Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Piezo-Disc an 230V AC


von Max (Gast)


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Hallo zusammen,
ich brauche einen simplen akustischen Spannungsmelder. Der Ton muss 
weder besonders laut noch schrill sein, weshalb ich daran dachte, einen 
Piezo-Lautsprecher direkt an die 230V AC zu hängen. Ich kenne mich mit 
Piezos leider überhaupt nicht aus...
Kann man eine "übliche" Piezo-Disc (ich habe da einfach ein paar zuhause 
liegen, so 3cm, kein Datenblatt, nur zwei Kontakte) mit einem 
entsprechend hohen Serienwiderstand direkt an 230V hängen, oder ist das 
wegen der hohen Spannung problematisch?
Wie errechnet man den Stromverbrauch eines Piezo? Kann ich das von 
seiner Kapazität ableiten (die könnte ich ja messen) oder spielt da mehr 
mit rein? Ich hoffe ja auf einen sehr geringen Stromverbrauch (<1mA) da 
ich die Spannung ggf. gegen Erde anzeigen muss, ohne einen 
Fehlstromschalter auszulösen. Ist das realistisch, oder ist ein Piezo da 
generell nicht geeignet?

Vielen Dank.

von nachtmix (Gast)


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Max schrieb:
> Kann man eine "übliche" Piezo-Disc (ich habe da einfach ein paar zuhause
> liegen, so 3cm, kein Datenblatt, nur zwei Kontakte) mit einem
> entsprechend hohen Serienwiderstand direkt an 230V hängen, oder ist das
> wegen der hohen Spannung problematisch?

Ist problematisch, und  ausserdem wirst du den 50Hz Brummton kaum hören 
können.

von Kräuterli (Gast)


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Selbst wenn die Piezoscheibe für 230V geeignet wäre, was glaubst du zu 
hören, wenn du 50Hz anlegst bei einer Scheibe von ca. 3cm Durchmesser?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max schrieb:
> Kann man eine "übliche" Piezo-Disc (ich habe da einfach ein paar zuhause
> liegen, so 3cm, kein Datenblatt, nur zwei Kontakte) mit einem
> entsprechend hohen Serienwiderstand direkt an 230V hängen, oder ist das
> wegen der hohen Spannung problematisch?
Ich würde die Spannung nach dem Vorwiderstand mit zwei antiseriellen 
20V-Z-Dioden begrenzen. Dann wird die auch ein wenig "rechteckiger" und 
bekommt Oberwellen, die als "Knattern" hörbar sind. Von "schrill" wird 
das hörbare Signal auf jeden Fall meilenweit entfernt sein.

: Bearbeitet durch Moderator
von Max (Gast)


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Danke schonmal :)

Den Widerstand würde ich mindestens so hoch wählen, dass er im Falle 
eines Kurzschlusses des Piezos natürlich nicht überhitzt. Was geht also 
im Worst Case kaputt? Kann der Piezo intern wegen der zu hohen Spannung 
sofort/schleichend zerstört werden?

Dass 50Hz Sinus vermutlich kaum hörbar sind, ist natürlich ein guter 
Einwand :D
An die Z-Dioden dachte ich auch schon, allerdings nur zur 
Spannungsreduktion. Der nette Nebeneffekt dass ich dann ein 
Rechtecksignal habe das man besser hört, kam mir garnicht in den Sinn. 
Ist aber vermutlich sogar zwingend notwendig, wenn ich genauer drüber 
nachdenke.

Wie gesagt, es soll ja nicht schrill sein. Es geht nicht um ein 
Warnsignal. Man soll es einfach nur bewusst hören können.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max schrieb:
> An die Z-Dioden dachte ich auch schon, allerdings nur zur
> Spannungsreduktion.
Die Spannungsbegrenzung für den Piezokristall ist ja auch das absolut 
vorrangige Ziel dieser Bauteile.

> Kann der Piezo intern wegen der zu hohen Spannung sofort/schleichend
> zerstört werden?
Mit den Z-Dioden nicht. Ohne Z-Dioden kommen schlimmstenfalls bis +-400V 
an die Piezoscheibe und dadurch verändert sich die Kristallstruktur 
irgendwie und das Ding wird früher oder später leiser...

: Bearbeitet durch Moderator
von Harald W. (wilhelms)


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Max schrieb:

> ich brauche einen simplen akustischen Spannungsmelder.
> Ich kenne mich mit Piezos leider überhaupt nicht aus...

