Guten Tag,
vor einigen Tagen habe ich mir eine Piezo-Sirene mit eingebauter
Elektronik gekauft. Schließt man 12V DC an, wird ein 110dB lauter
Alarmton erzeugt.
Ich würde sehr gerne diese Piezosorene verwenden, da sie für einen Piezo
mit 110dB sehr laut und zugleich einen sehr angenehmen Ton von 600 Hz -
2 kHz erzeugen kann. Ganz anderst, als man es von den normalen Piezo
Summern o.Ä kennt.
Da ich den Piezo jedoch gerne selbst über PWM ansteuern möchte um mir
meinen Signalton selbst zu erzeugen, möchte ich gerne auf die Elektronik
bzw. Teile der Piezoelektronik verzichten.
Im Anhang befindet sich der Schaltplan der Platine. Sieht recht einfach
aus aber ich tue mich schwer die Funktion zu verstehen.
1. Die Diode wird vermutlich als Verpolungsschutz dienen.
2. Die Zenerdiode und der Kondensator dienen zur Spannungsstabilisierung
für den IC ? Der Kondensator lädt sich bis auf die Zenerspannung auf ?
3. Der IC ist mit seinem VCC pin an den Kondensator und mit seinem GND
Pin an GND angeschlossen. Es handelt sich hierbei um einen 8 Pin IC, von
dem außer VCC und GND lediglich ein einziger Pin über den Vorwiderstand
an einen Transistor angeschlossen ist. Auf dem 8 Pin IC steht JZ154CP
aber ich kann im Internet kein Datenblatt finden. Als würde es den IC
gar nicht geben. Ich denke jedoch, dass er einfach nur den Transistor in
einer bestimmten Frequenz durchschaltet und sich dann somit die
gespeicherte Ladung im rechten Kondensator über den Transformator
entladen kann.
4. Über die Entladung des rechten Kondensators wird dann der eigentliche
Alarmton erzeugt. Die Spannung wird zudem noch erhöht ? So, dass mehr
als 12 V am Piezo anliegen.
Könnten meine Annahmen soweit zutreffen ?
Nun würde ich gerne mein eigenen PWM Signal zur Steuerung des Piezos
nehmen, weil ich möchte auf den von der Elektronik erzeugten Alarmton
verzichten möchte. Deshalb habe ich einen Verstärker mit 20 Vpp an den
von der Elektronik abgetrennten Piezo angeschlossen aber ich habe somit
nur knapp 90 dB erreichen können.
Seht ihr eine Möglichkeit, dass ich vllt die Elektrinik mit 12 V
betreibe aber mit meinem eigenen PWM Signal arbeiten kann ? Vllt den IC
abtrennen o.Ä
Dein "rechter Kondensator" liegt doch direkt an der Spannung hinter der
Verpoldiode. Du könntest ihn auch nach vorne platzieren. Mit der
Tonerzeugung hat er nichts zu tun. Es ist ein Pufferkondensator für die
Batterie.
Das IC ist ganz bestimmt ein Spezial-IC, welches man
höchstwahrscheinlich nicht einzeln kaufen kann. Vielleicht ab 50k Stück
von irgendeinem freundlichen Chinesen.
Wie das Signal aussieht, kannst an der Basis des Transistors mit einem
Scope messen.
Der Ausgangsübertrager ist zur Impedanzanpassung des Lautsprechers.
Gruss
So wie das aussieht wird da einfach ein Rechteck erzeugt.
Klemme die linke Seite von R2 an U1 ab und hänge da (An R2) deinen µC
Ausgang dran (Masse des µC muss mit Minus der 12V verbunden sein).
Dann solltest du mit dem µC Ausgang den Q1 durchschalten und sperren
können.
Wenns funktioniert kannst du R1, C2, D3 und U1 rauswerfen.
Udo Schmitt schrieb:> So wie das aussieht wird da einfach ein Rechteck erzeugt.> Klemme die linke Seite von R2 an U1 ab und hänge da (An R1( deinen µC> Ausgang dran (Masse des µC muss mit Minus der 12V verbunden sein).> Dann solltest du mit dem µC Ausgang den Q1 durchschalten und sperren> können.> Wenns funktioniert kannst du R1, C2, D3 und U1 rauswerfen.
Vielen Dank, das werde ich gleich mal versuchen.
Ja, es wird ein Rechteck erzeugt, mit welchem dann der Transistor
durchgeschaltet wird.
Ich verstehe nur nicht ganz, warum dann mit der Elektronik und 12V DC
ein Signal mit 110 dB erzeugt werden, wenn ich aber von meinem
Verstärker mit einem Rechtecksignal 20V peak-peak direkt an den Piezo
drangehe, ohne die Elektronik, erreiche ich nur die besagten 90 dB.
Gemessen habe ich in 1m Abstand mit einem Schalldruckmessgerät mit db(A)
Filter.
Ich frage mich gerade ob das System 10µF plus Übertrager plus Speaker
eine Art Schwingkreis ergeben.
Es kann gut sein, daß du die hohe Lautstärke nur um die 600Hz herum
bekommst.
Du solltest ausserdem nie den Lautsprecher von dem Übertrager abklemmen
und das Teil im Leerlauf betreiben, ohne Last wird sonst durch die
Übertragerinduktivität eine hohe Induktionsspannung erzeugt, die dir den
Transistor (und evt. noch den µC) himmelt.
Udo Schmitt schrieb:> Ich frage mich gerade ob das System 10µF plus Übertrager plus Speaker> eine Art Schwingkreis ergeben.
