Piezoelektromos átalakító áramkör és alkalmazásai

Bizonyos kristályok, mint a bárium-titanát, a kvarc, a lítium-tantalit stb., Azzal a tulajdonsággal bírnak, hogy villamos energiát termelnek, ha erőt vagy nyomást gyakorolnak rájuk meghatározott elrendezés mellett. Emellett fordítottan is működhetnek, ha a rajtuk átadott elektromos jelet rezgéssé alakítják. Ezért sok alkalmazásban átalakítóként használják őket. Piezoelektromos anyagként hívják őket. Ezért a piezoelektromos jelátalakító feszültséget termel, amikor erőt fejt ki rájuk, és fordítva. Először nézzük meg a piezoelektromos jelátalakító néhány alkalmazását, majd a definíciót.

Piezoelektromos hatás:

1. Mechanikus feszültségelemző:

A fő alkalmazás az épület oszlopainak feszültségelemzője, ahol megmérik a kristály fölötti feszültség hatására keletkező arányos feszültséget, és kiszámítható a megfelelő feszültség.

2. Öngyújtók:

A gázégő és a szivargyújtó szintén megfelel a piezoelektromos hatás szabályának, amely elektromos impulzust generál arra az erőre, amelyet a kiváltó hirtelen ütés okoz a bennük lévő anyag felett.

A piezo elektromos hatást az elektromos polarizáció változásának definiálják, amely bizonyos anyagokban mechanikai igénybevételnek van kitéve.

Fordított piezoelektromos hatás:

1. Kvarcóra:

Óránkban van egy kvarc rezonátor, amely oszcillátorként működik. Az elem szilícium-dioxid. A kristályon keresztül alkalmazott elektromos jel időnként rezgésre készteti, amely szabályozza az óránk belsejében lévő fogaskerekeket.

2. Piezo Buzzers:

A zümmögőket számos alkalmazásban széles körben használják, mint például az autó visszamutató kijelzője, a számítógépek és így tovább. Ebben az esetben a fent említett kristályon bizonyos nagyságú és frekvenciájú feszültség alkalmazásakor hajlamosak rezegni. A rezgés egy kis nyílású, zárt térbe terelhető, így hallható hangzá válik.

Az inverz piezo elektromos hatás az a megterhelés vagy alakváltozás, amely bizonyos anyagokban elektromos erő hatására keletkezik.

Piezoelektromos jelátalakító:

Fent található egy olcsó három terminálos piezoelektromos jelátalakító, amelyet 12 V-os piezo zümmögőben használnak, és amely az alábbi áramköri elrendezéssel produkálja a hangot. Ahol a fekete ház lesz a szerkezet, amely hallható hangot hoz létre.

Az erő villamos energiává alakítása a piezoelektromos átalakító segítségével:

Próbáljuk meg kísérletezni a piezoelektromos hatást úgy, hogy az erõt kis feszültségû jellé alakítjuk a piezoelektromos jelátalakító lemez segítségével. Ezután próbáljuk meg tárolni az erő vagy nyomás által termelt energiát.

A terminálok forrasztása:

A huzal forrasztása a piezoelektromos átalakítóhoz a használatuk fő része. Vigyázzon, nehogy túlmelegedjen a felület, mivel alacsony hőmérsékleten is elolvad néhány másodpercig. Ezért próbálja megolvasztani az ólmot a forrasztópában, és az olvadt forrasztót a felületre dobni. Ehhez a művelethez a pozitív és a negatív terminálok elegendőek lesznek, és a fenti képen láthatók.

Művelet:

A piezoelektromos jelátalakító szakaszos vagy váltakozó kimenetet produkál, ha ismételt csapoló erőt fejt ki rá. Ezért meg kell javítani, hogy tárolható vagy használható DC legyen. Ennélfogva a nagyobb, 80% -os vagy annál nagyobb egyenirányítási hatékonyság érdekében teljes hullámú egyenirányítót fogunk használni. Vagy használhatunk négy dióda kombinációját hídkonfigurációban, vagy egy olyan csomagot beépített híddiódával, mint az RB156. Itt található a teljes hullámú egyenirányító szűrővel történő felépítése.

Ezért itt ugyanazt a koncepciót alkalmazzuk, amikor a piezoelektromos átalakító váltakozó kimenetét egyenárammá alakítjuk és a kimeneti kondenzátor belsejében tároljuk. A tárolt energiát ezután vezérelt kimenettel rendelkező LED- en keresztül elvezetik. Így a tárolt energia eloszlása ​​látható lesz.

Piezoelektromos átalakító áramkör diagramja:

Az alábbiakban a piezoelektromos átalakító áramkörének sematikus ábrája látható, ahol a kondenzátorban tárolt energia csak akkor fog elvezetni, ha a tapintókapcsoló zárva van.

A kimenetben használt kondenzátor tovább növelhető a tárolókapacitás növelése érdekében, de a piezoelektromos átalakítók számát is növelni kell. Ezért itt 47uF.

Dolgozó:

Amint azt a fenti szimulációban kifejtettük, a csatlakozásokat a Kenyérlapon végzik. Két piezoelektromos átalakító használatának oka az előállított energia mennyiségének rövid időn belüli növelése. Kezdetben folyamatos átütést adunk az átalakítókon.

Miután elérte a kívánt feszültségszintet, megnyomjuk a tapintókapcsolót, és a LED egy pillanatra világít.

A LED villogásának oka az alábbiak szerint az, hogy az alkalmazott 47uF kondenzátor csak annyi energiát képes tárolni, hogy néhány másodpercig villogjon a LED. A termelt és tárolt energia mennyisége növelhető a jelátalakítók számának és a kondenzátor értékének növelésével. Az alábbi videó lépésenként mutatja be a fenti folyamatot.