Pjezoelektriskā devēja ķēde un tās pielietojums

Dažiem kristāliem, piemēram, bārija titanātam, kvarcam, litija tantalītam utt., Ir īpašība ražot elektrību, uz tiem iedarbojoties ar spēku vai spiedienu īpašā kārtībā. Viņi var strādāt arī apgriezti, pārveidojot elektrisko signālu, kas tiek pielietots pāri tiem, vibrācijās. Tādējādi tos daudzos gadījumos izmanto kā pārveidotājus. Tos sauc par pjezoelektriskiem materiāliem. Tādējādi pjezoelektriskais pārveidotājs rada spriegumu, pielietojot tiem spēku un otrādi. Pirmkārt, apskatīsim dažus pjezoelektriskā pārveidotāja lietojumus, kam seko definīcija.

Pjezoelektriskais efekts:

1. Mehāniskais sprieguma analizators:

Galvenais pielietojums ir sprieguma analizators ēku kolonnām, kur tiek izmērīts proporcionālais spriegums, kas rodas pēc sprieguma virs kristāla, un var aprēķināt atbilstošo spriegumu.

2. Šķiltavas:

Gāzes degļu un cigarešu šķiltavas arī ievēro to pašu pjezoelektriskā efekta likumu, kas rada elektrisko impulsu spēkam, ko rada pēkšņs sprūda trieciens pār materiālu iekšpusē.

Pjezo elektrisko efektu definē kā izmaiņas elektriskajā polarizācijā, kas rodas noteiktos materiālos, pakļaujoties mehāniskiem spriegumiem.

Apgrieztais pjezoelektriskais efekts:

1. Kvarca pulkstenis:

Mūsu pulksteņa iekšpusē ir kvarca rezonators, kas darbojas kā oscilators. Elements ir silīcija dioksīds. Elektriskais signāls, kas tiek pielietots pāri kristālam, liek tam periodiski vibrēt, kas savukārt regulē zobratus mūsu pulksteņa iekšpusē.

2. Pjezo buzzers:

Buzzers tiek plaši izmantots daudzās lietojumprogrammās, piemēram, automašīnas reversajā indikatorā, datoros utt. Šajā gadījumā, lietojot noteiktu spriegumu ar noteiktu lielumu un frekvenci visā iepriekš minētajā kristālā, tie mēdz vibrēt. Vibrāciju var novirzīt telpā, kurā ir neliela atvere, padarot to dzirdamu skaņu.

Apgriezto Pjezo elektrisko efektu definē kā deformāciju vai deformāciju, kas rodas noteiktos materiālos, pakļaujoties elektriskajam laukam.

Pjezoelektriskais devējs:

Augšpusē ir lēts trīs termināļu pjezoelektriskais devējs, ko izmanto 12 V pjezo skaņas signālā, kas rada skaņu ar zemāku ķēdes izvietojumu. Kur melns korpuss kļūst par struktūru, lai radītu dzirdamu skaņu.

Spēka pārveidošana elektrībā, izmantojot pjezoelektrisko devēju:

Mēģināsim eksperimentēt pjezoelektrisko efektu, pārveidojot spēku mazā sprieguma signālā, izmantojot pjezoelektriskā devēja disku. Tad mēģināsim uzglabāt enerģiju, ko rada spēks vai spiediens.

Termināļu lodēšana:

Vadu lodēšana pie pjezoelektriskā pārveidotāja ir galvenā to izmantošanas sastāvdaļa. Uzmanieties, lai virsma nepārkarsētu, jo tā dažas sekundes izkūst pat zemā temperatūrā. Tāpēc mēģiniet izkausēt svinu lodāmurs un nometiet izkausēto lodmetālu virs virsmas. Šai operācijai pietiks ar pozitīviem un negatīviem spailēm, un tos var redzēt iepriekš redzamajā attēlā.

Darbība:

Pjezoelektriskais pārveidotājs rada nepārtrauktu vai mainīgu izeju, atkārtoti pieskaroties tam. Tāpēc tas ir jālabo, lai padarītu to par glabājamu vai izmantojamu DC. Tādējādi, lai iegūtu labāku iztaisnošanas efektivitāti 80% vai vairāk, mēs izmantosim pilna viļņa taisngriezi. Vai nu mēs varam izmantot četru diodu kombināciju tilta konfigurācijā vai paketi ar iebūvētu tilta diode, piemēram, RB156. Šeit ir atsauce uz pilna viļņu taisngrieža ar filtru izveidi.

Tādējādi šeit tiek izmantots tas pats jēdziens, kad pjezoelektriskā devēja mainīgā izeja tiek pārveidota par līdzstrāvu un saglabāta izejas kondensatorā. Uzglabā enerģija tiek izkliedēta, izmantojot LED ar kontrolētu produkciju. Tādējādi būs redzama uzkrātās enerģijas izkliedēšana.

Pjezoelektriskā devēja shēmas diagramma:

Turpmāk sniegta pjezoelektriskā pārveidotāja shēmas shēma, kurā kondensatorā uzkrāto enerģiju izkliedēs tikai tad, kad taustes slēdzis ir aizvērts.

Izejā izmantoto kondensatoru var vēl palielināt, lai palielinātu atmiņas ietilpību, taču jāpalielina arī pjezoelektrisko pārveidotāju skaits. Tādējādi šeit tas ir 47uF.

Darbs:

Kā paskaidrots simulācijā iepriekš, savienojumi tiek veikti Breadboard. Divu pjezoelektrisko pārveidotāju izmantošanas iemesls ir palielināt saražotās enerģijas daudzumu īsā laika intervālā. Sākotnēji mēs nepārtraukti pieskaramies devējiem.

Kad ir sasniegts vajadzīgais sprieguma līmenis, mēs nospiežam taustes slēdzi, un gaismas diode mirgo mirkli.

LED mirgo, kā norādīts zemāk, tāpēc, ka izmantotais 47uF kondensators var uzkrāt tikai tik daudz enerģijas, lai dažas sekundes mirgot LED. Saražotās un uzglabātās enerģijas daudzumu var palielināt, palielinot devēju skaitu un kondensatora vērtību. Tālāk redzamajā videoklipā ir parādīts iepriekš paveiktais process pa soļiem.