Автотрансформатор для пьезоизлучателя

[Pugachev]

Здравствуйте все,кто может помочь!
Гугл не помог,может искал не так как-то...
Задачка у меня такая. Есть пьезоизлучатель от микроволновки,серьёзных таких размеров. Пищал на всю квартиру. По даташиту 2кГц,макс.напряжение +/-30 Вольт. Есть таймер 555,на нём генератор. Питание 5 вольт. На выходе хочу сгородить автотрансформатор и на него повесить излучатель. Питание с бОльшим вольтажом подавать на излучатель не получится - это дело только часть устройства конечного. У меня встал вопрос как рассчитать автотрансформатор,если мне надо,чтобы он вместе с излучателем кушал от выхода таймера не больше 100 мА в импульсе? Тут ведь не только активное сопротивление надо брать,верно? Но это не просто катушка,тут ведь и потребитель есть...Запутался в конец. Никто не сможет распутать новичка?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[kotosob]

http://sxem.org/2-vse-stati/26-sirena-105db-5-15v

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Pugachev]

45 минут назад, kotosob сказал:

http://sxem.org/2-vse-stati/26-sirena-105db-5-15v

Как много способов расчёта,какая познавательная статья!  
 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[_VN_]

Трансформатор рассчитывается по известному сопротивлению нагрузки. Для чего нужны характеристики излучателя или технический паспорт. 

[Pugachev]

Я,конечно,буду благодарен за расчёт автотрансформатора  для пьезоизлучателя кем-то другим,но мне кажется что это не Вы. Ибо почему бы не взять тогда абстрактное сопротивление и показать на примере расчёт? 
Но на случай,если я ошибся и это только педантизм,вот всё,что известно:
Model no.: TDP-2020P 
Specifications: 
1) Resonant frequency (kHz): 2.0 +/- 0.5 
2) Operating voltage (max.) (Vp-p): 30 
3) Sound pressure level (dB): min. 80/10cm/5.0Vp-p/2.0kHz 
4) Current consumption (max.) (mA): 2.0 
5) Capacitance (nF): 25 +/-30% at 100Hz 
6) Operating temperature (°C) : -20 - +60 
7) Storage temperature (°C) : -30 - +70 
8) Material: ABS

[o_l_e_g]

Тебе нужно чтобы громко пищал, или именно расчет?
 

[Pugachev]

Хах,конечный результат,безусловно пищание!
Но при том чтобы с первички в импульсе не кушал больше 100мА. Я ведь если намотаю мало провода не тем сечением,за счёт чисто активного сопротивления мини-подогреватель устрою,верно? При расчёте,в общем,волнует больше кол-во витков "первички",остальное всё понятно. Вот есть у меня провод 0,23мм в диаметре. Если брать в расчёт исключительно активное сопротивление (50 Ом),то надо 139 метров. Чёт многовато по-моему,не? Я понимаю,что вообще не понимаю,вот и жду науки от других.

Изменено 22 октября, 2016 пользователем Pugachev
слово забыл

[o_l_e_g]

Не нужен там автотрансформатор, дросселя достаточно, а ток, будет сильно зависеть насколько подойти к резонансу.
 

[Pugachev]

Хм,а дроссель поднимет с 5 вольт,до 20,скажем. При токе потребления буззером (по даташиту) 2 мА?

[o_l_e_g]

В китайском будильнике, на пьезике порядка 90 В, при питании от 1.5 В.
 

[Pugachev]

Ну хорошо,доверяю опытному товарищу. Осталось последнее: сколько,чем и на чём мотать дроссель? 

[o_l_e_g]

Ну так, собственный резонанс  2кГц, емкость 25 нФ , далее формула Томсона. Мотать на гантельке. Током, ввиду малой мощности можно и пренебречь. 
 

Потом, подогнать частотой раскачки.
 

[Pugachev]

Спасибо,начинаю изучать вопрос. Отпишусь по результату! 