Die Sekundärseite des Trafos in Verbindung mit der Kapazität des Piezos
noch am ehesten. Wobei da auch noch eine mechanische Resonanz
reinspielen dürfte.
> Es kann gut sein, daß du die hohe Lautstärke nur um die 600Hz herum> bekommst.
So ist das. Piezos geben eher schlechte Breitbandlautsprecher ab.
XL
Gerade eben habe ich den Vorschlag von Udo Schmitt ausprobiert und es
hat funktioniert. Anstatt der 12V habe ich eine Spannung von 20V
angelegt um einen höheren Schallpegel zu erreichen. Bei etwa 1100 Hz
habe ich dann einen maximalen Pegel von ca. 100 dB erreicht. Also gute
10dB mehr als nur den Piezo mit 20 V Spitze-Spitze vom Verstärker.
Dennoch würde ich gerne auch auf diese Art 110 dB oderwenigstens 105 dB
erreichen. Seht ihr eine Möglichkeit ? Weil die Elektronik des Piezos
macht es ja möglich
TfS schrieb:> Weil die Elektronik des Piezos> macht es ja möglich
Die kann auch nur den Transistor ein und auschalten. Ich sehe keinerlei
Rückkopplung. Höchstens daß die Black Box den Schalldruck erfasst und
phasenrichtig den Transistor ein und ausschaltet.
Hast du ein Oszi? Was misst du dann am Kollektor des Transistors gegen
Masse?
Der IC ist nur mit VCC, GND und dem einem Pin angeschlossen.
Habe gerade den Kollektor gemessen. Habe allerdings die Schaltung nur
bei 3V betrieben, weil ich Angst um mein Oszi hatte.
Das Bild ist angehängt.
>weil ich Angst um mein Oszi hatte
Die Geräte der Serie Agilent DSO7000 vertragen schon paar mehr als 3
Volt am Tastkopf...
Mit dem 2. Kanal hättest auch die Basis des Transitors anklemmen können.
Mit dem 3. die Spannung am "rechten Kondensator".
Und mit dem 4. deine Pulsefrequenz.
Gruss
Erich schrieb:>>weil ich Angst um mein Oszi hatte> Die Geräte der Serie Agilent DSO7000 vertragen schon paar mehr als 3> Volt am Tastkopf...> Mit dem 2. Kanal hättest auch die Basis des Transitors anklemmen können.> Mit dem 3. die Spannung am "rechten Kondensator".> Und mit dem 4. deine Pulsefrequenz.> Gruss
Bei 3V Betriebsspannung liegen schon 7,5 V am Kollektor und die
Spannungsspitzen sind sehr groß, wie sich auf dem Bild erkennen lässt.
Damit der hohe Schalldruck erreicht wird muß die Resonanzfrequenz des
Piezo getroffen werden. Die Scheiben haben dafür einen dritten Anschluss
(bei dir ja nicht da über Trafo gespeist) oder die Ansteuerung wobbelt
über den Bereich darüber. Du schreibst ja selbst 600Hz...2kHz (ein
"heulen"). Ist das bei deiner Ansteuerung auch der Fall?
TfS schrieb:> Verstärker mit 20 Vpp an den> von der Elektronik abgetrennten Piezo angeschlossen
Gibt dieser Verstärker denn (mit angeschlossenem Piezo) eine saubere
Rechteckspannung aus? Die Lautstärke ist bei Piezos sehr von der
Flankensteilheit abhängig...
Wenn ich die Elektronik angeschlossen habe, wird ein wiederholender,
ansteigender "Heulton" erzeugt.
Ich habe jetzt noch einen zweiten Piezo gefunden, der sogar noch lauter
ist. Gemessen habe ich 114 dB.
Dieser Piezo besitzt ebenfalls eine Ansteuerelektronik mit einem Trafo.
Für was genau wird denn der Trafo verwendet ?
Ich schaue mir dann nachher nochmal genauer die Rechteckspannung an.
TfS schrieb:> Für was genau wird denn der Trafo verwendet ?
Trafos können Wechselspannungen transformieren. Und bei einem
Piezolautsprecher bedeutet mehr spannung = mehr Leistung (natürlich nur,
wenn ausreichend viel Strom da ist). Also ist der Trafo sehr
wahrscheinlich zur Laustärkeerhöhung da...
Lothar Miller schrieb:> TfS schrieb:>> Für was genau wird denn der Trafo verwendet ?> Trafos können Wechselspannungen transformieren. Und bei einem> Piezolautsprecher bedeutet mehr spannung = mehr Leistung (natürlich nur,> wenn ausreichend viel Strom da ist). Also ist der Trafo sehr> wahrscheinlich zur Laustärkeerhöhung da...
Du hast Recht. Ich habe soeben nochmal die Spannung am Piezo gemessen.
Bei den 110 dB und der 12 V Eingangsspannung liegt am Piezo ein sehr
verzerrtes Rechtecksignal mit ca 120 V Spitze - Spitze an.
Mein alter Verstärker liefert nur 30 V Spitze - Spitze. Habe mir einen
neuen Verstärker geholt, die Elektronik abgetrennt und den Piezo direkt
mit meinem PWM Signal vom Verstärker angesteuert. Bei 100V Spitze -
Spitze bin ich dann auf gute 107 dB gekommen. Ich denke wenn ich genau
die Resonanzfrequenz treffe, werde ich ebenfalls auf 110dB kommen.
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