12V Schallwandler nicht laut genug

Ich habe die folgende Schaltung mit diesen Komponenten implementiert:

  • LOUDITY LD-BZEN-1212 - seine Beschreibung lautet "Schallwandler: elektromagnetisch; ohne eingebauten Generator" und ich vermute, es funktioniert wie ein aktiver Summer; Datenblatt hier
  • Transistor PN2222A
  • 1K-Widerstand zum Ansteuern des Transistors
  • 1K-Widerstand parallel zum Wandler
  • 1N4148 Diode parallel zum Wandler
  • 100uF Elektrolytkondensator parallel zum Wandler
  • 100nF und 100uF Bypass-Kondensatoren am Eingang
  • 12 V / 1 A-Versorgung für den Wandler (versorgt auch das Arduino-Board über einen L7805ACT-Regler und eine andere Komponente über einen LF533CV-Regler; beide teilen sich die Bypass-Eingangskappen mit dem Wandler)

Ich treibe es mit einem Arduino Pro Mini über PWM-Port 6 mit der Funktion tone () wie folgt:

tone(9, 2489);
delay(1000);
noTone(9);

Das Problem ist, dass der Summer ein sehr leises Geräusch macht. Ich möchte, dass es so laut ist wie die üblichen Summer auf PC-Motherboards, die BIOS POST / Fehler signalisieren (ich weiß, dass diese passiv sind, da sie nur einen Ton haben).

Auf dem Datenblatt des Wandlers steht "Nennstrom (MAX): 40 mA".
Auf dem Datenblatt des PN2222A steht "Kollektorstrom (DC): 600 mA".
Auf dem Datenblatt der 1N4148-Diode steht "I (F) kontinuierlicher Durchlassstrom: 200 mA".
Die Stromquelle ist mit 1A ausgelegt.

Wo ist also das Problem?

Hier ist das Schema (nur der Wandlerteil):

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Vielen Dank für das Zeichnen eines Schaltplans, aber können Sie ihn das nächste Mal richtig herum zeichnen, im Allgemeinen setzen wir +ve oben.
Hast du die Schaltung entworfen oder irgendwo gefunden?
Löschen Sie C2 (das über dem Summer, nicht das 100nf).
Laut Datenblatt beträgt die Resonanzfrequenz Ihres Wandlers 2400 Hz. Aber Ihr Code sagt, dass Sie es mit 2489 Hz fahren. Wir wissen nicht wirklich, wie genau die Arduino-Frequenz ist. Und wir wissen nicht, wie scharf der Resonanzpunkt des Wandlers ist. Aber ich würde auf jeden Fall versuchen, die Frequenz von mindestens 2300 auf 2500 Hz zu verschieben, um die tatsächliche Arduino-Frequenz an die tatsächliche Resonanzfrequenz Ihres Wandlers anzupassen. Auf jeden Fall würde ich erwarten, dass der Wandler ziemlich empfindlich auf die EXAKTE Frequenz reagiert und bei höheren oder niedrigeren Frequenzen nicht sehr effizient ist.
@RichardCrowley Der gepostete Code ist ein Beispiel. Ich habe verschiedene Frequenzen ausprobiert, der Ton ist anders, aber nicht lauter.
Nur zur Information, sofern sich die Dinge nicht geändert haben, werden Motherboard-Piepser von einem Timer gesteuert und können so eingestellt werden, dass sie viele verschiedene Frequenzen erzeugen. Ich habe einmal einen Code für einen 386 geschrieben, der diesen Timer verwendet hat, um aufgezeichnetes Audio per PWM aus dem Lautsprecher / Piepser des Motherboards zu senden.
Ihre Treiberschaltung sieht seltsam aus. Vergleichen Sie mit diesen. Beachten Sie auch, dass Ihre Kondensatorwerte ziemlich groß erscheinen.
@TomCarpenter Ich habe Teile aus Schaltungen verwendet, die hier, auf Stackexchange und anderswo gefunden wurden - eine Antwort schlug vor, den Widerstand parallel zu schalten, eine andere Diode + Widerstand, so ähnlich. Ich suche und poste hier die Links, wenn ich sie finde.
@brhans Du hast Recht, ich erinnere mich jetzt an die guten alten Pascal-Tage, als dieser Piepser der einzige Tongenerator war, mit dem ich spielen musste
Der Wandler könnte sehr empfindlich auf die Resonanzfrequenz reagieren. Wenn Sie nur zufällige diskrete Frequenzen ausprobieren, kann Ihnen leicht die tatsächliche Resonanzfrequenz entgehen. Und diese 100 uF über dem Wandler sind völlig falsch. Entfernen Sie es! Es wird der größte Teil Ihres Audiosignals kurzgeschlossen!
@BrianDrummond, RichardCrowley - danke, ich werde die Kappe entfernen, sobald ich nach Hause komme. Ich kann die Schaltung nicht finden, in der ich die Kappe über dem Summer gesehen habe, ich habe nur diesen Kommentar gefunden electronic.stackexchange.com/a/32842/20778 : „Setzen Sie einen Kondensator über den Summer, um die Spannung ungefähr konstant zu halten, sonst werden Sie es tun überschreiten immer noch manchmal die Spannungsspezifikation."
@talereader, in der Antwort heißt es, einen Kondensator für völlig andere Umstände zu verwenden - die Frage stellt sich nach der Verwendung eines 12-V-Summers aus einer 18-V-Versorgung, und der Kondensator wurde vorgeschlagen, um die Spannung zu reduzieren. In Ihrem Fall beginnen Sie bei 12 V (nicht 18 V), sodass die Spannung deutlich unter 12 V und die Audioausgabe reduziert werden.
Außerdem steht im Datenblatt des Summers ausdrücklich, dass er für den Betrieb mit einer 2400-Hz-Rechteckwelle mit halber Leistung ausgelegt ist. Versuchen Sie also, alles zu entfernen, was dies verhindern würde. IE, der Kondensator.
Vielen Dank an alle, die C2-Kappe war dort völlig falsch, entfernt und der Wandler funktioniert jetzt einwandfrei.
Es gibt aktive Summer (mit internen Treiberschaltungen) und passive Summer (angesteuert mit einer externen Schaltung). Es könnte eine gute Idee sein, eine Kappe über die aktive Art zu setzen, aber Sie stellen die externe Schaltung selbst bereit, sodass Sie sie nicht um den Wandler herum "umgehen" müssen, aber Sie haben bereits Kappen um die Treiberschaltung (C1 und die 100nF).

