Tipuri de dispozitive sonore de avertizare și implementarea lor

Ce trebuie să luăm în calcul la achiziționarea buzzerelor?

În prezent, majoritatea sistemelor automate integrează echipamente de protecție și siguranță. Acest lucru înseamnă, în majoritatea cazurilor, pe lângă sistemele de relee și controlere de siguranță și două tipuri de alarme: vizuale (de exemplu o lampa multicoloră) și auditive. Acestea din urmă mai sunt numite și sonerii, traductoare audio, buzzere piezoelectrice sau semnalizatoare audio și sunt integrate într-o varietate de aplicații, nu doar sistemele automate. Prezentul articol își propune să  ofere un rezumat al punctelor cheie care trebuie luate în considerare la achiziționarea elementelor sonore.

Buzzer piezoelectric sau electromecanic?

Buzzerele piezoelectrice sunt foarte răspândite și conțin o placă de piezoceramică fixată rigid într-o carcasă turnată. Sunetul este generat atunci când este aplicată o tensiune electrică variabilă, iar componenta piezoelectrică vibrează în interiorul carcasei în funcție de frecvența cu care variază tensiunea aplicată. Un exemplu de sonerie piezo din oferta COMPEC este buzzerul de la RS PRO cu Nr. stoc RS: 511-7620. Acesta funcționează la o tensiune de la 3 la 16VDC și o frecventă de până la 4,5kHz. Designul compact de numai 13,8 mm în diametru și o înălțime de 11,5 mm dezvoltă o valoare a nivelului sonor de până la 80dB.

Pe de altă parte, buzzerele electromecanice folosesc un disc metalic subțire și un electromagnet. Un câmp magnetic este generat atunci când este aplicată o tensiune, determinând mișcarea magnetului și vibrația discului metalic care generează semnalul sonor. Unul dintre cele mai populare buzzere electromecanice de la RS PRO este cel cu Nr. Stoc RS: 617-3081. Acesta generează semnale sonore cu o frecvență de până la 2,048 kHz cu o amplitudine de maxim 80 dB. Tensiunea de alimentare variază între 1-3VAC.

 

De obicei, dispozitivele piezoelectrice consumă mai puțin curent, au o gamă de frecvențe mai largă și generează o ieșire sonoră cu o amplitudine mai mare. Totuși, avantajul dispozitivelor electromecanice este acela că pot genera sunete la frecvențe joase.

Tensiune AC sau DC?

Buzzerele de curent alternativ, cunoscute și sub numele de traductoare audio, folosesc semnale analogice. Acestea necesită circuite suplimentare pentru a genera sunet, ceea ce poate complica procesul de proiectare. Cu toate acestea, buzzerele de curent alternativ oferă o mare flexibilitate în ceea ce privește gama de ieșire a sunetului.

La buzzerele DC, sunetul este generat prin aplicarea unei tensiuni de curent continuu. Cunoscute și sub denumirea de indicatori audio, aceste buzzere au un design cu un circuit electronic integrat, ceea ce înseamnă că sunt o opțiune mai facilă pentru inginerii de proiectare.

Tonul continuu sau intermitent?

Majoritatea dispozitivelor sunt cu ton continuu, adică fac un sunet lung atunci când aplică o tensiune. Buzzerele precum cele de la RS PRO oferă un ton pulsatoriu lent (Nr. stoc RS: 179-7442)  și unul rapid (Nr. stoc RS: 724-3181). Introducerea recentă a buzzerelor hibride (Nr. stoc RS: 179-7447) în oferta COMPEC înseamnă posibilitatea de a produce un ton continuu sau intermitent cu același produs. Pulsurile intermitente sunt foarte potrivite pentru aplicații de tip alarmă.

Modalitatea de montaj

Identificarea modului cel mai eficient de montaj al buzzerului în aplicația dumneavoastră este importantă. Dacă acesta dispune de pini de conexiune pentru PCB trebuie să cunoașteți, în prealabil, distanța dintre pini pentru a se potrivi cu distanța dintre găurile de pe placaj.

Buzzerele cu fire de diferite lungimi sunt mai flexibile și acestea pot fi adesea personalizate pentru a se potrivi cu aplicații specifice.

Dispozitivele SMT (Surface-Mount Technology – Montaj la suprafață) sunt de obicei de dimensiuni foarte mici și sunt disponibile pe scară largă drept opțiuni electromecanice.

