Wenn ich einen Piezosensor mit geschaltetem Gleichstrom ansteuere, bekomme ich dann Überspannung zurück?

Ich habe eine auf einem Operationsverstärker basierende Vibrationserkennungsschaltung gebaut, um Hochgeschwindigkeitsfotografie von platzenden Ballons auszulösen.

(Ich benutze diese Schaltung)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

( Aus diesem Blog - nicht mein Bild)

Es funktioniert gut. Es enthält eine 5-Volt-Zenerdiode, um die potenziell hohen Spannungen abzuleiten, die es durch starke Erschütterungen geben kann. (Nun, ein 5,2-Zener, da ich das hatte)

Ich habe festgestellt, dass die Bilder richtig gut aussehen, wenn ich vor dem Fotografieren etwas Maisstärke in die Ballons gebe. Es verleiht der Luft im Inneren ein Aussehen wie gesponnene Baumwolle, aber die Maisstärke muss in der Luft schweben, um die beste Wirkung zu erzielen. Also muss ich den Ballon schütteln, in mein Rig stecken und schnell alles einschalten und den Ballon platzen lassen, wodurch das Foto ausgelöst wird.

Da ich bereits ein Piezo-Element habe, das die Basis des Ballons berührt, kam mir in den Sinn, dass ich einen mäßigen Frequenzton durch den Wandler treiben könnte, um ein lautes Basissummen zu erzeugen, das die Maisstärke im Ballon in die Luft werfen würde.

Dazu würde ich das Piezoelement direkt von einem Ausgangspin auf meinem Arduino ansteuern (oder es vielleicht durch einen Transistor leiten, wenn ich mehr Strom benötige, aber ich bezweifle, ob ich das tun werde. Ich bekomme ziemlich laute Töne mit einem Strombegrenzungswiderstand an Ort und Stelle das hält den Strom deutlich unter der 40-mA-Grenze an einem Arduino-Ausgangspin ...)

Wie auch immer, meine Frage ist, wird ein Piezoelement, das als Lautsprecher angesteuert wird, eine Echospannung erzeugen, die höher ist als die Eingangsspannung, ähnlich wie der Boost-Effekt, den Sie von einer Induktionsspule erhalten?

Und kann ich sicher sein, dass mein (5,2 Volt, was ich zur Hand habe) Zener, der über die Klemmen meines Piezos verdrahtet ist, meine Arduino-Eingangsleitung vor schädlichen Spannungen schützt, wenn ich auf den Sensor stoße und große Spannungsspitzen vom Wandler erzeuge ?

BEARBEITEN: Jemand hat den Absatz gelöscht, warum ich Maisstärke in den Ballon gegeben habe und warum ich sie im Ballon aufhängen muss. Ich habe es zurückgestellt. Bitte löschen Sie es nicht - meine Frage ist ohne diese Hintergrundinformationen nicht sinnvoll.

EDIT #1: Einer der Poster hat mich gebeten, Bilder zu posten. Hier ist eine:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es gibt eine Bildergalerie unter http://www.pbase.com/duncanc/popping_balloons&page=all

