Rangkaian transduser piezoelektrik dan aplikasinya

Kristal tertentu seperti Barium titanate, Quartz, Lithium tantalite, dll. Memiliki sifat menghasilkan listrik dengan menerapkan gaya atau tekanan di atasnya dalam pengaturan tertentu. Juga, mereka dapat bekerja secara terbalik dengan mengubah sinyal listrik yang diterapkan di atasnya menjadi getaran. Oleh karena itu, mereka digunakan sebagai transduser di banyak aplikasi. Mereka disebut sebagai bahan piezoelektrik. Oleh karena itu, Transduser piezoelektrik menghasilkan tegangan saat menerapkan gaya padanya dan sebaliknya. Pertama, mari kita lihat beberapa aplikasi Piezoelektrik Transduser diikuti oleh definisinya.

Efek piezoelektrik:

1. Penganalisis tegangan mekanis:

Aplikasi utamanya adalah penganalisis tegangan untuk kolom dalam gedung di mana tegangan proporsional yang dihasilkan pada tegangan kristal diukur dan tegangan yang sesuai dapat dihitung.

2. Korek Api:

Pemantik api gas dan pemantik rokok juga mematuhi aturan yang sama dari efek piezoelektrik yang menghasilkan pulsa listrik atas gaya yang dihasilkan oleh dampak pemicu tiba-tiba pada bahan di dalamnya.

Efek piezo elektrik didefinisikan sebagai perubahan polarisasi listrik yang dihasilkan pada material tertentu ketika mengalami tekanan mekanis.

Efek piezoelektrik terbalik:

1. Jam Kuarsa:

Di dalam jam tangan kami terdapat resonator kuarsa yang berfungsi sebagai osilator. Unsurnya adalah silikon dioksida. Sinyal listrik yang diterapkan di seluruh kristal membuatnya bergetar secara berkala yang pada gilirannya mengatur roda gigi di dalam jam tangan kami.

2. Piezo Buzzers:

Buzzers banyak digunakan dalam banyak aplikasi seperti indikator mundur mobil, Komputer dan lain-lain. Dalam hal ini, pada penerapan tegangan pada besaran dan frekuensi tertentu melintasi kristal yang disebutkan di atas, mereka cenderung bergetar. Getaran dapat dialihkan ke ruang bertempat dengan bukaan kecil sehingga menjadi suara yang terdengar.

Efek listrik Piezo terbalik didefinisikan sebagai regangan atau deformasi yang dihasilkan pada bahan tertentu saat terkena medan listrik.

Transduser piezoelektrik:

Di atas adalah transduser piezoelektrik tiga terminal murah yang digunakan di 12V Piezo Buzzer yang menghasilkan suara dengan pengaturan rangkaian di bawah ini. Dimana rumah hitam menjadi struktur untuk menciptakan suara yang dapat didengar.

Mengubah Gaya Menjadi Listrik Menggunakan Transduser Piezoelektrik:

Mari kita coba bereksperimen dengan efek piezoelektrik dengan mengubah gaya menjadi sinyal tegangan kecil menggunakan cakram transduser piezoelektrik. Kemudian mari kita coba menyimpan energi yang dihasilkan melalui gaya atau tekanan.

Menyolder terminal:

Menyolder kabel ke transduser piezoelektrik adalah bagian utama dari penggunaannya. Berhati-hatilah agar tidak terlalu panas pada permukaan karena akan meleleh bahkan pada suhu rendah selama beberapa detik. Oleh karena itu cobalah untuk melelehkan timbal dalam besi solder dan jatuhkan solder cair di atas permukaan. Untuk pengoperasian ini terminal positif dan negatif sudah cukup dan dapat dilihat pada gambar di atas.

Operasi:

Transduser Piezoelektrik menghasilkan keluaran yang terputus-putus atau bergantian dengan menerapkan gaya ketukan berulang di atasnya. Oleh karena itu harus diperbaiki agar DC dapat disimpan atau digunakan. Oleh karena itu untuk efisiensi penyearah yang lebih tinggi dari 80% atau lebih, kita akan menggunakan penyearah gelombang penuh. Kita bisa menggunakan kombinasi empat dioda dalam konfigurasi jembatan atau paket dengan dioda jembatan bawaan seperti RB156. Berikut adalah referensi untuk membangun Penyearah Gelombang Penuh dengan Filter.

Oleh karena itu konsep yang sama diterapkan di sini di mana keluaran bolak-balik dari transduser piezoelektrik diubah menjadi DC dan disimpan di dalam kapasitor keluaran. The energi yang tersimpan kemudian dihamburkan melalui LED dengan output dikendalikan. Karenanya, disipasi energi yang tersimpan akan terlihat.

Diagram Sirkuit Transduser Piezoelektrik:

Di bawah ini adalah diagram skematik dari Rangkaian Transduser Piezoelektrik dimana energi yang tersimpan dalam kapasitor akan dihamburkan hanya pada saat tombol taktil ditutup.

Kapasitor yang digunakan dalam output dapat ditingkatkan lebih lanjut untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan tetapi jumlah transduser piezoelektrik juga harus ditingkatkan. Oleh karena itu, ini dia 47uF.

Kerja:

Seperti yang dijelaskan dalam simulasi di atas, koneksi dibuat di Breadboard. Namun, alasan penggunaan dua transduser piezoelektrik adalah untuk meningkatkan jumlah energi yang dihasilkan dalam interval waktu yang singkat. Awalnya, kami memberikan ketukan terus menerus pada transduser.

Setelah level voltase yang diperlukan tercapai, kami menekan sakelar taktil dan LED menyala sejenak.

Alasan terjadinya kedipan LED seperti di bawah ini adalah karena kapasitor 47uF yang digunakan hanya dapat menyimpan energi sebesar itu untuk mengedipkan LED selama beberapa detik. Jumlah energi yang dihasilkan dan disimpan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan jumlah transduser dan nilai kapasitor. The Video di bawah ini menunjukkan proses dilakukan di atas dalam langkah-langkah.