Tactiele transducers

De 3 populairste Tactiele transducers

Wat is het verschil tussen een buzzer en een speaker?

Buzzers en speakers zijn beide transducers die elektrische energie omzetten in geluid. Het geluid dat een buzzer produceert is een zoemtoon, tweetonige toon of een snelle/langzame toon. Buzzers geven een monotoon geluid met weinig variatie in de frequentie. Buzzers verbruiken realtief weinig energie en zijn goedkoop te produceren en worden hierdoor vaak gebruikt in toepassingen om kosten en energie te besparen.Een speaker reproduceert het audiosignaal dat ontvangen is met een groot bereik in frequentie en volume waardoor het geluid zeer duidelijk en helder naar buiten wordt gebracht. Speakers zijn vaak duurder en verbruiken meer energie als een buzzer, waardoor deze voornamelijk worden gebruikt in toepassingen waar geen concessie kan worden gedaan over de geluids kwaliteit, zoals bij radio's of telefoons.

Soorten buzzers

Piëzo-buzzer

Deze buzzer bevat een piëzo-kristal die van vorm veranderd wanneer er een spanning over staat. Deze beweging zorgt dan voor geluid. Deze buzzer kan direct op een DC voeding aangesloten worden. Deze heeft als voordelen dat hij een hoge gevoeligheid, een hoge betrouwbaarheid en een laag stroomverbruik heeft. De buzzer kan op een bepaalde frequentie een goed geluid afgeven.Deze soort buzzer wordt meestal gebruikt in beveiliging, airconditioning, magnetrons, printers en elektronisch speelgoed waar er geen eisen zijn over het frequentiebereik van de output. In het algemeen dus vooral in elektronische producten.

Elektromechanische buzzer

Hierbij wordt er gebruik gemaakt van een magneet, diafragma en spoel. Als er een spanning is, dan wordt er een membraan naar de magneet getrokken. Hierbij zal er ook een stroom door de spoel ontstaan waardoor er een magnetisch veld gevormd wordt. Dit zorgt ervoor dat het diafragma gaat trillen waardoor er een geluid uitgezonden wordt.Elektromechanische buzzers hebben het voordeel dat ze een nog sterker geluid kunnen creëren dan een piëzo-buzzer. Dit tot wel boven 90db. Ook zijn er andere frequenties mogelijk doordat er een grotere behuizing is en er daardoor ook een grotere klankkast is.

Actieve en passieve buzzer

Een actieve buzzer zal geluid maken vanaf dat er een spanning over staat. Dit is niet het geval bij een passieve buzzer die een stuursignaal nodig heeft om een geluidssignaal te genereren.

Hoe sluit je de piëzo-buzzer aan?

Als de buzzer bestaat uit 2 pinnen dan hebben we het over een actieve buzzer met een eigen driver schakeling. Hier hoeft alleen de juiste spanning op worden aangesloten. Een lange pin is meestal de plus ‘’+’’ en de korte pin is meestal de min ‘’-‘’ . Mogelijk heeft de buzzer draden in plaats van pinnen. in dat geval is de rode draad vaak de plus ‘’+’’ en de zwarte draad de min ‘’-‘’.Wanneer de buzzer uit 3 aansluitdraden/pinnen bestaat gaat het over een passieve buzzer. In dit geval moet je gebruik maken van een PWM (pulse width modulation) signaal. Dit is een signaal wat bestaat uit pulsen met een bepaalde interval om de volume te bepalen. Een PWM signaal kan met de meeste microcontrollers gegenereerd worden, maar je kan ook een PWM module gebruiken om de actieve buzzer zonder code aan te sturen.

Soorten speakers

Elektromagnetische speaker

Hierbij wordt er gebruik gemaakt van een wisselend magnetisch veld. Dit principe wordt bijna niet meer toegepast doordat de geluidskwaliteit hierbij minder goed is. Er wordt een membraan gekoppeld aan een permanente magneet. Er zal aan de hand van een spoel en een wisselstroom die geluidsinformatie bevat, een wisselend magnetisch veld gecreëerd worden. Door lorentzkrachten die inwerken op het membraan, wordt er een geluid gecreëerd.

Elektrodynamische speaker

Dit is de meest gebruikte speaker. Bij deze speaker maken we gebruik van een constant magnetisch veld. Er zal opnieuw een stroom door een spoel lopen. De windingen van de spoel zullen hierbij een kracht ondervinden, de lorentzkracht. Deze spoel is bevestigd aan een membraan. Dit membraan zal door de lorentzkracht op de spoel voor trillingen zorgen.

Transducers

Een transducer is een apparaat dat energie van de ene vorm naar de andere omzet. Transducers voor geluid zetten een electische stroom om naar trilling welke overgebracht kunnen worden naar een oppervlakte om als speaker te functioneren. Door de transducer op bijvoorbeeld een tafel of kast te monteren, zal deze de trilling versterken en het geluid afspelen zoals een normale speaker zou doen.

Hoe sluit ik een speaker/transducer aan?

Een speaker heeft een stuursignaal met hoog vermogen (enkele tot honderden Watts) nodig. Aangezien een microcontroller zoals Arduino dit niet kan leveren, heb je een versterker nodig. Een versterker zal, zoals de naam doet vermoeden, een klein stuursignaal versterken zodat deze een speaker met een bepaald vermogen en inpedantie kan aansturen.

Wat betekent de weerstandswaarde van een speaker?

De elektrische weerstand wordt uitgedrukt in ohm, ook wel bekend van weerstanden. Hoe kleiner de weerstand, hoe meer vermogen er door de speaker kan lopen. Als je een speaker van 4 ohm op een versterker aanlsuit die 100W op 4 ohm kan aansturen haal je het maximale uit de versterker. Vervang je de speaker door een versie van 8 ohm, dan krijg je maar de helft aan het maximale vermogen / volume.