Piezo Lautsprecher: Unterschied zwischen den Versionen

Aus HSHL Mechatronik
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
(22 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 2: Zeile 2:
[[Datei:R6-B-0-1.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 1: Piezo Lautsprecher]]
[[Datei:R6-B-0-1.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 1: Piezo Lautsprecher]]
[[Datei:Passiver aktiver Lautsprecher.jpg|thumb|rigth|500px|Abb. 2: Passiver Lautsprecher (links, offen), aktiver Lautsprecher (rechts, Piezo, vergossen)]]
[[Datei:Passiver aktiver Lautsprecher.jpg|thumb|rigth|500px|Abb. 2: Passiver Lautsprecher (links, offen), aktiver Lautsprecher (rechts, Piezo, vergossen)]]
[[Datei:AktiverPiezoBuzzer.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 3: Aufbau des  aktiven Piezo Lautsprechers]]
'''Autor:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]<br>
'''Autor:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]]<br>


Zeile 8: Zeile 9:


== Einleitung ==
== Einleitung ==
Bei diesem Summer handelt es sich um einen aktiven Summer. Er schwingt bei angelegter Gleichspannung mit einer vordefinierten Frequenz (2300&thinsp;Hz  ±300&thinsp;Hz). Wenn Sie auf der Suche nach einem Summer sind, der aus einem oszillierenden Eingangssignal unterschiedliche Töne erzeugen kann, dann werfen Sie einen Blick auf unseren [Passiver_Lautsprecher | passiven Summer].
Manche Menschen bevorzugen aktive Summer, da sie diese mit konstanter Gleichstromversorgung verwenden können, aber auch durch Anlegen eines oszillierenden Signals verschiedene Töne erzeugen können. Manche halten sie für vielseitiger als den passiven Summer, bei dem ein oszillierendes Signal erforderlich ist, um einen Ton zu erzeugen.
Es ist möglich und wird oft auch getan, durch einen aktiven Summer immer noch unterschiedliche Töne zu erzeugen, wenn man ein oszillierendes Signal an den Summer anlegt, aber das Spektrum möglicher unterschiedlicher Töne ist sehr begrenzt und der Klang ist nicht so klar oder sauber, wie er erzeugt werden könnte ein passiver Summer.
Ein Vorteil eines aktiven Summers besteht darin, dass ein Ton von dem an einen Mikrocontroller, beispielsweise einen Arduino, erzeugt werden kann, indem einen 5&thinsp;V Signal an den positiven Summerpin angeschlossen wird. Dies hat den Vorteil, dass Sie keine Rechenleistung, Hardware-Timer oder zusätzlichen Code benötigen, um Töne zu erzeugen.
Im Inneren eines aktiven Summers befinden sich die piezoelektrische Scheibe, die Oszillator-Treiberplatine und ein rückseitiges Gehäuse aus Harz oder Kunststoff. Beachten Sie, dass sich im oberen Gehäuse ein Loch befindet, durch das die Schallwellen dringen können.


== Technische Übersicht ==
== Technische Übersicht ==
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+ Tabelle 1: Eigenschaften des MPU-9250/6500
|+ Tabelle 1: Eigenschaften eines Piezo Lautsprechers
! style="font-weight: bold;" | Eigenschaft
! style="font-weight: bold;" | Eigenschaft
! style="font-weight: bold;" | Daten
! style="font-weight: bold;" | Daten
|-
|-
| Artikel || MPU-9250/6500
| Nennspannung ||6&thinsp;V DC
|-
| Spannungsversorgung || 4&thinsp;V bis 8&thinsp;V DC
|-
| Nennstrom || ≤30&thinsp;mA
|-
| Lautstärke bei 10&thinsp;cm || ≥85&thinsp;dB
|-
| Resonanzfrequent || 2300&thinsp;Hz  ±300&thinsp;Hz
|-
| Ton || kontinuierlich
|-
| Betriebstemperatur || -25&thinsp;°C bis +80&thinsp;°C
|-
| Gewicht || 2&thinsp;g
|}
 
== Hinweise ==
{|
|-
|-
| ADU || 3x 16-Bit Analog-Digital Konverter für Gyro, Beschleunigung und Magnetfeld
| [[Datei:Warnung2.png|rahmenlos|50px|links]] 
|
* Beachten Sie die Polarität des Lautsprechers (+ Markierung).
* Die Lautstärke kann mit einem Vorwiderstand und/oder dem Aufkleber verringert werden (vgl. Abb. 4).
|}
 
== Beispielschaltung ==
[[Datei:SummerSchaltung.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 4: Einfache Beispielschaltung für den Summer]]
Abb. 4 zeigt eine minimalistische Beispielschaltung.
 
