Kas ir skaņas signāls un kā tas darbojas?

Vārds "buzzer" nāk no vācu valodas "summen" - buzz. Būtībā šī ir skaņu izstarojoša ierīce, ko tradicionāli izmanto kā signālierīci. Līdz šim atskaites ierīces ir elektromehāniskas un pjezoelektriskas. Gan tas, gan citi atrod pielietojumu dažādās ierīcēs.

Vēsturiski pirmais parādījās elektromehāniskais signāls, kas ir elektromehāniskais relejs ar parasti slēgtiem kontaktiem, caur kuru šī releja spole ir savienota ar strāvas avotu.

Skaņas signāla darbības princips ir vienkārši neiespējams. Kad zvana signāla darba ķēdē plūst strāva, releja spole tiek uzbudināta, kas nozīmē, ka magnētiskā plūsma tās kodolā palielinās, un tās ietekmē nekavējoties tiek atvērti kontakti, caur kuriem pati spole ir tikko padota.

Kad kontakti tiek atvērti, releja tinums pārstāj saņemt enerģiju, magnētiskā plūsma kodolī pazūd, kas nozīmē, ka tiek atbrīvots kustamais kontakts, kas tikko noslēdzis releja barošanas ķēdi, un atspere liek ķēdi sākotnēji slēgtā stāvoklī.

Un tā, kontakti atkal tiek slēgti, spole atkal saņem enerģiju, un kodols atkal piesaista kustīgo releja kontaktu, atkal pārtraucot savu piegādes ķēdi. Tātad process atkārtojas atkal un atkal. Releja rokas vibrācijas rada dungojošu skaņu. Rumkorff spole darbojas tāpat.

Protams, tās darbības laikā uz releju bāzēts skaņas signāls ne tikai rada spēcīgu impulsu troksni strāvas ķēdē, bet arī izstaro spēcīgus traucējumus radio gaisā, tāpēc skaņas signālu cita starpā izmanto dažādu iekārtu pārbaudei attiecībā uz trokšņa imunitāti.

Galvenais elektromehānisko signālu trūkums ir acīmredzams: kustamā elementa klātbūtne mehānismu nolieto, un atspere laika gaitā vājina, un tāpēc zvana signāla atteices laiks nav ilgāks par 5000 stundām.

Tomēr uzmanība tiek pievērsta pirmajai skaņas signāla lietošanai, kuru 1839. gadā izgudroja Johans Vāgners, un kuru tālāk izstrādāja Džons Mirands, kurš vibrējošajam āmurim pievienoja zvanu. Izrādījās elektrisks zvans, kas rada skaņu, atsitot zvanu ar āmuru. Zvana āmurs bija savienots ar releja armatūru, kas tieši darbojās zummera režīmā.

Pirmie visos dzīvokļos uzstādītie elektriskie durvju zvani bija izvietoti vienādi (skat. Elektriskā zvanu ierīce) Ugunsgrēka trauksmes zvaniem ir tāda pati ierīce kā pirmajiem zvaniem, kas karājas dzelzceļa stacijās.

Mūsdienīgāka skaņas signāla versija ir pjezoelektrisks skaņas izstarotājs, kas saistīts ar elektroakustiskām ierīcēm un rada dzirdamu skaņu vai ultraskaņu, izmantojot apgriezto pjezoelektrisko efektu.

Šeit uz plānas metāla plāksnes tiek novietots pjezoelektrisks. Pjezoelektriskā slāņa aizmugurē ir vadoša izsmidzināšana. Smidzināšana un pati plāksne ir kontakti, kuriem tiek piegādāta enerģija. Lai palielinātu skaņas vibrāciju izplatības amplitūdu, plāksnei var piestiprināt nelielu iemuti ar caurumu.

Pjezoelektrisko signālu darbina maiņstrāva ar spriegumu no 3 līdz 10 voltiem, un strāvas frekvence nosaka skaņas frekvenci. Pjezoelektrisko skaņas emitētāju raksturīgā rezonanses frekvence ir diapazonā no 1 līdz 4 kHz, kas noved pie viegli atpazīstama buzzing ar skaņas spiedienu, kas sasniedz 75 dB 1 metra attālumā no emitētāja. Šādi signāli var darboties kā mikrofoni vai sensori.

Pjezoelektriskos signālus izmanto modinātājpulksteņos, rotaļlietās, sadzīves tehnikā un telefona aparātos.Ar viņu palīdzību iegūto ultraskaņu bieži izmanto repelentos pret grauzējiem, mitrinātājos, ultraskaņas tīrīšanā utt.