בחירת זמזם נכון – סקירה של קריטריונים מרכזיים לבחירת זמזם

אם אתה מעצב מוצרים כמו מכשירי חשמל ביתיים, לוח אבטחה, מערכת כניסה לדלת או ציוד היקפי למחשב, ייתכן שתבחר להציג זמזם כאמצעי האינטראקציה הבלעדי עם משתמשים או כחלק מממשק משתמש מתוחכם יותר.

מאת ברוס רוז, מהנדס יישומים ראשי, התקני CUI

בכל אחד מהמקרים, הזמזם יכול להיות אמצעי זול ואמין לאישור פקודה, להצביע על מצב הציוד או של תהליך, לעורר אינטראקציה או להפעיל אזעקה.

בעיקרון, זמזם הוא בדרך כלל סוג מגנטי או פיזואלקטרי.הבחירה שלך יכולה להיות תלויה במאפייני אות הכונן, או בעוצמת השמע המוצאת הנדרשת ובשטח הפיזי הזמין.אתה יכול גם לבחור בין סוגי מחוונים ומתמרים, בהתאם לצלילים הרצויים ולכישורי עיצוב המעגלים העומדים לרשותך.

תן לנו להסתכל על העקרונות מאחורי המנגנונים השונים ולאחר מכן לשקול אם סוג מגנטי או piezo (והבחירה של מחוון או מפעיל) יכול להיות מתאים לפרויקט שלך.

זמזמים מגנטיים

זמזמים מגנטיים הם בעצם מכשירים מונעי זרם, בדרך כלל דורשים יותר מ-20mA כדי לפעול.המתח המופעל יכול להיות נמוך עד 1.5V או עד כ-12V.

כפי שמראה איור 1, המנגנון כולל סליל ודיסק פרומגנטי גמיש.כאשר הזרם מועבר דרך הסליל, הדיסק נמשך לכיוון הסליל וחוזר למצבו הרגיל כאשר הזרם אינו זורם.

הטיה זו של הדיסק גורמת לאוויר בסביבה לנוע, והדבר מתפרש כקול על ידי האוזן האנושית.הזרם דרך הסליל נקבע על ידי המתח המופעל ועכבת הסליל.

איור 1. מבנה זמזם מגנטי ועיקרון הפעולה.

זמזמי פייזו

איור 2 מציג את האלמנטים של זמזם פיזו.דיסק מחומר פיזואלקטרי נתמך בקצוות במארז ומגעים חשמליים מיוצרים בשני צידי הדיסק.מתח המופעל על פני האלקטרודות הללו גורם לעיוות של החומר הפיאזואלקטרי, וכתוצאה מכך תנועת אוויר שניתן לזהות כקול.

בניגוד לזמזם המגנטי, זמזם ה-piezo הוא מכשיר מונע מתח;מתח ההפעלה בדרך כלל גבוה יותר ועשוי להיות בין 12V ל-220V, בעוד שהזרם נמוך מ-20mA.זמזם ה-piezo מעוצב כקבל, בעוד שהזמזם המגנטי מעוצב בתור סליל בסדרה עם נגד.

איור 2. בניית זמזם פיזו.

עבור שני הסוגים, תדירות הצליל הנשמע המתקבל נקבעת על פי תדירות אות הנסיעה וניתן לשלוט בה בטווח רחב.מצד שני, בעוד שזמזמי piezo מציגים קשר ליניארי סביר בין עוצמת אות הכניסה והספק האודיו המוצא, עוצמת השמע של זמזמים מגנטיים יורדת בחדות עם ירידה בעוצמת האות.

המאפיינים של אות הכונן שברשותך יכולים להשפיע אם תבחר בזמזם מגנטי או פייזו עבור היישום שלך.עם זאת, אם עוצמת קול היא דרישת מפתח, זמזמי פייזו יכולים בדרך כלל לייצר רמת לחץ קול גבוהה יותר (SPL) מזומזמזמים מגנטיים, אך גם נוטים להיות בעלי טביעת רגל גדולה יותר.

מחוון או מתמר

ההחלטה אם לבחור סוג מחוון או מתמר מונחית על ידי טווח הצלילים הנדרש והעיצוב של המעגלים הנלווים להנעה ולשלוט בזמזם.

מחוון מגיע עם מעגלי נהיגה מובנים במכשיר.זה מפשט את עיצוב המעגלים (איור 3), ומאפשר גישת הכנס-הפעל, בתמורה לגמישות מופחתת.בעוד שאתה רק צריך להפעיל מתח DC, אפשר לקבל רק אות שמע רציף או פועם מכיוון שהתדר קבוע פנימי.משמעות הדבר היא שצלילים מרובי תדרים כגון סירנות או צלצולים אינם אפשריים עם זמזמי חיווי.

איור 3. זמזם מחוון מפיק צליל כאשר מופעל מתח DC.

ללא מעגלי נהיגה מובנים, מתמר נותן לך את הגמישות להשיג מגוון צלילים באמצעות תדרים שונים או צורות גל שרירותיות.בנוסף לצלילים רציפים או פועמים בסיסיים, ניתן להפיק צלילים כגון אזהרות מרובות גוונים, סירנות או צלילים.

איור 4 מציג את מעגל היישום של מתמר מגנטי.המתג הוא בדרך כלל טרנזיסטור דו-קוטבי או FET ומשמש להגברת צורת גל העירור.בגלל השראות הסליל, הדיודה המוצגת בתרשים נחוצה כדי להדק את מתח החזרה כאשר הטרנזיסטור כבוי במהירות.

איור 4. מתמר מגנטי דורש אות עירור, טרנזיסטור מגבר ודיודה כדי להתמודד עם מתח חילוף מושרה.

אתה יכול להשתמש במעגל עירור דומה עם מתמר piezo.מכיוון שלמתמר ה-piezo יש השראות נמוכה, אין צורך בדיודה.עם זאת, המעגל זקוק לאמצעי לאיפוס המתח כאשר המתג פתוח, דבר שניתן לעשות על ידי הוספת נגד במקום הדיודה, במחיר של פיזור הספק גבוה יותר.

אפשר גם להגביר את רמת הקול על ידי העלאת מתח שיא לשיא המופעל על פני המתמר.אם אתה משתמש במעגל גשר מלא כפי שמוצג באיור 5, המתח המופעל גדול פי שניים ממתח האספקה ​​הזמין, מה שנותן לך כ-6dB הספק שמע גבוה יותר.

איור 5. שימוש במעגל גשר יכול להכפיל את המתח המופעל על מתמר ה-piezo, להעניק כוח שמע נוסף של 6 dB.

סיכום

זמזמים הם פשוטים וזולים, והאפשרויות מוגבלות לארבע קטגוריות בסיסיות: מגנטי או פיזואלקטרי, מחוון או מתמר.זמזמים מגנטיים יכולים לפעול ממתחים נמוכים יותר אך דורשים זרמי הנעה גבוהים יותר מאשר סוגי פיזו.זמזמי פייזו יכולים לייצר SPL גבוה יותר אך נוטים להיות בעלי טביעת רגל גדולה יותר.

אתה יכול להפעיל זמזם חיווי עם מתח DC בלבד או לבחור מתמר לצלילים מתוחכמים יותר אם אתה מסוגל להוסיף את המעגלים החיצוניים הדרושים.למרבה המזל, CUI Devices מציעה מגוון של זמזמים מגנטיים ו-piezo בסוגי מחוון או מתמר כדי להפוך את הבחירה של זמזם לעיצוב שלך לקלה עוד יותר.