== Benötigte Materialien==
 
{| class="wikitable"
|+ Tabelle 2: Materialliste für dieses Beispiel
|-
|-
| Schnittstelle || I2C und SPI Schnittstelle
! Anz.    !! Bauteil
|-
|-
| Spannungsversorgung || 3&thinsp;V bis 5&thinsp;V
| 1 || [[Arduino|Funduino Arduino UNO R3]] ||[[Datei:Arduino Uno R3.jpg|ohne|100px|]]
|-
|-
| Messbereich Gyroskop || einstellbar: ±250, ±500, ±1000 and ±2000&thinsp;°/s
| 1 || [[Steckbrett]] ||[[Datei:R12-A-9-1.jpg|ohne|100px|]]
|-
|-
| Messbereich Beschleunigung || einstellbar: ±2g, ±4g, ±8g and ±16g
| 3 || Jumper Kabel, männlich/männlich||[[Datei:R19-F-2-2.jpg|ohne|100px|]]
|-
|-
| Messbereich Magnetometer || ±4800&thinsp;µT
| 1 || aktiver Lautsprecher || [[Datei:R12-KT-9.jpg|ohne|50px|]]
|-
|-
| Hersteller || InvenSense, TDK
| 1 || Widerstand 100&thinsp;Ω||[[Datei:Widerstaende.jpg|ohne|100px|]]
|}
|}
== Quelltext ==
'''Quelltext: <code>DemoAktiverLautsprecher.ino</code>'''
<syntaxhighlight lang="C" style="border: none; background-color: #EFF1C1; font-size:14px">
const int SUMMER_PIN_s16 = 11;  // + des Summers an D11
const int Dauer_s16      = 1000; // Tondauer in ms
void setup()       
{                   
  pinMode(SUMMER_PIN_s16, OUTPUT);    // Summer an D11
}
void loop()
{
  digitalWrite(SUMMER_PIN_s16, HIGH); // Beep
  delay(Dauer_s16);                  // für 1s
  digitalWrite(SUMMER_PIN_s16, LOW);  // Stille
  delay(Dauer_s16);                  // für 1s
}
</syntaxhighlight>
== TinkerCAD Simulation ==
[https://www.tinkercad.com/things/hFkmlW56UQO?sharecode=kwnnaSHr-s6ThXO42y4C160mGUk8aSFN9SLuiE_kFOI Link zur Simulation mit TinkerCAD]


== Datenblatt ==
== Datenblatt ==
[[Datei:PiezoDimension.jpg|thumb|rigth|600px|Abb. 5: Abmaße des Piezo Lautsprechers]]
*[[Medium:PiezoBuzzerDatasheet.pdf|TDK Piezoelectronic Buzzers]]
*[[Medium:PiezoBuzzerDatasheet.pdf|TDK Piezoelectronic Buzzers]]


== Weiterführende Links ==
== Weiterführende Links ==
* [[Passiver_Lautsprecher| Passiver Lautsprecher]]
* [http://funduino.de/nr-08-toene-erzeugen Funduino: Nr.08 – Töne erzeugen]
* [http://funduino.de/nr-08-toene-erzeugen Funduino: Nr.08 – Töne erzeugen]
* [https://deepbluembedded.com/active-buzzer-vs-passive-buzzer/ Active Buzzer vs Passive Buzzer]
* [https://deepbluembedded.com/active-buzzer-vs-passive-buzzer/ Active Buzzer vs Passive Buzzer]

Aktuelle Version vom 10. Juli 2023, 13:43 Uhr

Abb. 1: Piezo Lautsprecher
Abb. 2: Passiver Lautsprecher (links, offen), aktiver Lautsprecher (rechts, Piezo, vergossen)
Abb. 3: Aufbau des aktiven Piezo Lautsprechers