An deiner Stelle würde ich anstelle eines Piezo-Elements einen Vibrationsmotor am Rig verwenden. Es sollte Ihnen eine aggressivere Vibration geben.
@MattYoung, gute Idee, aber ich habe keine davon zur Hand. Der Piezo ist jedoch bereits vorhanden, mit meinem Steckbrett verdrahtet und bereit, mein Gebot abzugeben. Um einen Vibrationsmotor zu verwenden, müsste ich den Motor kaufen, meinem Steckbrett einen Leistungstransistor hinzufügen, eine Flyback-Diode hinzufügen, einen weiteren Satz Drähte zum Aufnahmegerät führen usw. usw.
Es wird Ihnen gut gehen, jede Spannungsverstärkung würde aufgrund von Wechselwirkungen mit Ihren physischen Medien entstehen. Modellieren Sie den Piezo als Kondensator. Es ist keine große Sache, einen von einem Mikrocontroller-IO-Pin anzusteuern. Um einen korrekt anzusteuern, benötigen Sie einen Aufwärtstransformator. Ich empfehle auch einen Pager-Vibratormotor. Poste ein paar Fotos! :D
Wie wäre es, den Ballon mit einem kleinen Lautsprecher zu schütteln?
Sollte funktionieren denke ich. Um die Maisstärke zu verteilen, müssen Sie jedoch die richtige (Resonanz-) Frequenz der Ballon / Piezo-Kombination treffen. Ich würde vorschlagen, die Frequenz zu wobbeln und die Amplitude zu messen, damit Sie die richtige Frequenz einstellen können (ich würde erwarten, dass die Frequenz jedes Mal anders sein wird).
@HL-SDK, ich habe meine ursprüngliche Frage bearbeitet und ein Bild sowie einen Link zur Galerie gepostet.
Ich schlage vor, bevor Sie sich zum Bau einer bestimmten Schaltung verpflichten, einen Ihrer transparenten Ballons mit Maisstärke zu beladen und verschiedene Vibrationsgeräte und Frequenzen auszuprobieren, um zu sehen, welche Effekte Sie im Inneren erzielen. Ich hätte auch vermutet, dass eine niedrigere Frequenz und mehr Amplitude (also Motor oder Lautsprecher) besser funktionieren würden als ein Piezo, aber das ist sicherlich Spekulation. Sie können ganz einfach einen Lautsprecher, sagen wir von Ihrem Computer, und einen Vibrator wie ein Massagegerät oder wirklich jeden Motor mit einem angebrachten exzentrischen Gewicht ausprobieren. Und verwenden Sie möglicherweise Arduino, um eine Wellenform mit unterschiedlichen Frequenzen für den Piezo zu erstellen.
Was die Vibration betrifft, bin ich mir nicht sicher, ob ich sie noch haben möchte. Ich habe gestern festgestellt, dass, wenn ich den aufgeblasenen, Maisstärke enthaltenden Ballon an meinen Haaren reibe, bevor ich ihn in den Ständer stelle, die Maisstärke an den Seiten des Ballons haftet, was ein sehr gutes Bild ergibt. Die Maisstärke setzt sich normalerweise ziemlich schnell aus der Luft im Ballon ab.

Antworten (2)

Ja, Piezoelemente können höhere Spannungen erzeugen, als sie beim schnellen Abschalten abgeben. Für die Treiberschaltung gibt es eine induktive Komponente für die Eigenschaften des Piezos. Sie gehen damit genauso um wie mit der Ansteuerung echter Induktivitäten, nämlich mit einer Sperrdiode.

Tatsächlich ist es im Fall eines Piezos eine gute Idee, zwei Dioden zu verwenden, vorzugsweise Schottky, jeweils eine umgekehrt zu Strom und Masse. Auf diese Weise wird die resultierende Spannung nichts schaden, egal was der Piezo als Ergebnis eines mechanischen Klingelns oder eines Schlags von außen tut.

Piezos haben keine Induktivität und erzeugen daher keine zusätzlichen Spannungsspitzen. Und in jedem Fall wird jede erzeugte Spannung immer noch durch die Kapazität des Piezos begrenzt, und daher kann Zener gut damit umgehen.

Beachten Sie, dass ein mechanisches Echo ein häufiges Problem bei Ultraschall-Rangern ist, die auch Piezo-Elemente verwenden – unmittelbar nachdem Piezo ein Signal aussendet, vibriert es immer noch (mechanisch) und erzeugt somit kleine Mengen an Energie. Dies kann zu falschen Triggern in Ihrem Detektor führen. Stellen Sie sicher, dass Sie zwischen dem Ende des Summens und dem Zeitpunkt, an dem Sie mit der Abtastung des Sensors beginnen, lange genug warten.

Wenn ich einen Piezosensor mit geschaltetem Gleichstrom ansteuere, bekomme ich dann Überspannung zurück?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v