Versuche, einen Summer aus Eierkochern zu bekommen.
Entweder als Ersatzteil oder durch Ausbau aus Schrott.

von Teo D. (teoderix)


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Winziges Kondensator-Netzteil <5mA, Phasenschieber o.ä. drann, <15 
Bauteile....  10 zuviel wa? :/

von Harald W. (wilhelms)


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Teo D. schrieb:

> Winziges Kondensator-Netzteil <5mA, Phasenschieber o.ä. drann, <15
> Bauteile....  10 zuviel wa? :/

Gegenüber meinem Vorschlag, ja. :-)

von Teo D. (teoderix)


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Harald W. schrieb:
> Gegenüber meinem Vorschlag, ja. :-)

Kommt halt drauf an, welche Pferdefuß er schlucken kann. Defekte 
Eierkocher liegen für gewöhnlich nicht am Straßenrand. :)

von Buzzer (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Versuche, einen Summer aus Eierkochern zu bekommen.

Wenn ich als Suchbegriff "230VAC Summer" eingebe, dann kommen
hier witzigerweise zahlreiche Links auf Eierkocher:

https://www.amazon.de/s/ref=nb_sb_noss/257-9844184-1692043?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&url=search-alias%3Dkitchen&field-keywords=230vac+summer

von Harald W. (wilhelms)


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Teo D. schrieb:

> Defekte Eierkocher liegen für gewöhnlich nicht am Straßenrand. :)

Kommen die alle in den Eierhimmel?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Buzzer schrieb:
> dann kommen hier witzigerweise zahlreiche Links auf Eierkocher:
Irgendwie logisch: die werden mit 230Vac versorgt und haben einen 
Summer...

Ich würde es so probieren:
https://www.google.de/search?q=230v+piezo+signalgeber

von jedesböhnchengibteintönchen (Gast)


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Max schrieb:
> ich brauche einen simplen akustischen Spannungsmelder.

Man könnte da auf ganz unterschiedliche Weise ansetzen.
Sogar allein mit passiven Bauteilen (wie Du ja schon meintest).

Wie schon bemerkt, sind 50 Hertz an einem Piezo wenig sinnvoll.
Für die niedrige Frequenz müßtest Du da schon einen Tieftöner
ankarren - ankarren, weil dieser auch noch recht groß und schwer
sein müßte (zumindest im Verhältnis zur einfachen Melde-Aufgabe).

Möglich wäre auch Anwendung eines passiven Frequenz-Vervielfachers.
Je höher die angestrebte Frequenz (und damit je kleiner der nötige
Lautsprecher, um einen "deutlich hörbaren" Ton auszuspucken), desto
schwerer aber werden die dazu nötigen Trafos...

Ich würde wohl lieber einen Oszillator bauen, der (genau wie auch
die passiven Lösungen) nur bei Vorhandensein der 230V~ einen Piezo
oder sonstigen Klein-Lautsprecher ansteuert --- und zwar, weil er
von den 230V~ versorgt_wird ... (natürlich dürfte dabei dann kein
übergroßer Glättungskondensator "die Versorgung zu lange aufrecht-
erhalten").

Ginge mit 555er oder auch diversen CMOS oder, oder, oder.

von Teo D. (teoderix)


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jedesböhnchengibteintönchen schrieb:
> oder, oder, oder.

Du hättest den Thread mal komplett gelesen!

von Max (Gast)


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Nochmal danke für die restlichen Antworten.
Hat letztendlich nicht geklappt ;)
Hab diverse Z-Dioden zwischen 3V und 30V probiert, Strom dabei immer auf 
~1mA begrenzt, aber aus dem Piezo kam nichts brauchbares... Es war so 
leise dass es nur bei absoluter Stille hörbar war.
Naja, den Versuch war es wert.

von Manfred (Gast)


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Max schrieb:
> Naja, den Versuch war es wert.

Hast Du kleine Kammrelais? Irgendwann habe ich mal ein DC-Relais samt 
Kondensator in Reihe zusammengepfuscht. Das summt laut genug, um es in 
meinem kleinen Haus zu hören, wenn ich z.B. den passenden 
Leitungsschutzschalter suche.

Nehmen wir mal 24V 40mA an, könnte ein 0,47µ 275V-AC X2 passen.

von MaWin (Gast)


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Max schrieb:
> direkt an 230V hängen, oder ist das wegen der hohen Spannung
> problematisch?