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider


auch piezo Speaker oder active Speaker

Einleitung

Bei diesem Summer handelt es sich um einen aktiven Summer. Er schwingt bei angelegter Gleichspannung mit einer vordefinierten Frequenz (2300 Hz ±300 Hz). Wenn Sie auf der Suche nach einem Summer sind, der aus einem oszillierenden Eingangssignal unterschiedliche Töne erzeugen kann, dann werfen Sie einen Blick auf unseren [Passiver_Lautsprecher | passiven Summer].

Manche Menschen bevorzugen aktive Summer, da sie diese mit konstanter Gleichstromversorgung verwenden können, aber auch durch Anlegen eines oszillierenden Signals verschiedene Töne erzeugen können. Manche halten sie für vielseitiger als den passiven Summer, bei dem ein oszillierendes Signal erforderlich ist, um einen Ton zu erzeugen.

Es ist möglich und wird oft auch getan, durch einen aktiven Summer immer noch unterschiedliche Töne zu erzeugen, wenn man ein oszillierendes Signal an den Summer anlegt, aber das Spektrum möglicher unterschiedlicher Töne ist sehr begrenzt und der Klang ist nicht so klar oder sauber, wie er erzeugt werden könnte ein passiver Summer.

Ein Vorteil eines aktiven Summers besteht darin, dass ein Ton von dem an einen Mikrocontroller, beispielsweise einen Arduino, erzeugt werden kann, indem einen 5 V Signal an den positiven Summerpin angeschlossen wird. Dies hat den Vorteil, dass Sie keine Rechenleistung, Hardware-Timer oder zusätzlichen Code benötigen, um Töne zu erzeugen.

Im Inneren eines aktiven Summers befinden sich die piezoelektrische Scheibe, die Oszillator-Treiberplatine und ein rückseitiges Gehäuse aus Harz oder Kunststoff. Beachten Sie, dass sich im oberen Gehäuse ein Loch befindet, durch das die Schallwellen dringen können.

Technische Übersicht

Tabelle 1: Eigenschaften eines Piezo Lautsprechers
Eigenschaft Daten
Nennspannung 6 V DC
Spannungsversorgung 4 V bis 8 V DC
Nennstrom ≤30 mA
Lautstärke bei 10 cm ≥85 dB
Resonanzfrequent 2300 Hz ±300 Hz
Ton kontinuierlich
Betriebstemperatur -25 °C bis +80 °C
Gewicht 2 g

Hinweise

  • Beachten Sie die Polarität des Lautsprechers (+ Markierung).
  • Die Lautstärke kann mit einem Vorwiderstand und/oder dem Aufkleber verringert werden (vgl. Abb. 4).

Beispielschaltung

Abb. 4: Einfache Beispielschaltung für den Summer

Abb. 4 zeigt eine minimalistische Beispielschaltung.

Benötigte Materialien

Tabelle 2: Materialliste für dieses Beispiel
Anz. Bauteil
1 Funduino Arduino UNO R3
1 Steckbrett
3 Jumper Kabel, männlich/männlich
1 aktiver Lautsprecher
1 Widerstand 100 Ω

Quelltext

Quelltext: DemoAktiverLautsprecher.ino

const int SUMMER_PIN_s16 = 11;   // + des Summers an D11
const int Dauer_s16      = 1000; // Tondauer in ms

void setup()         
{                    
  pinMode(SUMMER_PIN_s16, OUTPUT);    // Summer an D11
}
void loop() 
{ 
  digitalWrite(SUMMER_PIN_s16, HIGH); // Beep
  delay(Dauer_s16);                   // für 1s
  digitalWrite(SUMMER_PIN_s16, LOW);  // Stille
  delay(Dauer_s16);                   // für 1s
}


TinkerCAD Simulation

Link zur Simulation mit TinkerCAD

Datenblatt

Abb. 5: Abmaße des Piezo Lautsprechers

Weiterführende Links

Video

Piezo Summer (Buzzer) einfach erklärt!

→ zurück zum Hauptartikel: Arduino