가전제품, 보안 패널, 출입문 시스템 또는 컴퓨터 주변 장치와 같은 제품을 설계하는 경우 사용자와 상호 작용하는 유일한 수단으로 또는 보다 정교한 사용자 인터페이스의 일부로 부저를 포함하도록 선택할 수 있습니다.
작성자: Bruce Rose, CUI Devices 수석 애플리케이션 엔지니어
두 경우 모두 버저는 명령을 확인하고, 장비나 프로세스의 상태를 표시하고, 상호 작용을 유도하고, 경보를 울리는 저렴하고 신뢰할 수 있는 수단이 될 수 있습니다.
기본적으로 버저는 일반적으로 자기식 또는 압전식입니다.선택은 드라이브 신호의 특성이나 필요한 출력 오디오 전력 및 사용 가능한 물리적 공간에 따라 달라질 수 있습니다.원하는 사운드와 사용 가능한 회로 설계 기술에 따라 표시기 유형과 변환기 유형 중에서 선택할 수도 있습니다.
다양한 메커니즘의 원리를 살펴보고 자기 또는 압전 유형(및 표시기 또는 액추에이터 선택)이 귀하의 프로젝트에 적합한지 고려해 보겠습니다.
자기 부저
자기 버저는 기본적으로 전류 구동 장치이며 일반적으로 작동하는 데 20mA 이상이 필요합니다.인가되는 전압은 최저 1.5V에서 최대 약 12V까지 가능합니다.
그림 1에서 볼 수 있듯이 메커니즘은 코일과 유연한 강자성 디스크로 구성됩니다.코일에 전류가 흐르면 디스크는 코일 쪽으로 끌려가다가 전류가 흐르지 않으면 원래 위치로 돌아옵니다.
이러한 디스크의 편향으로 인해 근처의 공기가 움직이게 되고 이는 인간의 귀에 의해 소리로 해석됩니다.코일을 통과하는 전류는 인가된 전압과 코일 임피던스에 의해 결정됩니다.
그림 1. 자기 부저 구성 및 작동 원리.
피에조 부저
그림 2는 피에조 버저의 요소를 보여줍니다.압전 재료 디스크는 인클로저의 가장자리에서 지지되고 전기 접점은 디스크의 양면에 제작됩니다.이러한 전극에 전압이 가해지면 압전 물질이 변형되어 공기의 움직임이 발생하여 소리로 감지될 수 있습니다.
자기 버저와 달리 피에조 버저는 전압 구동 장치입니다.작동 전압은 일반적으로 더 높으며 12V에서 220V 사이일 수 있으며 전류는 20mA 미만입니다.피에조 버저는 커패시터로 모델링되는 반면, 자기 버저는 저항기와 직렬로 연결된 코일로 모델링됩니다.
그림 2. 피에조 부저 구성.
두 가지 유형 모두 결과적으로 들리는 톤의 주파수는 구동 신호의 주파수에 따라 결정되며 넓은 범위에 걸쳐 제어될 수 있습니다.반면, 피에조 버저는 입력 신호 강도와 출력 오디오 전력 간에 합리적인 선형 관계를 나타내는 반면, 자기 버저의 오디오 전력은 신호 강도가 감소함에 따라 급격하게 떨어집니다.
사용 가능한 구동 신호의 특성은 애플리케이션에 자기 또는 피에조 부저를 선택하는지 여부에 영향을 미칠 수 있습니다.그러나 소리 크기가 핵심 요구 사항인 경우 피에조 버저는 일반적으로 자기 버저보다 더 높은 음압 레벨(SPL)을 생성할 수 있지만 설치 공간이 더 큰 경향이 있습니다.
표시기 또는 변환기
표시기 유형을 선택할지 변환기 유형을 선택할지는 필요한 사운드 범위와 버저를 구동 및 제어하는 관련 회로 설계에 따라 결정됩니다.
표시기는 장치에 내장된 구동 회로와 함께 제공됩니다.이는 회로 설계(그림 3)를 단순화하여 유연성을 감소시키는 대신 플러그 앤 플레이 접근 방식을 가능하게 합니다.DC 전압만 적용하면 되지만 주파수는 내부적으로 고정되어 있으므로 연속 또는 펄스 오디오 신호만 얻을 수 있습니다.이는 사이렌이나 차임벨과 같은 다중 주파수 사운드가 표시 부저로 가능하지 않음을 의미합니다.
그림 3. DC 전압이 가해지면 표시기 버저에서 소리가 납니다.
내장된 구동 회로가 없는 변환기는 다양한 주파수 또는 임의의 파형을 사용하여 다양한 사운드를 얻을 수 있는 유연성을 제공합니다.기본적인 연속음이나 펄스음 외에도 다중 톤 경고, 사이렌, 차임벨과 같은 소리를 생성할 수 있습니다.
그림 4는 자기 변환기의 응용 회로를 보여줍니다.스위치는 일반적으로 바이폴라 트랜지스터 또는 FET이며 여기 파형을 증폭하는 데 사용됩니다.코일의 인덕턴스 때문에 트랜지스터가 빠르게 꺼질 때 플라이백 전압을 고정하려면 다이어그램에 표시된 다이오드가 필요합니다.
그림 4. 자기 변환기에는 유도 플라이백 전압을 처리하기 위한 여기 신호, 증폭기 트랜지스터 및 다이오드가 필요합니다.
압전 변환기와 유사한 여기 회로를 사용할 수 있습니다.압전 변환기는 인덕턴스가 낮기 때문에 다이오드가 필요하지 않습니다.그러나 회로에는 스위치가 열릴 때 전압을 재설정하는 수단이 필요하며, 이는 더 높은 전력 소모를 감수하면서 다이오드 대신 저항기를 추가하여 수행할 수 있습니다.
변환기 전체에 적용되는 피크 간 전압을 높여 사운드 레벨을 높일 수도 있습니다.그림 5와 같이 풀 브리지 회로를 사용하는 경우 적용되는 전압은 사용 가능한 공급 전압의 두 배이므로 약 6dB 더 높은 출력 오디오 전력을 제공합니다.
그림 5. 브리지 회로를 사용하면 압전 변환기에 적용되는 전압을 두 배로 늘려 6dB의 추가 오디오 전력을 제공할 수 있습니다.
결론
버저는 간단하고 저렴하며 선택은 자기 또는 압전, 표시기 또는 변환기의 네 가지 기본 범주로 제한됩니다.자기 버저는 낮은 전압에서 작동할 수 있지만 피에조 유형보다 더 높은 구동 전류가 필요합니다.피에조 버저는 더 높은 SPL을 생성할 수 있지만 설치 공간이 더 큰 경향이 있습니다.
필요한 외부 회로를 추가할 수 있는 경우 DC 전압만으로 표시 부저를 작동하거나 보다 정교한 사운드를 위한 변환기를 선택할 수 있습니다.다행히 CUI Devices는 설계에 맞는 버저를 더욱 쉽게 선택할 수 있도록 표시기 또는 변환기 유형의 다양한 자기 및 압전 버저를 제공합니다.
게시 시간: 2023년 9월 12일