Ein Piezo wird bei der Herstellung polarisiert, dazu wird er unter ein 
elektfisched Feld gepackt, das ofg nur 30 oder 60V beträgt. Legt man an 
den Piezo später in Betrieb eine höhere Soannung an, depolarisiert er, 
d.h. funktioniert nicht mehr so gut. Die Maximalspannung steht im 
Datenblatt.

> Wie errechnet man den Stromverbrauch eines Piezo?

Du musst seine Kapazität mit der Frequenz bus zu deiner gewünschten 
Spannung umladen, er ist ein Kondensator. Bei 50 Hz braucht man nicht so 
viel Strom, aber das ist so weit von der Resonanzfrequenz weg, dass er 
sich kaum bewegen wird. Für 50Hz bräucht man weit grössere Auslenkungen 
als so eine Quartzscheibe macht.

Daher:

Max schrieb:
> aber aus dem Piezo kam nichts brauchbares

von nachtmix (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich würde die Spannung nach dem Vorwiderstand mit zwei antiseriellen
> 20V-Z-Dioden begrenzen. Dann wird die auch ein wenig "rechteckiger" und
> bekommt Oberwellen, die als "Knattern" hörbar sind.

Keine Z-Dioden sondern einen Diac parallel zum Piezo.
Der schaltet wirklich.
Ist aber trotzdem Murx.



MaWin schrieb:
> Ein Piezo wird bei der Herstellung polarisiert, dazu wird er unter ein
> elektfisched Feld gepackt, das ofg nur 30 oder 60V beträgt.

Ein bischen mehr ist das schon.
Ein paar kV/mm, so daß es in Luft u.U. schon zu Überschlägen kommen 
kann.
Ein typischer weise 0,2mm dickes Scheibchen wird durch Netzspannung aber 
trotzdem allmählich depolarisiert.

von Mani W. (e-doc)


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Ein Piezo-Plättchen gibt nur dann Ton ab, wenn es mit entsprechender
Frequenz (ca. 3 - 4 KHz) angesteuert wird...

Max schrieb:
> Ich hoffe ja auf einen sehr geringen Stromverbrauch (<1mA) da
> ich die Spannung ggf. gegen Erde anzeigen muss, ohne einen
> Fehlstromschalter auszulösen.

Sorry! Sämtliche Grundlagen fehlen hier...

von Teo D. (teoderix)


Angehängte Dateien:

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Max schrieb:
> aber aus dem Piezo kam nichts brauchbares... Es war so
> leise dass es nur bei absoluter Stille hörbar war.
> Naja, den Versuch war es wert.

Mani W. schrieb:
> Ein Piezo-Plättchen gibt nur dann Ton ab, wenn es mit entsprechender
> Frequenz (ca. 3 - 4 KHz) angesteuert wird...

Schön wärs, das ist aber, in gewissen Grenzen, nicht das wirklich 
entscheidende.
Wenn der TO wirklich nur ein blankes Plättchen hat.

von Mani W. (e-doc)


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Teo D. schrieb:
> Schön wärs, das ist aber, in gewissen Grenzen, nicht das wirklich
> entscheidende.

Sorry! Verstehe nicht und stehe auf der Leitung...


> Wenn der TO wirklich nur ein blankes Plättchen hat.

Dann hat es vielleicht keinen Chip integriert, der das Signal erzeugt?

von Teo D. (teoderix)


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Mani W. schrieb:
> Sorry! Verstehe nicht und stehe auf der Leitung...

Die PDFs würden das aufklären.
Ohne richtige Aufhängung und Resonanzkörper, ist da nicht viel, bis fast 
nichts zu hören.
Und es sind ein paar nette Schaltungsbeispiele bei.

Mani W. schrieb:
> Dann hat es vielleicht keinen Chip integriert, der das Signal erzeugt?

Davon ginge glaube ich allle bisher aus...?

Beitrag #5299948 wurde vom Autor gelöscht.
von Mani W. (e-doc)


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Alle klar! Danke!

von Dieter (Gast)


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Ein Netzteil zwischen 4 bis 12 V, ein NE555 mit R und C auf 1kHz 
ausgelegt und schon pfeift das ganze unangenehm. Das sollte reichen, 
oder?

von Harald W. (wilhelms)


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Mani W. schrieb:

> Dann hat es vielleicht keinen Chip integriert, der das Signal erzeugt?

...oder keinen dritten Anschluss, um mit einem einzelnen Transistor
einen solchen zu bauen? Das man mit 50 Herz keine "nackte" Piezo-
Scheibe zum Tönen bringt, war vermutlich allen "Antwortern" hier
im Thread klar, ausser dem TE...

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