Dingern die du verbaust ? Diese winzige Piezoscheibe produziert kein Geräusch unter 3kHz. Schon im anderen thread wurde erklärt dass du einen Lautsprecher brauchst (und tunlichst einen Verstärker). Ja, mit PWM kann man (leidlich) Musik wiedergeben, ein echter Lautsprecher übernimmt sogar die low pass Filterung wegen seiner mechanischen Trägheit, die PWM Frequenz muss natürlich jenseits des hörbaren liegen. Aber auch im anderen thread wurde dir schon erklärt, dass die Speicherkapazität des AVR zu gering ist. Du kannst nur synthetische Töne (Sinus etc.) erzeugen und z.B. Midi-Noten spielen.
Michael B. schrieb: > Dieser 'Buzzer' ist ohne Oszillator, er will die Frequenz von dir und > ist dabei mit 30V bei 4kHz am lautesten. Der ist ganz bewusst ohne Oszillator, damit ich per PWM Musik damit wiedergeben kann. Michael B. schrieb: > Um diese 30V zu erzeugen verwendet man einen Schwingkreis, eine Spule > zusätzlich zur Kapazität des Piezos, und betreibt sie an einem Class-C > Verstärker. > > Der Transistor darf die negativ gehende Schwingung nicht kurzschliessen, > also kein MOSFET sein. > > Die RECOMMENDED OPERATING CIRCUIT EXAMPLE im Datenblatt betreibt ihn nur > mit 3V, macht 50dB säuseln. Im Datenblatt steht 70dB(A)/10cm min. at 4kHz, 3V0-P. Laut genug für mich. Ich habe in der Schaltung nur 3.3V Versorgung zur Verfügung und möchte damit das best möglichste an Lautstärke herausholen.
Mike schrieb: > Ich habe in der Schaltung nur 3.3V Versorgung zur Verfügung und möchte > damit das best möglichste an Lautstärke herausholen. Deshalb brauchst du einen Lautsprecher, keinen Piezo.
Mike schrieb: > sondern durchaus auch (in schlechter Qualität) Musik per PWM. > Daher der low pass filter. Falscher logischer Schluss. Ich würde an deiner Stelle den Piezo mit einem Gegentakttreiber (ein Single-Gate-TTL-Inverter reicht da) ansteuern:
1 | Inverter |
2 | .------|>o-----. |
3 | | | |
4 | µC ----o-----Piezo----' |
Alternativ mehrere Treiber eines 6-fach-Inverters parallel schalten:
1 | Inverter |
2 | .------|>o-----. |
3 | | | |
4 | o------|>o-----o |
5 | | | |
6 | | Piezo |
7 | | | |
8 | µC -|>o---o-|>o--o--|>o--o |
9 | | | |
10 | '--|>o--' |
Mit der Gegentaktansteuerung wird die Piezoscheibe nämlich nicht nur in eine, sondern in beide Richtungen ausgelenkt. Das erhöht die maximale Amplitude am Piezo auf 6V und damit die erreichbare Lautstärke.
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Michael B. schrieb: > Schon im anderen thread wurde erklärt dass du einen Lautsprecher > brauchst (und tunlichst einen Verstärker). > > Ja, mit PWM kann man (leidlich) Musik wiedergeben, ein echter > Lautsprecher übernimmt sogar die low pass Filterung wegen seiner > mechanischen Trägheit, die PWM Frequenz muss natürlich jenseits des > hörbaren liegen. > > Aber auch im anderen thread wurde dir schon erklärt, dass die > Speicherkapazität des AVR zu gering ist. Sorry, aber ich schreibe in keinem anderen thread hier. Ausserdem habe ich kein AVR, sondern ein STM32 mit 128Mbit SPI Flash angeschlossen. Speicherkapazität ist meine geringste Sorge.
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H. H. schrieb: > Deshalb brauchst du einen Lautsprecher, keinen Piezo. Ich lasse die Platine komplett bei JCLPCB bestücken und bräuchte daher ein footprint für den Lautsprecher. In KiCad gibt es aber leider nur footprints für buzzers. Daher muss ich gezwungenermassen einen buzzer statt lautsprecher nehmen. Die Audio Ausgabe ist aber nur Sekundär und nicht so wichtig. Daher ist es OK wenn es nicht die beste Lösung ist. Danke trotzdem für den Tipp.
