Коло пиезоелектричног претварача и његове примене

Поједини кристали попут баријевог титаната, кварца, литијум танталита итд. Имају својство да производе електричну енергију примењујући на њих силу или притисак под одређеним распоредом. Такође, могу радити обрнуто претварајући електрични сигнал примењен преко њих у вибрације. Стога се користе као претварачи у многим апликацијама. Они се називају пиезоелектричним материјалима. Дакле, пиезоелектрични претварач производи напон када примењује силу над њима и обрнуто. Прво, погледајмо неке примене пиезоелектричног претварача праћене дефиницијом.

Пиезоелектрични ефекат:

1. Механички анализатор напона:

Главна примена је анализатор напона за стубове у згради где се мери пропорционални напон који настаје при напрезању преко кристала и може се израчунати одговарајуће напрезање.

2. Упаљачи:

Упаљач на плински горионик и упаљач за цигарете такође се придржавају истог правила пиезоелектричног ефекта који производи електрични импулс на силу насталу наглим ударом окидача преко материјала у њима.

Пиезо електрични ефекат се дефинише као промена електричне поларизације која настаје у одређеним материјалима када је изложена механичким напрезањима.

Инверзни пиезоелектрични ефекат:

1. Кварцни сат:

Унутар нашег сата налази се кварцни резонатор који ради као осцилатор. Елемент је силицијум диоксид. Електрични сигнал примењен преко кристала чини га да повремено вибрира, што заузврат регулише зупчанике унутар нашег сата.

2. Пиезо зујалице:

Зујалице се широко користе у многим апликацијама, као што су показивачи за вожњу уназад, рачунари и сл. У овом случају, при примени напона одређене величине и фреквенције на горе поменутом кристалу имају тенденцију да вибрирају. Вибрација се може преусмерити у простор са малим отвором, што ствара звук.

Инверзни Пиезо електрични ефекат се дефинише као деформација или деформација настала у одређеним материјалима када се подвргну електричном пољу.

Пиезоелектрични претварач:

Изнад је јефтин три терминала пиезоелектрични претварач који се користи у 12В Пиезо зујалом који производи звук са доњим распоредом кола. Тамо где црно кућиште постаје структура за стварање звучног звука.

Претварање силе у електричну енергију помоћу пиезоелектричног претварача:

Покушајмо да експериментишемо пиезоелектрични ефекат претварањем силе у сигнал малог напона помоћу диска пиезоелектричног претварача. Покушајмо онда да сачувамо енергију произведену силом или притиском.

Лемљење терминала:

Лемљење жице на пиезоелектрични претварач главни је део њихове употребе. Пазите да се површина не прегреје јер се истопи и на ниској температури неколико секунди. Због тога покушајте да отопите олово у лемилу и спустите растопљени лем преко површине. За ову операцију биће довољни позитивни и негативни терминали и могу се видети на горњој слици.

Операција:

Пиезоелектрични претварач производи прекидни или наизменични излаз применом поновљене силе тапкања преко њега. Због тога се мора исправити да би се могао чувати или користити ДЦ. Стога ћемо за већу ефикасност исправљања од 80% или више користити исправљач са пуним таласом. Или можемо користити комбинацију од четири диоде у конфигурацији моста или пакет са уграђеном диодом моста попут РБ156. Ево референце за изградњу Фулл Ваве исправљача са филтером.

Стога се овде примењује исти концепт где се наизменични излаз из пиезоелектричног претварача претвара у једносмерну струју и складишти у излазном кондензатору. Складишти енергија се онда расипа кроз ЛЕД са контролисаним излазом. Отуда ће бити видљиво расипање ускладиштене енергије.

Шема пиезоелектричног претварача:

Испод је шематски дијаграм круга пиезоелектричног претварача где ће се енергија ускладиштена у кондензатору расипати само када се тактилни прекидач затвори.

Кондензатор који се користи на излазу може се додатно повећати да би се повећао капацитет складиштења, али међутим такође треба повећати број пиезоелектричних претварача. Дакле, овде је 47уФ.

Рад:

Као што је објашњено у претходној симулацији, везе се праве на табли. Али, разлог употребе два пиезоелектрична претварача је повећање количине произведене енергије у кратком временском интервалу. У почетку дајемо континуирано тапкање преко претварача.

Када се достигне потребан ниво напона, притиснемо тактилни прекидач и ЛЕД засветли на тренутак.

Разлог за трептање ЛЕД-а као у наставку је тај што се кондензатор од 47уФ може похранити само толико енергије да трепће ЛЕД неколико секунди. Количина произведене и ускладиштене енергије може се повећати повећањем броја претварача и вредности кондензатора. Видео испод показује горе урађено процес у корацима.