Circuitul traductorului piezoelectric și aplicațiile sale

Anumite cristale precum titanatul de bariu, cuarțul, tantalitul de litiu etc. au proprietatea de a produce electricitate prin aplicarea unei forțe sau a unei presiuni asupra lor, în condiții specifice. De asemenea, pot funcționa invers transformând semnalul electric aplicat peste ele în vibrații. Prin urmare, ele sunt utilizate ca traductoare în multe aplicații. Sunt numite ca materiale piezoelectrice. Prin urmare, un traductor piezoelectric produce tensiune atunci când aplică o forță asupra lor și invers. În primul rând, să ne uităm la unele dintre aplicațiile traductorului piezoelectric, urmate de definiție.

Efect piezoelectric:

1. Analizor de stres mecanic:

Cea mai importantă aplicație este analizorul de tensiune pentru coloanele din clădiri unde se măsoară tensiunea proporțională produsă la tensiunea asupra cristalului și se poate calcula tensiunea corespunzătoare.

2. Brichete:

Bricheta cu gaz și bricheta respectă, de asemenea, aceeași regulă a efectului piezoelectric care produce impuls electric la forța produsă de impactul brusc al declanșatorului asupra materialului din interiorul lor.

Efectul piezoelectric este definit ca schimbarea polarizării electrice care este produsă în anumite materiale atunci când este supusă unor solicitări mecanice.

Efect piezoelectric invers:

1. Ceas cu cuarț:

În interiorul ceasului nostru, există un rezonator de cuarț care funcționează ca oscilator. Elementul este dioxidul de siliciu. Semnalul electric aplicat pe cristal îl face să vibreze periodic, ceea ce, la rândul său, reglează uneltele din interiorul ceasului nostru.

2. Piezo Buzzers:

Buzzerele sunt utilizate pe scară largă în multe aplicații, cum ar fi indicatorul de mers înapoi al mașinilor, calculatoare și etc. Vibrația poate fi deviată într-un spațiu adăpostit, cu o deschidere mică, transformându-l într-un sunet sonor.

Efectul electric Piezo invers este definit ca deformarea sau deformarea produsă în anumite materiale atunci când este supusă câmpului electric.

Traductor piezoelectric:

Deasupra este un traductor piezoelectric ieftin cu trei terminale utilizat în Buzzer Piezo 12V care produce sunet cu aranjamentul circuitului de mai jos. Acolo unde carcasa neagră devine structura pentru a crea un sunet sonor.

Transformarea forței în energie electrică folosind traductorul piezoelectric:

Să încercăm să experimentăm efectul piezoelectric transformând o forță în semnal de tensiune mică folosind discul traductorului piezoelectric. Apoi, să încercăm să stocăm energia produsă prin forță sau presiune.

Lipirea terminalelor:

Lipirea firului către traductorul piezoelectric este partea principală a utilizării acestora. Aveți grijă să nu supraîncălziți suprafața, deoarece aceasta se topește chiar și la temperatură scăzută timp de câteva secunde. Prin urmare, încercați să topiți plumbul în lipitor și să aruncați lipitul topit pe suprafață. Pentru această operațiune, terminalele pozitive și negative vor fi suficiente și pot fi văzute în imaginea de mai sus.

Operațiune:

Traductorul piezoelectric produce o ieșire discontinuă sau alternativă la aplicarea forței repetate de lovire asupra acestuia. Prin urmare, trebuie să fie rectificat pentru a-l face stocabil sau utilizabil DC. Prin urmare, pentru o eficiență de rectificare mai mare de 80% sau mai mult, vom folosi redresorul cu undă completă. Fie putem folosi o combinație de patru diode în configurația de punte, fie un pachet cu diodă de punte încorporată, cum ar fi RB156. Iată referința pentru a construi redresorul cu undă completă cu filtru.

Prin urmare, același concept este aplicat aici, în cazul în care ieșirea alternativă a traductorului piezoelectric este convertită în curent continuu și stocată în condensatorul de ieșire. Energia stocată este apoi disipată printr-un LED cu ieșire controlată. Prin urmare, disiparea energiei stocate va fi vizibilă.

Diagrama circuitului traductorului piezoelectric:

Mai jos este diagrama schematică a circuitului traductorului piezoelectric în care energia stocată în condensator va fi disipată numai atunci când comutatorul tactil este închis.

Condensatorul utilizat la ieșire poate fi mărit în continuare pentru a crește capacitatea de stocare, dar totuși numărul de traductoare piezoelectrice trebuie, de asemenea, să crească. Prin urmare, aici este 47uF.

Lucru:

După cum se explică în simularea de mai sus, conexiunile sunt realizate în Breadboard. Dar, motivul utilizării a două traductoare piezoelectrice este creșterea cantității de energie produsă într-un interval scurt de timp. Inițial, oferim atingeri continue asupra traductoarelor.

Odată ce nivelul de tensiune necesar este atins, apăsăm comutatorul tactil și LED-ul luminează o clipă.

Motivul pentru care LED-ul clipește ca mai jos este că condensatorul de 47uF utilizat poate stoca doar acea energie pentru a clipi LED-ul timp de câteva secunde. Cantitatea de energie produsă și stocată poate fi mărită prin creșterea numărului de traductoare și a valorii condensatorului. Video de mai jos demonstrează procesul de făcut mai sus în etape.