[_VN_]

 http://www.speaker-tw.com/manufacturer/piezo transducer/element/ae-2020e-w.htm

Ёмкость излучателя 90000 пФ на частоте 1000 Герц и амплитуде сигнала 1 Вольт - параметры измерителя ёмкости.

Сопротивление при резонансе 500 Ом

Максимальное напряжение, подаваемое на излучатель, не более 30 Вольт.

Разнополярные импульсы тока 60 мА длительностью 0.125 миллисекунды, следующие с частотой 2000 Герц позволят получить максимально допустимую по паспорту электрическую мощность возбуждения кристалла. Импульсы тока подаются ключами от источника напряжения 30 Вольт без каких-либо согласующих элементов или трансформаторов. Среднее значение тока, потребляемое от источника напряжения составит 30 мА. 

 

[Pugachev]

 У Вас всё очень верно,но я ещё в топике написал,что не смогу (и не буду) подавать что-то большее,чем 5 вольт. Ваш вариант был отвергнут ещё до создания темы. Но спасибо,время тратили.

Изменено 22 октября, 2016 пользователем Pugachev
Забыл поблагодарить

[_VN_]

 Согласующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:6 получается путём свивки 6 проводов вторичной обмотки в хорошей изоляции, например, МГТФ, последовательное соединение которых позволяет получить требуемое напряжение 30 Вольт, и внутреннего проводника первичной обмотки проводом типа ПЭЛ. Шаг свивки как можно меньше и определяет коэффициент связи между обмотками. В предельном случае, если коэффициент связи равен 1, то сердечник может быть даже "деревянным".  

[Pugachev]

Почти понял и это не без помощи гугла. 
Для меня такая конструкция вообще похожа на космическую технологию. Я и так катушек боюсь,а Вы мне такого монстра предлагаете! Большое спасибо ещё,раз,я уже дроссель сижу мотаю. 

[Pugachev]

Мде...
Дроссель индуктивностью 253 мГн (резонансная индуктивность) я сначала не стал мотать на хорошем сердечнике из-за боязни иметь низкое активное сопротивление,стал мотать на плохом. Провод тупо не влез на этот цилиндрик.  Потом я плюнул и решил делать на ферритовом кольце. Как умная Маша "измерил" проницаемость,намотав 5 витков,измерив индуктивность LC-метром и вбив в онлайн-калькулятор параметры. Получилось 800 (кольцо брал из БП импульсного). Рассчитал онлайн же калькулятором длину провода и кол-во витков. Сделал челночок, вымерял провод,намотал на кольцо. Сделал отвод от 1/5 обмотки. Первый конфуз почувствовался,когда я начал мерить получившуюся катушку LC метром... Индуктивность составила 22 мГн вместо 253,т.е. в 10 раз ниже. Подключил дроссель к генератору,параллельно излучатель. Пищит никак не громче чем без дросселя. Тогда на 1/5 обмотки подал через электролит 100 мкФ напряжение с генератора (однополярный меандр амплитудой 3,5 В), а к началу и концу всей обмотки - излучатель,получив тем самым схему с автотрансформатором. Громкость ощутимо увеличилась. Я покрутил ещё частоту и на частоте 2,53 кГц пришла жена из соседней комнаты,т.к. "ей телевизор не слышно" . Спросила кого я хочу этим звуком выселить - её или тараканов 
Ну да ладно, тут вышел второй конфуз. Я решил посмотреть,что там у нас на буззере творится. И увидел это (делитель x10): 
Откуда питание стало двуполярным можно понять,но вот 7 кГц?! Это выше моего разумения... 
Далее всё пошло по наклонной. Мне стало интересно,какое сопротивление имеет "первичка" моего то ли трансформатора,то ли уже генератора. При активном сопротивлении 2,2 Ом и расчётном (по результатам измерения индуктивности) реактивном порядка 13 Ом, мы получаем 14 Ом полного. По моей логике недоучки,это должно означать,что в импульсе это будет ток порядка 250 мА... Сопротивление кондёра 0,7 Ом даже в расчёт брать не стал. Дальше хуже.. Я воткнул перед кондёром, на выходе генератора сопротивление 10 Ом и "сел" на него щупами осциллографа. Получил амплитудные значения около 300 мВ. Путём нехитрых расчётов получилось, что ток в цепи в момент пика 30 мА, цепь состоит из 2-х последовательно соединённых резистора 10 Ом и "первички" автотрансформатора.. И что 3,5 В =(10 Ом + Х Ом)*0,03А., откуда вытекает, что катушка ("первичка") имеет полное сопротивление. 100 Ом!
Психанул и решил,что раз ничего не сгорает,то попищать раз в час пару-тройку секунд я смогу без боязни. И что ток явно в пределах разумного.
Вот потому и не идёт у меня с аналоговой электроникой. Считаешь-считаешь,а всё совсем не так... 
Если кто подскажет,где я дурак и что в этой неведомой схеме творится,буду благодарен.

