مبدل های صوتی و زنگ
به روز رسانی شده در ۱۴۰۵/۳/۲۱ زمان مطالعه 10 دقیقهمبدلهای صوتی و زنگها با تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی صوتی، صدایی پیوسته یا متناوب تولید میکنند. این دستگاه ها در آشکارسازهای دود و سایر محصولات تولید کننده صدا یافت می شوند. برخی از مبدل های صوتی، مانند آنچه در ویدیوی زیر است، قابل برنامه ریزی هستند و قادر به تولید یک سری صداهای متعدد هستند.
نمایش تمام سازندگان مبدلهای صوتی و زنگ
تکنولوژی
مبدلهای صوتی و زنگها ممکن است از فناوری الکترومغناطیسی یا پیزوالکتریک برای تولید آهنگ استفاده کنند.
الکترومغناطیسی
مبدل های الکترومغناطیسی از یک آهنربا و یک سیم پیچ الکتریکی برای تولید انرژی صوتی استفاده می کنند. هنگامی که جریان از منبع برق به سیم پیچ اعمال می شود، میدان مغناطیسی ایجاد می کند که مبدل یا زنگ را روشن می کند و صدایی وزوز تولید می کند. در مقایسه با محصولات پیزوالکتریک، مبدل های الکترومغناطیسی یک سیگنال نسبتا خام و کم توان تولید می کنند و معمولاً دستگاه های بزرگتری هستند.
یک زنگ الکترومغناطیسی نصب شده روی PCB.
پیزوالکتریک
پیزوالکتریکی بار الکتریکی است که در بلورها و سرامیک های خاص در پاسخ به تنش تجمع می یابد. مبدل های صوتی پیزوالکتریک از یک صفحه فلزی در ارتباط با عنصر سرامیکی پیزو استفاده می کنند. صفحه فلزی با انبساط و انقباض عنصر به لرزه در می آید و صدایی قابل شنیدن تولید می کند.
زنگ پیزو نصب شده روی PCB.
مشخصات صوتی
فرکانس
فرکانس به تعدادی از چرخههای موج صوتی اشاره دارد که بر حسب هرتز (هرتز) بیان میشوند، که گام سیگنال صوتی را تعیین میکند. تصویر زیر چندین موج با فرکانس های مختلف را نشان می دهد. امواج بالای تصویر با فرکانس کمتری نسبت به امواج پایین می لرزند.
گوش انسان قادر به شنیدن زیر و بمی هایی از 20 هرتز تا 20000 هرتز (یا 20 کیلوهرتز) است. محدوده فرکانسی رایج و صداهای شنیدنی که تولید می کنند عبارتند از:
16 تا 32 هرتز : کمترین صدایی که برای انسان قابل شنیدن است. این ارتعاشات کم گاهی اوقات به جای شنیدن به عنوان "احساس" توصیف می شود.
32 تا 512 هرتز : نیمه پایین صفحه کلید پیانو یا نت های "باس".
1024 تا 2048 هرتز : نیمه بالایی کیبورد پیانو. این گام ها کیفیت صدای بوق مانند یا ریز می دهد.
4096 تا 8192 هرتز : صداهای لبی و اصطکاکی گفتار انسان.
16384 تا 32768 هرتز : صداهای این محدوده کمتر شنیده می شوند. برای مرجع، صدای ساطع شده توسط تلویزیون تیوب پرتو کاتدی (CRT) تقریباً 16700 هرتز است.
مبدل های صوتی ممکن است برای انتشار یک صدای ثابت ساخته شوند یا ممکن است طیفی از زنگ های قابل برنامه ریزی را مشخص کنند.
