En SMD Buzzer passiv genererar ljud genom att använda den piezoelektriska effekten, där en extern elektrisk signal orsakar en fysisk mekanisk vibration i det piezoelektriska elementet inuti summern. Till skillnad från en aktiv summer, som har en intern oscillator för att generera ljud på egen hand, förlitar sig en passiv summer helt på en extern signal, vanligtvis från en mikrokontroller eller annan elektronik, för att driva den. Här är en steg-för-steg-uppdelning av hur det fungerar:
1. Piezoelektriskt element
Kärnkomponenten i en SMD Buzzer Passive är det piezoelektriska elementet - ett tunt, platt stycke piezoelektriskt material (ofta keramik) som uppvisar en speciell egenskap: det ändrar form när en elektrisk ström appliceras på det. Detta är kärnan i den piezoelektriska effekten. Materialet antingen expanderar eller drar ihop sig beroende på polariteten hos den applicerade spänningen.
2. Applicering av extern elektrisk signal
För att summern ska göra ljud behöver den en extern signal för att driva det piezoelektriska elementet. Detta är vanligtvis en växelströmssignal (AC), eller mer vanligt, en fyrkantsvåg som genereras av en extern källa såsom en mikrokontroller, ljudgeneratorkrets eller annat elektroniskt system.
När AC-signalen appliceras ändras spänningens polaritet periodiskt. När spänningen växlar får det det piezoelektriska elementet att expandera och dra ihop sig med samma frekvens som signalen.
Frekvensen för denna externa signal bestämmer tonhöjden på ljudet som alstras av summern. Till exempel kommer en signal med en högre frekvens att få det piezoelektriska elementet att vibrera snabbare, vilket ger ett högre ljud, medan en lägre frekvens ger ett lägre ljud.
3. Mekanisk vibration producerar ljud
När det piezoelektriska elementet vibrerar (eller deformeras) skapar det tryckvågor i luften, som vi uppfattar som ljud. När elementet vibrerar, trycker och drar det på de omgivande luftmolekylerna och genererar ljudvågor.
Mängden deformation i det piezoelektriska elementet påverkar också ljudstyrkan. Ju högre spänning den externa signalen har, desto mer deformeras elementet och desto högre ljud.
Formen och storleken på det piezoelektriska elementet spelar också en roll för ljudproduktionens frekvensområde och effektivitet.
4. Extern kretskontroll
Eftersom en SMD Buzzer Passive inte innehåller en intern oscillator kan den inte producera ljud själv. Det krävs en extern krets för att styra ljudet. Denna styrkrets vanligtvis:
Genererar frekvensen (genom att alstra en fyrkantsvåg eller andra alternerande signaler).
Levererar den spänning som krävs för att driva det piezoelektriska elementet.
Modulerar tonen genom att variera signalens frekvens och kan justera volymen genom att ändra signalens amplitud.
Till exempel kan en mikrokontroller eller timer-IC generera en fyrkantsvåg med en specifik frekvens och skicka den till summern. Genom att justera frekvensen kan systemet ändra tonhöjden på ljudet, vilket gör att summern producerar olika toner beroende på applikationens behov.
5. Varför det är passivt
Anledningen till att den här typen av summer kallas en passiv summer är att den inte har de nödvändiga komponenterna (som en intern oscillator eller mikrochip) för att generera ljud själv. Istället förlitar den sig på den externa kretsen för att tillhandahålla den elektriska signalen. Detta gör summern enklare och ofta billigare än en aktiv summer, men det betyder också att den kräver en extern signalkälla för att fungera.
6. Ansökningar
SMD Passive Buzzers används ofta i enheter där enkla ljudvarningar behövs. Exempel inkluderar:
Larm (t.ex. dörrklockor, timers).
Indikatorer (t.ex. i elektronik eller apparater för att signalera ett fel eller meddelande).
Leksaker (används för att skapa ljudeffekter).
Inbyggda system (som när en mikrokontroller behöver varna en användare via en ton).
7. Fördelar med SMD passiva summer
Låg strömförbrukning: Eftersom summern inte har en intern oscillator förbrukar den mindre ström, vilket är en fördel i batteridrivna enheter.
Flexibilitet i ljudkontroll: Den externa signalgeneratorn ger flexibilitet när det gäller tonmodulering. Tonhöjden, rytmen och varaktigheten av ljudet kan enkelt kontrolleras programmatiskt genom att justera signalen som skickas till summern.
Kompakt och kostnadseffektiv: SMD-surrar (Surface Mount Device) är små och lätta, vilket gör dem idealiska för kompakta elektroniska kretsar där utrymmet är en premie.
8. Begränsningar
Ingen ljudgenerering utan extern signal: En viktig nackdel är att summern inte kan fungera självständigt; den behöver en extern körsignal. Därför är utformningen av den elektroniska kretsen som styr den avgörande.
Begränsad volym: På grund av det piezoelektriska elementets natur kanske passiva summer inte är lika höga som aktiva summer, även om de är tillräckliga för många applikationer.