- Hiệu ứng áp điện:
- Hiệu ứng áp điện ngược:
- Bộ chuyển đổi áp điện:
- Chuyển đổi lực thành điện năng sử dụng bộ chuyển đổi áp điện:
- Sơ đồ mạch đầu dò áp điện:
- Đang làm việc:
Một số tinh thể như Bari titanate, Thạch anh, Lithium tantalit, v.v. có đặc tính tạo ra điện khi tác dụng một lực hoặc áp suất lên chúng dưới sự sắp xếp cụ thể. Ngoài ra, chúng có thể hoạt động nghịch đảo bằng cách biến đổi tín hiệu điện được áp dụng trên chúng thành dao động. Do đó, chúng được sử dụng làm đầu dò trong nhiều ứng dụng. Chúng được gọi là vật liệu áp điện. Do đó, Bộ chuyển đổi áp điện tạo ra điện áp khi tác dụng một lực lên chúng và ngược lại. Đầu tiên, chúng ta hãy xem xét một số ứng dụng của Bộ chuyển đổi áp điện sau đó là định nghĩa.
Hiệu ứng áp điện:
1. Máy phân tích ứng suất cơ học:
Ứng dụng chính là máy phân tích ứng suất cho các cột trong tòa nhà nơi đo điện áp tỷ lệ được tạo ra khi ứng suất trên tinh thể và có thể tính được ứng suất tương ứng.
2. Bật lửa:
Bật lửa đốt gas và bật lửa thuốc lá cũng tuân theo cùng một quy luật về hiệu ứng áp điện tạo ra xung điện dựa trên lực sinh ra do tác động đột ngột của kích hoạt lên vật liệu bên trong chúng.
Hiệu ứng điện Piezo được định nghĩa là sự thay đổi phân cực điện sinh ra trong một số vật liệu khi chịu ứng suất cơ học.
Hiệu ứng áp điện ngược:
1. Đồng hồ Quartz:
Bên trong đồng hồ của chúng tôi, có bộ cộng hưởng thạch anh hoạt động như một bộ dao động. Nguyên tố là silicon dioxide. Tín hiệu điện được áp dụng trên tinh thể làm cho nó dao động theo chu kỳ, từ đó điều chỉnh các bánh răng bên trong đồng hồ của chúng ta.
2. Piezo Buzzers:
Buzzers được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng như chỉ báo lùi xe ô tô, Máy tính, v.v. Trong trường hợp này, khi áp dụng điện áp ở cường độ và tần số nhất định qua tinh thể nói trên, chúng có xu hướng dao động. Sự rung động có thể được chuyển hướng vào một không gian trong nhà với khe hở nhỏ làm cho nó thành âm thanh có thể nghe được.
Hiệu ứng điện ngược Piezo được định nghĩa là biến dạng hoặc biến dạng sinh ra trong một số vật liệu khi chịu tác động của điện trường.
Bộ chuyển đổi áp điện:
Trên đây là một bộ chuyển đổi áp điện ba đầu cuối giá rẻ được sử dụng trong 12V Piezo Buzzer tạo ra âm thanh với sự sắp xếp mạch bên dưới. Nơi mà vỏ đen trở thành cấu trúc để tạo ra âm thanh dễ nghe.
Chuyển đổi lực thành điện năng sử dụng bộ chuyển đổi áp điện:
Chúng ta hãy thử thực nghiệm hiệu ứng áp điện bằng cách biến đổi một lực thành hiệu điện thế nhỏ bằng đĩa biến áp áp điện. Sau đó, chúng ta hãy cố gắng lưu trữ năng lượng được tạo ra thông qua lực hoặc áp suất.
Hàn các thiết bị đầu cuối:
Hàn dây với đầu dò áp điện là phần chính của việc sử dụng chúng. Cẩn thận không để bề mặt quá nóng vì nó sẽ tan chảy ngay cả ở nhiệt độ thấp trong vài giây. Do đó, hãy cố gắng nấu chảy chì trong mỏ hàn và làm rơi chất hàn nóng chảy trên bề mặt. Đối với hoạt động này, các thiết bị đầu cuối tích cực và tiêu cực là đủ và có thể được nhìn thấy trong hình trên.
Hoạt động:
Đầu dò áp điện tạo ra đầu ra không liên tục hoặc xen kẽ khi áp dụng lực gõ lặp lại lên nó. Do đó nó phải được điều chỉnh để làm cho nó trở thành DC đáng tin cậy hoặc có thể sử dụng được. Do đó, để có hiệu suất chỉnh lưu cao hơn từ 80% trở lên, chúng tôi sẽ sử dụng bộ chỉnh lưu toàn sóng. Chúng ta có thể sử dụng kết hợp bốn điốt trong cấu hình cầu hoặc một gói với điốt cầu sẵn có như RB156. Đây là tài liệu tham khảo để xây dựng Full Wave Rectifier với Filter.
Do đó, khái niệm tương tự cũng được áp dụng ở đây khi đầu ra xoay chiều từ bộ chuyển đổi áp điện được chuyển đổi thành DC và được lưu trữ bên trong tụ điện đầu ra. Các sau đó năng lượng dự trữ được tiêu tan qua một đèn LED với sản lượng được kiểm soát. Do đó, năng lượng tích trữ sẽ bị tiêu tán.
Sơ đồ mạch đầu dò áp điện:
Dưới đây là sơ đồ mạch của bộ chuyển đổi áp điện trong đó năng lượng tích trữ trong tụ điện sẽ chỉ bị tiêu tán khi đóng công tắc xúc giác.
Tụ điện được sử dụng trong đầu ra có thể được tăng thêm để tăng dung lượng lưu trữ nhưng tuy nhiên số lượng đầu dò áp điện cũng phải tăng lên. Do đó, ở đây nó là 47uF.
Đang làm việc:
Như đã giải thích trong mô phỏng ở trên, các kết nối được thực hiện trong Breadboard. Nhưng, lý do của việc sử dụng hai đầu dò áp điện là để tăng lượng năng lượng sinh ra trong một khoảng thời gian ngắn. Ban đầu, chúng tôi khai thác liên tục trên các đầu dò.
Khi đạt đến mức điện áp yêu cầu, chúng tôi nhấn công tắc xúc giác và đèn LED phát sáng trong giây lát.
Lý do đèn LED nhấp nháy như bên dưới là do tụ điện 47uF được sử dụng chỉ có thể lưu trữ lượng năng lượng đó để đèn LED nhấp nháy trong vài giây. Lượng năng lượng được tạo ra và tích trữ có thể được tăng lên bằng cách tăng số lượng đầu dò và giá trị tụ điện. Các đoạn video dưới đây giải thích quá trình done trên trong bước.