Mike schrieb: > Daher ist es OK wenn es nicht die beste Lösung ist. Es ist aber keine Lösung. > In KiCad gibt es aber leider nur footprints für buzzers. Man kann da eigene Footprints erstellen.
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20250403_144138.jpg
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Mike schrieb: > Vielfach wird ein NPN BJT Transistor zur Verstärkung empfohlen. In deinem Fall bringt der Transistor nichts, denn du hast nur 3,3 Volt zur Verfügung! Für das Tiefpassfilter kannst du das nehmen, was du selber vorgeschlagen hast. Wenn du den Frequenzbereich etwas erweitern möchtest kannst du statt 33nF auch 10nF nehmen, das ergibt eine obere Grenzfrequenz von 16kHz. R2 und C2 können eventuell entfallen, die begrenzen nur die untere Übertragungsfrequenz auf 160Hz. Bevor du extra ein Layout dafür machst, hör dir das am besten vorher einmal testweise auf dem Steckbrett an, auch wenn die Audioqualität zweitrangig sein darf!
Enrico E. schrieb: > kannst du das nehmen, was du selber vorgeschlagen hast. Der Piezo in dieser Schaltung wird nur sehr, sehr leise tröten, denn die Piezokapazität wird nur gaaaanz laaaangsaaam über den 10k widerstand entladen. Aber weil die Tonausgabe nur nachrangig ist, wird das schon reichen. Die Schaltung ist ja schnell mal am EVAL-Board zusammengesteckt und ausprobiert. Vorher würde ich da sowieso keine Leiterplatte entwerfen. Mike schrieb: > In KiCad gibt es aber leider nur footprints für buzzers. > Daher muss ich gezwungenermassen einen buzzer statt lautsprecher nehmen. Wie kommt man auf diesen fadenscheinigen logischen Winkelzug? Diese Makros sind nicht fest in die Binärdatei vom KiCad eincompiliert. Man kann sie jederzeit ändern oder auch völlig neue erstellen. Das sollte man tatsächlich am besten gleich ganz zu Beginn der Entwicklerkarriere üben. Mike schrieb: > Ausserdem habe ich kein AVR, sondern ein STM32 ... kein*en* ... ein*en* ... So viel Zeit sollte sein und im ersten Satz im Thread hats ja auch geklappt.
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H. H. schrieb: > Mike schrieb: >> Daher ist es OK wenn es nicht die beste Lösung ist. > > Es ist aber keine Lösung. Zumindest keine Lösung, die zu seinem Problem passt :-D Warum muß man alles im Entwurfsprogramm erschlagen wollen? 2 Lötaugen und dann mit ein paar cm Litze auf den Piezo. Wobei ich bei so einer nackten Scheibe und 3V schwarz sehe. Die hört man gescheit nur in Resonanz und in einem Gehäuse, was zur Resonanzfrequenz passt. Musik, egal wie schlecht die Qualität auch sein mag, beißt sich aber mit Punkt eins. es gibt genug magnetische Buzzer und Kleinstlautsprecher, die das wesentlich besser können.
Michael B. schrieb: > Dieser 'Buzzer' ist ohne Oszillator, er will die Frequenz von dir und > ist dabei mit 30V bei 4kHz am lautesten. Der TDK-Katalog ist da anderer Meinung, sagt 3 Volt P-P. Ändert aber nichts an dessen Untauglichkeit für Audio, da muß anstatt Piezo eine elektromagnetische Tröte dran. Mike schrieb: > Ich habe in der Schaltung nur 3.3V Versorgung zur Verfügung und möchte > damit das best möglichste an Lautstärke herausholen. Du übersiehst, dass die Bauart von Piepern auf eine bestimmte Frequenz ausgelegt ist. Bei dieser sind die in Resonanz und recht laut, daneben geht der Schallpegel deutlich in den Keller. Gerald B. schrieb: > es gibt genug magnetische Buzzer und Kleinstlautsprecher, die das > wesentlich besser können. Ich habe magnetische Pieper gleicher Bauform, auch diese haben eine ausgeprägte Resonanzstelle.