Nivelul sunetului

Nivelul sonor generat de un buzzer variază considerabil între produse și producători. Buzzerul multifuncțional de la RS PRO (Nr. Stoc RS: 837-7850) poate genera un semnal auditiv de minim 105dB.

Există și aplicații care necesită o ieșire de sunet mai redusă și cu frecvențe mai mici unde este mult mai eficient buzzerul cu Nr. stoc RS: 724-3184, care dezvoltă un nivel al sunetului de până la 75dB și o frecventă maximă de 500Hz. Ieșirea audio poate fi influențată și de aplicația în sine și de condițiile de mediu.

Gabaritul

Familia de buzzere de la RS Pro dispune o varietate considerabilă de produse. Unul dintre cel mai eficient produs (din punct de vedere al gabaritului) introdus recent este cel cu Nr. Stoc RS: 179-7445. Aceasta are o distanță între pini de 3 mm și un diametru de 7,6 mm. Având în vedere gabaritul redus acesta reușește să genereze un sunet de 70dB.

În schimb, dispozitivul de tip sirenă (Nr. Stoc RS: 136-7925) are o formă dreptunghiulară, cu dimensiunile de gabarit de 47 x 39 x 22,8 mm, și are o ieșire de 102dB. În general, buzzerele mai mari pot să genereze un nivel sonor mai puternic.

Poziția concentratorului sonor

După cum veți observa, majoritatea buzzerelor și soneriilor au o deschidere pe partea superioară din care este emis sunetul. Cu toate acestea, puteți achiziționa și variante de buzzere cu o ieșirea sonoră pe lateral. RS Pro Magnetic Buzzer (Nr. Stoc RS: 171-0895) este o alegere populară pentru designerii care necesită un astfel de produs. Produsul cu Nr. Stoc RS: 179-7446 introdus recent în gama RS Pro este o opțiune de de buzzer SMT cu ieșire audio laterală.

Opțiunea de feedback

Unele alarme sunt prevăzute cu un pin sau un fir de feedback. Aceasta înseamnă că pot fi utilizate folosind tensiune continuă sau alternativă. Dacă folosiți un semnal de formă dreptunghiulară (AC), pinul sau firul de feedback nu trebuie să fie conectat.

Dacă utilizați tensiune DC, firul de feedback de pe un buzzer (de obicei piezo) este utilizat pentru a regla frecvența și a aduce buzzerul într-o stare de rezonanță (semnal sonor optim) folosind un circuit auto-oscilant. Un exemplu de astfel de circuit se regăsește în fișele tehnice ale buzzerelor. Câteva exemple ale acestor tipuri de buzzere sunt cele cu Nr. stoc RS: 188-2201, 188-2203 și 188-2208.

Tensiunea de alimentare

În funcție de tipul de buzzer și de producătorul acestuia, tensiunea de alimentare variază de la 1V până la peste 15V. Este recomandat pentru integritatea sistemului și a aplicației să nu depășiți tensiunea de alimentare recomandată de producător. Fiecare aplicație în parte trebuie gândită astfel încât să integreze cât mai eficient alarma sonoră pentru a fi compatibilă cu tensiunea electrică folosită și pentru restul componentelor.

 Flexibilitatea designului

Dacă doriți să dezvoltați propria carcasă a buzzerului pentru aplicația dumneavoastră, poate doriți să utilizați un element piezo simplu de tip disc. Acest tip de buzzer (de exemplu cel marca RS Pro cu Nr. Stoc. RS: 724-3162) permite inginerilor să proiecteze o carcasă care să fie integrată eficient în aplicația finală și care să amplifice optim sunetul generat de discul piezo. Acestea sunt, de asemenea, și foarte subțiri și compacte, fiind ideale pentru aplicații unde spațiul este cel mai important criteriu de proiectare. 

Buzzerele și indicatoarele sonore reprezintă un mijloc simplu și economic de a asigura comunicarea între produsele electronice și utilizator. Acestea pot atenționa și preveni utilizatorul de un defect iminent (în cazul sistemelor de siguranță și protecție) sau pot să ofere informații despre procesele care au loc într-un mediu. Utilizarea și integrarea lor în sistem este facilă și, în unele cazuri, extrem de importantă.

Autor: Niță Emil Ionuț

Aurocon COMPEC SRL

Tel: 021 304 62 33

Fax: 021 304 62 34

Email: compec@compec.ro

Site: www.compec.ro