SMD Buzzer Passive สร้างเสียงโดยไม่จำเป็นต้องใช้ออสซิลเลเตอร์ภายในหรือแหล่งพลังงานได้อย่างไร

SMD Buzzer แบบพาสซีฟ สร้างเสียงโดยใช้เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก โดยที่สัญญาณไฟฟ้าภายนอกทำให้เกิดการสั่นสะเทือนทางกลทางกายภาพในองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกภายในออด ต่างจากแอคทีฟออดซึ่งมีออสซิลเลเตอร์ภายในเพื่อสร้างเสียงด้วยตัวมันเอง พาสซีฟออดเซอร์อาศัยสัญญาณภายนอกทั้งหมด ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมาจากไมโครคอนโทรลเลอร์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ในการขับเคลื่อน ต่อไปนี้คือรายละเอียดวิธีการทำงานแบบทีละขั้นตอน:

1. องค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก
ส่วนประกอบหลักของการ SMD Buzzer Passive เป็นองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งเป็นวัสดุเพียโซอิเล็กทริกชิ้นแบนบาง (มักเป็นเซรามิก) ที่มีคุณสมบัติพิเศษ: มันจะเปลี่ยนรูปร่างเมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไป นี่คือแก่นแท้ของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก วัสดุจะขยายหรือหดตัวขึ้นอยู่กับขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

2. การประยุกต์ใช้สัญญาณไฟฟ้าภายนอก
เพื่อให้ออดส่งเสียงได้ จำเป็นต้องมีสัญญาณภายนอกเพื่อจ่ายพลังงานให้กับองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก โดยปกติจะเป็นสัญญาณกระแสสลับ (AC) หรือโดยทั่วไปคือคลื่นสี่เหลี่ยมที่สร้างโดยแหล่งภายนอก เช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์ วงจรกำเนิดเสียง หรือระบบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ

เมื่อใช้สัญญาณ AC ขั้วของแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ เมื่อแรงดันไฟฟ้าสลับกัน จะทำให้องค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกขยายและหดตัวที่ความถี่เดียวกันกับสัญญาณ
ความถี่ของสัญญาณภายนอกนี้จะกำหนดระดับเสียงที่เกิดจากออด ตัวอย่างเช่น สัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าจะทำให้องค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกสั่นสะเทือนเร็วขึ้น ทำให้เกิดเสียงที่มีระดับเสียงสูงขึ้น ในขณะที่สัญญาณความถี่ต่ำจะให้เสียงที่มีระดับเสียงต่ำลง

3. การสั่นสะเทือนทางกลทำให้เกิดเสียง
เมื่อองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกสั่นสะเทือน (หรือเปลี่ยนรูป) มันจะสร้างคลื่นความดันในอากาศ ซึ่งเรารับรู้ได้ว่าเป็นเสียง โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อองค์ประกอบสั่นสะเทือน มันจะผลักและดึงโมเลกุลอากาศที่อยู่รอบๆ ทำให้เกิดคลื่นเสียง

ปริมาณของการเสียรูปในองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกยังส่งผลต่อความดังของเสียงด้วย ยิ่งแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณภายนอกสูง องค์ประกอบก็จะยิ่งผิดรูปมากขึ้น และเสียงก็จะดังมากขึ้น
รูปร่างและขนาดขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกยังมีบทบาทในช่วงความถี่และประสิทธิภาพของการผลิตเสียงอีกด้วย

4. การควบคุมวงจรภายนอก
เนื่องจาก SMD Buzzer Passive ไม่มีออสซิลเลเตอร์ภายใน จึงไม่สามารถสร้างเสียงได้ด้วยตัวเอง ต้องใช้วงจรภายนอกในการควบคุมเสียง วงจรควบคุมนี้โดยทั่วไป:

สร้างความถี่ (โดยการสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมหรือสัญญาณสลับอื่นๆ)
จ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการเพื่อขับเคลื่อนองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก
ปรับโทนเสียงโดยการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณ และปรับระดับเสียงได้โดยการเปลี่ยนแอมพลิจูดของสัญญาณ
ตัวอย่างเช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือไอซีไทเมอร์สามารถสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่เฉพาะ แล้วส่งไปยังออดเซอร์ ด้วยการปรับความถี่ ระบบสามารถเปลี่ยนระดับเสียงได้ ทำให้ออดสร้างโทนเสียงที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความต้องการของการใช้งาน

5. เหตุใดจึงเป็นแบบพาสซีฟ
เหตุผลที่ออดประเภทนี้เรียกว่าออดแบบพาสซีฟก็คือไม่มีส่วนประกอบที่จำเป็น (เช่น ออสซิลเลเตอร์ภายในหรือไมโครชิป) ในการสร้างเสียงด้วยตัวมันเอง แต่อาศัยวงจรภายนอกในการจ่ายสัญญาณไฟฟ้าแทน ซึ่งทำให้ออดง่ายขึ้นและมักจะถูกกว่าออดที่ใช้งานอยู่ แต่ก็หมายความว่าต้องใช้แหล่งสัญญาณภายนอกจึงจะทำงานได้

6. การใช้งาน
SMD Passive Buzzers มักใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องการเสียงเตือนแบบธรรมดา ตัวอย่างได้แก่:

นาฬิกาปลุก (เช่น กริ่งประตู ตัวจับเวลา)
ตัวบ่งชี้ (เช่น ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าเพื่อส่งสัญญาณข้อผิดพลาดหรือการแจ้งเตือน)
ของเล่น (ใช้สร้างเอฟเฟกต์เสียง)
ระบบฝังตัว (เช่น เมื่อไมโครคอนโทรลเลอร์จำเป็นต้องแจ้งเตือนผู้ใช้ด้วยเสียง)

7. ข้อดีของ SMD Passive Buzzers
การใช้พลังงานต่ำ: เนื่องจากออดไม่มีออสซิลเลเตอร์ภายใน จึงใช้พลังงานน้อยลง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบในอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่
ความยืดหยุ่นในการควบคุมเสียง: เครื่องกำเนิดสัญญาณภายนอกให้ความยืดหยุ่นในแง่ของการปรับโทนเสียง ระดับเสียง จังหวะ และระยะเวลาของเสียงสามารถควบคุมได้อย่างง่ายดายโดยทางโปรแกรมโดยการปรับสัญญาณที่ส่งไปยังออด
กะทัดรัดและคุ้มค่า: ออดสัญญาณ SMD (Surface Mount Device) มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา ทำให้เหมาะสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดกะทัดรัดที่ต้องการพื้นที่เป็นพิเศษ

8. ข้อจำกัด
ไม่มีการสร้างเสียงโดยไม่มีสัญญาณภายนอก: ข้อเสียที่สำคัญคือออดไม่สามารถทำงานได้อย่างอิสระ จำเป็นต้องมีสัญญาณการขับขี่ภายนอก ดังนั้นการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมวงจรจึงมีความสำคัญ
ปริมาณที่จำกัด: เนื่องจากลักษณะขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก ออดแบบพาสซีฟอาจไม่ดังเท่ากับออดที่ใช้งานอยู่ แม้ว่าจะเพียงพอสำหรับการใช้งานหลายอย่างก็ตาม