فشار صدا
فشار صوت به انحراف فشار موضعی از فشار محیط ناشی از موج صوتی اشاره دارد. هنگام کار با مبدل های صوتی، سطح فشار صدا (SPL) مشخصات مفیدتری است. SPL به صورت لگاریتمی فشار صوتی موج را نسبت به مقدار مرجع، معمولاً آستانه شنوایی انسان در 1 کیلوهرتز بیان می کند. مقدار مرجع به صورت بیان می شود
p ref = 20 μPa (rms)
که در آن rms = ریشه میانگین مربع.
این مقدار را می توان تقریباً به عنوان صدای پرواز پشه در فاصله 3 متری از گوش انسان ترجمه کرد.
سطح فشار صوت بر حسب دسی بل (dB) بیان می شود. برخی از صداهای رایج، همراه با مقادیر فشار صوتی آنها (در Pa RMS) و مقادیر سطح فشار صدا عبارتند از:
منبع صدا | فشار صدا (Pa RMS) | سطح فشار صدا (dB) |
اتاق آرام | 2x10 -2 | 20-30 |
ماشین لباسشویی |
| 42-53 |
موتور ماشین سواری در 10 متری | 2x10 -1 | 60-80 |
جک چکش در 1 متری | 2 | ~ 100 |
موتور جت در فاصله 100 متری | 7-200 | 110-140 |
آستانه گوش درد | 63 | 130 |
تفنگ در فاصله 1 متری شلیک شد | ~ 5000 | 168 |
نارنجک شوکر | 6000-20000 | 170-180 |
شوک ویو | > 100000 | > 194 |
همانطور که در جدول نشان داده شده است، سطح فشار صوت برای بیان طیف عظیمی از صداها با استفاده از مقیاس نسبتا کوچک محاسبه شده است. از آنجایی که دسی بل واحدهای لگاریتمی هستند، تغییر در نسبت توان با ضریب 10 به عنوان تغییر 10 دسی بل نشان داده می شود.
مشخصات فیزیکی
فسخ
پایانه های مبدل نحوه اتصال آن به منبع ورودی را تعیین می کند.
دستگاه های نصب سطحی (SMT) شامل پایانه ها نیستند و با استفاده از لحیم کاری موجی به برد مدار چاپی (PCB) متصل می شوند.
برخی از مبدلها ممکن است شامل سرنخها یا پیگتیلهای از پیش سیمکشی شده برای ایجاد اتصال باشند.
کانکتورهای چند پین (پین های PC) عمدتاً برای رابط خارجی استفاده می شوند.
اتصالات سریع دوشاخه هایی با پروب های حسگر هستند.
پایانه های پیچی با پیچاندن یک سیم اتصال بر روی یک کنتاکت الکتریکی، اتصال فیزیکی ایمن را ایجاد می کنند.
زبانه های لحیم کاری قطعات فلزی مسطحی هستند که سیم ها را می توان به آنها لحیم کرد و برای اتصال به برد مدار استفاده می شود.
گواهینامه RoHS
دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) یک دستور اتحادیه اروپا است که استفاده از شش ماده خطرناک را در ساخت وسایل الکترونیکی و الکتریکی محدود می کند. اگرچه آنها اغلب به سادگی به عنوان "بدون سرب" شناخته می شوند، محصولات RoHS حاوی کمتر از 0.1٪ موارد زیر هستند:
سرب
عطارد
کادمیوم
کروم شش ظرفیتی (Cr 6+ )
بی فنیل های پلی برومینه (PBB)
دی فنیل اتر پلی برومینه (PBDE)
دستورالعمل RoHS از سلامت کارگران صنعت الکترونیک و کسانی که در مجاورت مناطقی که زباله های با تکنولوژی بالا ذخیره می شوند محافظت می کند. علیرغم نگرانی های اولیه در مورد قابلیت اطمینان لحیم کاری بدون سرب، محصولات RoHS به طور مطلوب برای مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت و لرزش شدید و الزامات شوک آزمایش شده اند.
در حالی که محصولات مطابق با RoHS دارای علامت یا مهر استاندارد نیستند، تصویر زیر یک مثال معمولی را ارائه می دهد.
منبع