Изменено 22 октября, 2016 пользователем Pugachev
корректировка показаний

[o_l_e_g]

Запустил, ты его на высших гармониках, 3 наверно У них же много резонансов.
 

Через дроссель, у тебя на резонансе должен быть чёткий синус на пьезике, и повышение напряжения в разы.
 

[Pugachev]

Мне вот сейчас или в институт надо (не имею образования соответствующего),либо курить начать. И в прямом и в переносном смысле. И в обоих снова. 

P.S. Генератор-то выдаёт 2,53 кГц, почему основная гармоника (или как там её зовут) подавляется? 

Нет,неправильно..Почему получился резонанс на 3-й гармонике? Из-за индуктивности,которая не захотела в реале быть как расчётная?

11 минуту назад, o_l_e_g сказал:

Запустил, ты его на высших гармониках, 3 наверно У них же много резонансов.
 

Через дроссель, у тебя на резонансе должен быть чёткий синус на пьезике, и повышение напряжения в разы.
 

Откуда синус? Я же меандр подал...

Хм...Вроде догонять начинаю немного... Колебательный контур будет синусом колебаться один ведь чёрт,да? Хоть меандр,хоть треугольник?!
А рисунок у меня такой на осцилограмме потому,что резонирующая гармоника подавляет основную?
Значит надо индуктивность всё-же нормальную?
А почему у меня расхождение в расчётах и реальности? Я про индуктивность

 

Изменено 22 октября, 2016 пользователем Pugachev
добавил вопрос

[o_l_e_g]

32 минуты назад, Pugachev сказал:

А почему у меня расхождение в расчётах и реальности? Я про индуктивность

расчет у тебя правильный, только реальная индуктивность значительно ниже.

Вот скрины, то что у тебя, и что должно быть.
 

[o_l_e_g]

Раскачиваешь, ты контур, какой то гармоникой прямоугольника, а нужно первой-основной!
 

1 час назад, Pugachev сказал:

сердечнике из-за боязни иметь низкое активное сопротивление,стал мотать на плохом

Зря, активные потери вырастут, а оно надо?
 

[_VN_]

Эквивалентное резонансное сопротивление (ЭРС) кристалла равно 500 Ом - паспортное значение. Величина ёмкости кристалла в 90 000 пФ и 500 Ом ЭРС означает весьма малое значение электрической добротности. Это электромеханическая система, которая "деформируется" за счёт пьезоэффекта обкладки конденсатора большой собственной ёмкости.  

В течение первой четверти периода частоты 2000 Герц на обкладке этого конденсатора должен появиться электрический заряд и в третьей четверти он же, но на другой обкладке, что создаст условие эффективной раскачки механической колебательной системы излучателя. 

 

Изменено 22 октября, 2016 пользователем _VN_

[Pugachev]

Спасибо всем,буду подтягивать своё самообразование. Не уверен,буду ли сейчас что-то переделывать,т.к. громкость удовлетворительная,практическая (целевая) задача и так медленно выполняется. Дома буду печатку разводить,а на работе в свободное время теорию подтягивать и опыты ставить. Если успею с опытами и теорией - сделаю по уму,если нет - ждать не буду и поставлю свой "резонатор 3-й гармоники". Низкий поклон!