Antworten (2)

Sie müssen es bei 2,40 kHz betreiben, um den maximalen Schalldruckpegel (SPL) zu erhalten. Der Wandler ist in einem mit Öffnungen versehenen akustischen Hohlraum angebracht, der eine definierte Resonanzfrequenz hat. Hier ist eine typische Antwortkurve für einen 2-kHz-Wandler:

http://www.qinlon.com/products.asp?Action=Detail&ID=149

Sie werden bei anderen Frequenzen immer noch ein ziemliches Rauschen bekommen (Sie können diese Dinger sogar als schreckliche kleine Lautsprecher verwenden), aber nicht maximal.

Aber am wichtigsten, und wie @RichardCrowley sagt, dass 100 uF völlig falsch sind , werden Sie es los. Und achten Sie darauf, dass Sie es nicht versehentlich mit eingeschaltetem Ausgang bei 100% Einschaltdauer belassen, da dies wahrscheinlich die Spule braten wird.

"Passiv" bedeutet nicht, dass es nur auf einer Frequenz arbeitet, es bedeutet, dass es keine aktiven Komponenten wie Transistoren an Bord hat.

In diesem Fall ist es nur ein Mini-Lautsprecher, der eine Membran umfasst, die an einer um einen Magneten gewickelten Spule befestigt ist, die alle in einem Gehäuse montiert und so abgestimmt sind, dass sie bei 2400 Hz die lauteste akustische Ausgabe liefern.

Da Sie den Wandler mit 12 Volt betreiben und der Widerstand des Wandlers mit 140 Ohm angegeben ist, bedeutet dies, dass bei 12 Volt an der Spule der Strom durch die Spule wie folgt ist:

ICH = E R = 12 v 140 Ω = 86 Milliampere

Das ist doppelt so viel DC-Arbeitsstrom, wie die Spule spezifikationsgemäß führt (40 mA), aber bei einer 12-V-Rechteckwelle mit 2400 Hz (50 % Einschaltdauer) in den Wandler beträgt der durchschnittliche Strom durch die Spule 43 Milliampere, also dachte jemand nach das Wandlerdesign mit großer Sorgfalt.

Um den Wandler effektiv anzusteuern, sollte Ihre Schaltung in etwa so aussehen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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