H. H. schrieb: > Deshalb brauchst du einen Lautsprecher, keinen Piezo. In meinem Umfeld werden gerne Piezo, bzw Bändchenhochtöner verbastelt. Haben einen schrillen Klang, und sind zum Zwecke laut genug.
Thomas S. schrieb: > In meinem Umfeld werden gerne Piezo, bzw Bändchenhochtöner verbastelt. > Haben einen schrillen Klang, und sind zum Zwecke laut genug. Für Bass ? Nichtmal midrange. Eher tweeter.
Mike schrieb: > Ich habe in der Schaltung nur 3.3V Versorgung zur Verfügung und möchte > damit das best möglichste an Lautstärke herausholen. So ein Westentaschenradio aus Mitte der 70er Jahre konnte aus zwei Mignon-Zellen mittels 3-Transistor- und 2-Trafo-Endstufe aus seinem kleinen Lautsprecher schon ordentliche Lautstärke bringen, 300 mW vielleicht, wenn es auch nicht für auf dem Bahnhof oder am Flughafen laut genug gewesen wäre. mfg
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Manfred P. schrieb: > Michael B. schrieb: >> Dieser 'Buzzer' ist ohne Oszillator, er will die Frequenz von dir und >> ist dabei mit 30V bei 4kHz am lautesten. > Der TDK-Katalog ist da anderer Meinung, sagt 3 Volt P-P. Nein, der sagt, dass bei 4kHz Rechteckansteuerung grade mal 70db in 10cm Abstand erreicht werden. Aber es sind bis zu 30Vp im Gegentakt (also 60Vpp) erlaubt und dann ist der Piezo bei 4kHz sicher am lautesten. Vor jedem Gebastel würde ich so einen Piepser einfach mal an einen normalen Lautsprecherausgang ranhängen und hören, was der denn bei welchem Ansteuersignal überhaupt wiedergibt. Im Grunde würde ich hier einfach einen Handylautsprecher nehmen, der ist auf brauchbare Tonwiedergabe ausgelegt: - https://de.aliexpress.com/item/32797193751.html - https://de.aliexpress.com/item/1005006056453298.html - https://de.aliexpress.com/item/1005005699690954.html
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Michael B. schrieb: > Für Bass ? > > Nichtmal midrange. > > Eher tweeter. Was habe ich geschrieben ? - Der deutschen Sprache nicht mächtig? für Hochttonbereich. Die Teile (mehrere pro Box) werden in Verbindung mit 200-500 Watt Bass/Tieftöner/Midi kombiniert. Nicht von mir. Wurde vor x-Jahren von jemanden professionell gebaut. Ich bin kein Freund von Piezo-Tweeter. Aber manchmal braucht es den Schalldruck. Was der Kunde will, kriegt er.
Lothar M. schrieb: >>> Dieser 'Buzzer' ist ohne Oszillator, er will die Frequenz von dir und >>> ist dabei mit 30V bei 4kHz am lautesten. >> Der TDK-Katalog ist da anderer Meinung, sagt 3 Volt P-P. > Nein, der sagt, dass bei 4kHz Rechteckansteuerung grade mal 70db in 10cm > Abstand erreicht werden. Aber es sind bis zu 30Vp im Gegentakt (also > 60Vpp) erlaubt und dann ist der Piezo bei 4kHz sicher am lautesten. Du hast recht, ich habe "am lautesten übersehen" und angenommen, dass er generell 30V benötigt. Heißt jedenfalls, dass das Ding am 3V3-µC piepen wird. In Büro- / Wohnumgebung wird man 70dB hören, in einer Industrieumgebung gehen die einfach unter. Sonderlich viel sind 70db nicht, zumal die nur bei Resonanz auf 4 kHz erreicht werden. Ich habe vorhin mal geschaut: Mein kleiner digitaler Küchentimer liegt knapp drüber, der größere piept sogar mit 81db(A) - Meßwerte eines China-Schallpegelmessers unbekannter Toleranz.
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