Poznajemy peryferia – buzzer pasywny

O sygnalizatorach piezoelektrycznych z generatorem pisałem niedawno. Dziś pragnę przedstawić buzzery pasywne, popularnie zwane po prostu buzzerami bądź piszczkami. Różnicą zasadniczą jest to, iż nie mają one elektroniki sterującej, więc by wydobyć z nich dźwięki, należy przyłożyć do nich napięcie zmieniające się w czasie. Jeśli te zmiany będą mieć częstotliwości akustyczne, odkształcenia także przyjmą te częstotliwości i usłyszymy dźwięki.

Budowa takiego źródła pisków nie jest skomplikowana: do stalowej bądź mosiężnej blaszki przyklejony jest piezoelektryk – kryształ, mający tę cechę, iż potrafi się odkształcać pod wpływem przyłożonego do okładzin napięcia. Jedną z nich jest owa blaszka, drugą – napylona z drugiej strony warstwa metalu. Sam kryształ jest izolatorem, zatem element ten nie przewodzi prądu elektrycznego, zachowując się jako kondensator o pojemności dziesiątek bądź setek nanofaradów.

Blaszka z kryształem bywa już skończonym elementem i takie znajdziemy na przykład w kopertach zegarów, w multimetrach itp. urządzeniach. Czasem także zamyka się ten element w obudowie dostosowanej do osadzenia na płytkach drukowanych bądź zamocowania za pomocą wkrętów.

Jak pisałem, aby wydobyć dźwięk, należy do okładzin przyłożyć zmieniające się napięcie. W przypadku Arduino najprościej zaangażować do tego celu generator, który pracuje na mniej więcej pięciuset Hz, więc w paśmie, w którym buzzer wydaje już dźwięki dość sprawnie. Należy wiedzieć, że te elementy nie przenoszą tonów niższych niż kilkaset Hz, a dopiero przy kilku kHz brzmią głośno. Gdyby była taka potrzeba, można generowanemu przebiegowi zadawać konkretne częstotliwości. Natomiast głośność w pewnych granicach można zmieniać, zmieniając wypełnienie przebiegu.

Istnieje możliwość zwiększenia głośności – poprzez dołożenie równolegle do buzzera cewki, jednak nie poleca się takiej implementacji zasilać wprost z pinów Arduino. Na koniec dodam jeszcze, że mimo sprawnego odtwarzania dźwięków przez moduł, nie nadaje się on do celów audio, ponieważ jego praca w paśmie akustycznym jest bardzo nieliniowa. Mimo to był niegdyś powszechnie stosowany jako głośnik wysokotonowy w boomboxach z lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych.