Piezoměnič s transformátorem, 555

Zpráva

Tanvald · #1 Příspěvek od **Tanvald** » 02 dub 2015, 01:10

Ahoj všem!

Mám takový, možná speciální, problém (':oops:')

Můj cíl má následující výchozí hodnoty:

1. Silně(!) rozvibrovat piezoměnič (vibrace jako např. masážní stroj, takže nízká frekvence – dalo by se doladit potenciometrem),

2. Vstupní napětí do 9 V

3. Sehnatelné součástky

Můj postup:

Vlastnim stavebnici „Elektronická laboratoř“, kde je zapojení viz obrázek č. 1.
Tohle zapojení využívá k rozvibrování pieza tranzistor a transformátor, napájení 4.5 V. Tenhle obvod funguje bezvadně, piezo má velmi intenzivní vibrace (citelné kmitání), což je přesně to, co potřebuju. Zajímalo by mě, jestli se dá tento obvod napodobit, ale aby šel napájet tak 9 V, od čehož si slibuju zvýšení výkonu (intenzity vibrací). Nejde mi o zvýšení frekvence, ale zvýšení síly vibrací. Trafo ze stavebnice už bohužel nemám, mám jen údaje, že obě vinutí mají stejný počet otáček, uprostřed jsou spojené (viz obrázek), průměr drátu je 0,06mm a prostředek jádra 5x5mm.
Rád bych obvod z dostupných součástek napodobil a dosáhl co nejvyššího výkonu...
Šel by použít např. tento transformátor?
http://www.conrad.cz/maly-transformator-50--1-1.k739587
Mají i jiné poměry, což by mohlo zvýšit výkon. Mimo to mám trafo ze starého tranzistoráku (audio trafo), ale piezo pod ním vibruje na mnohem vyšší frekvenci a slaběji. Netuším, jaký má poměr vinutí. Odpor na bázi jsem samozřejmě nastavoval, ale na nejnižší frekvenci se to intenzitou pořád nevyrovná.

Zkoušel jsem i 555 viz obr. č. 2, kde je navíc přidaná cívka 10mH, ale opět asi 10x slabší než s trafem...

Trafo podle všeho vstupní napětí zesílí, což je žádoucí, a proto je piezo tak silné. Cívka u obr. č. 2 napětí taky nějak zesílí, ale trafu to neodpovídá, takže možná zesílit cívku? Na 33mH?
Zkoušel jsem na kolektor BD679 zapojit trafo ze zmiňvoaného tranzistoráku. 1 do kolektoru, 2 do + zdroje, piezo jsem zapojil na 1 a 3. Opět stejně slabý výkon, takže to chce najít trafo jako ve stavebnici...

Nenapadá mě podobné řešení, protože moje znalosti nejsou tolik rozsáhlé... S 555 jsem zkoušel X zapojení, ale pořád se to výkonu trafa nevyrovná. Docela by mě zajímalo, co na tom je, popř. jestli by se tu nenašel někdo, kdo by dokázal vysvětlit, jak to zapojení s trafem funguje (vysvětlení u stavebnice nechápu...) :roll:

Díky moc za jakoukoliv pomoc!

#2 Příspěvek od **EKKAR** » 02 dub 2015, 06:06

Zapojení ze stavebnice je oscilátor s 1 tranzistorem, kterej má z transformátoru zavedenou přes vypínač a potenciometr 500kΩ ZPĚTNOU VAZBU. Ta slouží k tomu, aby se celý zapojení rozkmitalo - proud jde z baterie 4,5V přes na obrázku spodní polovinu vinutí transformátorku a otevřenej tranzistor do "společnýho" pólu napájení. Proud tranzistorem roste po zapnutí vypínače jen tak dlouho, dokud se nenasytí magnetickej obvod trafa - pak se tranzistor prudce zavře, protože do horní poloviny vinutí se naindukovalo tak velký napětí s opačnou polaritou, že "přetlačilo" napětí dodávaný baterií a zastavil se tak proud doposud otevírající tranzistor. To je základní funkce oscilátoru s transformátorovou vazbou.

Při tom zavření tranzistoru se v celým vinutí transformátoru indukuje tak vysoký napětí, že to zdeformuje piezoelement víc, než samotný napětí baterie. Samotnej transformátor je přitom zapojenej jako AUTOTRANSFORMÁTOR = má galvanicky spojený vinutí a jedna jeho část funguje jako primární vinutí, zatímco celý vinutí pracuje jako sekundár = napětí se na něm zvyšuje. Piezoelement připojenej k trafu se chová jako kapacita v rezonančním obvodu LC, tím je ve finále určená i frekvence kmitání celýho obvodu. Ta by měla mít hodnotu pokud možno co nejblíž k vlastní rezonanci pieza, aby se dosáhlo co největší mechanický odezvy = tím i největší účinnosti.

Když zapojíš na místo oscilátoru astabilní multivibrátor z časovače 555, musel bys na jeho výstup připojit stejnej transformátorek úplně shodně = aby zvyšoval výstupní napětí časovače. Jen tak dosáhneš větší výchylky pieza. Podobně fungující "autotransformátor" by se měl dát i vyrobit přimotáním jednoho vinutí na už existující tlumivku a spojením obou vinutí ve správným smyslu do série = je potřeba vyzkoušet obrátit jedno vinutí, kdy je na výstupu vyšší napětí.

Lepších výsledků s časovačem a upravenou tlumivkou bys dosáhnul i v případě, že bys do cívky nepouštěl proud jen z výstupu časovače, ale kdybys mezi časovač a "autotransformátor" zapojil spínací tranzistor s větším kolektorovým proudem, než jakej dodá samotnej časovač (ten dá jen 100mA) tak jak to je na druhým obrázku a příslušně posílil i napájecí zdroj. Frekvenci kmitání i u toho časovače je potřeba nastavit takovou, aby se co nejvíc blížila rezonančnímu kmitočtu pieza, jinak budeš zase ztrácet účinnost.

BOBOBO · #3 Příspěvek od **BOBOBO** » 02 dub 2015, 06:27

No a z poslední věty Karla se naváže to , že pro různá pieza budou jiná trafa .

Tanvald · #4 Příspěvek od **Tanvald** » 02 dub 2015, 15:24

Díky moc za odpověď!
Tak jsem na tlumivku přimotal nové vinutí a spojil ho se stávajícím do série, jako to má ten transformátorek. Výkon se u obvodu s 555 nijak výrazně nezměnil, spíš mám pocit, že trochu píská i ta cívka (zkoušel sem obě vinutí). Asi budu muset nějak zkusit napodobit to trafo ze stavebnice, nebo ho někde sehnat. Nenapadají vás nějaké bližší parametry? Podle údajů z návodu má obě vinutí stejně dlouhá, takže 1:1?
Na tu tlumivku jsem pak přimotal ještě víc, teď to nefunguje vůbec (průchozí je, to jsem zkoušel).
Jedině ještě zkusit ten multivibrátor, ale jak se to liší od rezonančního obvodu s jedním tranzistorem?

#5 Příspěvek od **mtajovsky** » 02 dub 2015, 16:13

Tanvald píše: ...vibrace jako např. masážní stroj, takže nízká frekvence ...

Tak na to zrovna piezo nebude to pravé. Na nízké frekvence něco jako elektrodynamický systém v repro.

Tanvald · #6 Příspěvek od **Tanvald** » 02 dub 2015, 16:40

To jsem použil jen jako přirovnání. Snažím se dosáhnout kmitání jako u obvodu ve stavebnici. Silné, hamtatelné vibrace.

Zbytečná citace celého předchozího příspěvku vymazána.Viz PRAVIDLA, odst.14b)

Tanvald · #7 Příspěvek od **Tanvald** » 02 dub 2015, 22:47

Napadlo mě řešení:
Budit to piezo 555 přes mosfet 30 V zesílenýma z 9 V (MC34063).
To by mohlo nahradit trafo, ne? Když se jedná o mnohem vyšší napětí, vibrace by měly být silné, možná silnější (piezo je na max 30 V).

Artaban001 · #8 Příspěvek od **Artaban001** » 03 dub 2015, 17:26

Zdarec. Vyrob si vyšší napětí (30 až 100V) měničem a H-můstkem buď to piezo. Pokud to vydrží a nepopraská, bude to fungovat - bude se chvět v rytmu pouštěného signálu.
Ovšem piezoelement je součástka vykazující akustickou rezonanci. Pokud jej budeš napájet střídavým signálem o frekvenci rovné té akustické rezonanci, bude intenzita chvění největší - při přebuzení může dojít k popraskání piezokeramiky. Dívej se na piezoelement jako na kondenzátor.
Intenzitu zvuku můžeš zvýšit paralelní cívkou, která bude spolu s kapacitou piezoelementu tvořit rezonanční obvod. Vyšší verzí cívky je autotransformátor, nebo v případě oddělení obvodu transformátor (k tomu určený). Ovšem piezoelementy s cívkou vyžadují obdélníkový průběh signálu.
Pokud budeš chtít piezoelement použít jako klasický "sluchátko", připoj k němu paralelně odpor 1K. Pak do něj může pustit klidně i výstup z MP3 přehrávače..

Tanvald · #9 Příspěvek od **Tanvald** » 03 dub 2015, 23:49

Zbytečná citace celého předchozího příspěvku vymazána.Viz PRAVIDLA, odst.14b)
Díky, díky, díky! Ten H-můstek je super nápad!
Myslíš, že by to fungovalo takhle?
Jestli to správně chápu, tak H-můstek může budit piezo jednou (+) (-), podruhé (-) (+), což zaručí, že se vždy z prohnutí na jedné straně prohne rovnou na stranu opačnou (žádný mezistav, kdy je piezo rovné), proto je také s trafem lepčí výsledek než s samotnou 555; protože trafo z prvního nákresu piezo "přepóluje", zatímco 555 má výstup buďto napětí (prohne se piezo), nebo 0 (vrátí se), takže to nevyužije jeho plný potenciál.

Takže klíč je budit piezo vysokým napětím tak, aby se prohýbalo jednou nahoru (-) (+) a podruhé dolů (+) (-).

V nákrese je H můstek, kde byly použité 2 MOSFEty P-typu a 2 N-typu. Ale jak zaručit, aby se při 0 V na výstupu (pin3) 555 otevřel jeden a zavřel druhý a při napětí výstupu (pin3) zavřel první a otevřel druhý?
Dal jsem tam teda místo jednoho N-typu jeden P-typ, což by mělo zaručit, že při napětí na výstupu z 555 se otevře jeden (piezo se prohne jedním směrem), a při nule na výstupu se zavře a otevře se druhý (piezo se prohne na opačnou stranu).
Doufám, že je ten návrh správně :?:

Popřípadě nějaký vhodný MOSFET pro tento účel. Určitě nějaký Logic-Level, aby šel otevřít i nízkým napětím z 555.

Jinak mě nanapadá, jak to udělat. Zas tolik zkušeností nemám, ale snažím se :oops:

Díky ještě jednou!

weed_smoker · #10 Příspěvek od **weed_smoker** » 04 dub 2015, 12:44

Na vejšky jsou nejvýkonnější piezotrychtýře,tzv TWEETERy (kulatý i hranatý,viz "ODPUZOVAČ SLIMÁKŮ" v AR),případně elementy z UZ praček.Na NF vibrace pak elektromagnet z plechů "E" v cívce a naproti plechy "I" na pružinách.Něco takovýho bejvá v podavačích spojovacího materiálu,v bruskách na šmirgl a někdy i v pilách.Mám tady magnetickej podavač 230V/110W i s talířem a vyrvál to bez regulátoru(stačí diak+triak) dělá dobrej.

Tanvald · #11 Příspěvek od **Tanvald** » 07 dub 2015, 18:18

Potřebuji piezo kvůli jeho malým rozměrům.

Zbytečná citace celého předchozího příspěvku vymazána. Používej konečně tlačítko nad a pod vláknem!
Hill

workhard · #12 Příspěvek od **workhard** » 07 dub 2015, 22:29

Malé piezzo bude jen málo vibrovat.

Tanvald · #13 Příspěvek od **Tanvald** » 07 dub 2015, 22:35

S obvodem z obr č. 1 (1. příspěvek) mi vibroval dostatečně i 12x3 mm proužek.
S 555 nikoliv, takže se snažím najít řešení přes měnič a mosfety.

Zbytečná citace celého předchozího příspěvku vymazána. Používej konečně tlačítko nad a pod vláknem!
Hill

frpr666 · #14 Příspěvek od **frpr666** » 09 dub 2015, 21:25

Alarmy to řeší tak, že je v jedné skříňce je více piez. elementů pro větší dB.
Elegantní řešení má Guru Dave Johson zde:
http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/3Vloudbeeper.htm
cyklicky nabíjí STEP-UP měničem a vybíjí tranzistorem. Stačí obyč. cívka xxxuH a rychlá dioda. Buzení T1 a T2 si dokážu představit něčím jako je attiny13A.

Artaban001 · #15 Příspěvek od **Artaban001** » 09 dub 2015, 21:54

U alarmů jsem viděl jednak zvyšovací trafo a druhak akusticky naladěný tlakový systém (piezo kmitalo v komůrce ze zvukovodem). A pokud je zvukovod naladěný na mechanickou rezonanční frekvenci, je o brutální kravál postaráno.. Ale většinou na 1000Hz a výše.
Pokud chce rozvibrovat piezo na nízkých frekvencích, musí mu ty kmity vnutit. Ale já bych šel stejně cestou cívky, ve které by byl magnet, který by se odpuzoval a přitahoval - pokud to udělá patřičně fortelný, může s tím i otloukat omítku na zdi :-D