Bộ rung thụ động áp điện HNR‑1207 PA6.5 có chân Pogo nạp lò xo là bộ rung thụ động áp điện xuyên lỗ được thiết kế cho các hệ thống thu hoạch năng lượng và vận hành bằng pin trong đó mỗi microampe đều ảnh hưởng đến thời gian chạy. Sử dụng dòng điện đo được 0,45–0,54mA ở 5Vp‑p (4000Hz), thành phần này cung cấp ≥80dB SPL với dòng điện nhỏ hơn 1/10 so với các bộ rung hoạt động điện từ thông thường, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ pin trong các thiết bị y tế cầm tay, màn hình đeo được và nút cảm biến không dây.
Được sản xuất tại cơ sở Giang Tô của MEIDI, HNR‑1207 PA6.5 có màng chắn gốm áp điện 12,5mm trong vỏ cao 7,0mm, chỉ nặng 0,66g. Tải điện dung của nó (danh nghĩa 10nF) cho phép truyền động trực tiếp từ hầu hết các chân GPIO của bộ vi điều khiển mà không cần bóng bán dẫn bên ngoài, trong khi phạm vi hoạt động 1–30V hợp nhất nhiều SKU dành riêng cho điện áp thành một bộ phận duy nhất cho các hệ thống 3,3V, 5V, 12V và 24V. Vỏ PBT màu đen chịu được sóng hàn ở 260°C và gia công lại thủ công ở 350°C, hỗ trợ cả lắp ráp tự động và sửa chữa tại hiện trường.
HNR‑1207 PA6.5 là một bộ rung áp điện thụ động cần có nguồn kích thích AC bên ngoài — thường là sóng vuông 4000Hz từ chân PLC của bộ vi điều khiển, đầu ra bộ hẹn giờ hoặc IC điều khiển chuyên dụng. Không giống như bộ rung điện từ điều khiển cuộn dây ngốn dòng điện, thiết bị này sử dụng phần tử gốm áp điện uốn cong dưới điện áp đặt vào, tạo ra tải điện dung chủ yếu. Sự khác biệt cơ bản này dẫn đến mức tiêu thụ dòng điện thấp hơn nhiều: đo được 0,45–0,54mA ở 5Vp‑p, so với 20–30mA đối với các lựa chọn thay thế hoạt động điện từ.
Phạm vi hoạt động cực rộng 1–30V cực kỳ rộng đối với bộ rung thụ động áp điện. Ở mức 3,3V, thiết bị tạo ra âm thanh phát ra phù hợp với cảnh báo ở gần và âm báo trạng thái. Ở 5V, nó đáp ứng thông số kỹ thuật ≥80dB. Ở 12V hoặc 24V, SPL tăng hơn nữa trong khi dòng điện vẫn ở mức thấp - bản chất điện dung có nghĩa là mức tiêu thụ điện năng tăng theo tần số chuyển mạch thay vì biên độ điện áp. Độ co giãn điện áp này cho phép hợp nhất việc mua sắm: một số bộ phận duy nhất phục vụ các nút IoT 3,3V, thiết bị tiêu dùng 5V, mô-đun ô tô 12V và bộ điều khiển công nghiệp 24V không có mạch điều chỉnh điện áp.
Tần số cộng hưởng 4000±500Hz nằm ở rìa trên của đỉnh độ nhạy thính giác của con người (2–4kHz), tạo ra âm sắc rõ nét, thu hút sự chú ý giúp loại bỏ tiếng ồn xung quanh với công suất tối thiểu. Việc lắp xuyên lỗ bằng các chốt phân cực đảm bảo phân cực chính xác và khả năng duy trì cơ học trong môi trường dễ bị rung. Khối lượng 0,66g giảm thiểu tải quán tính trên các cụm PCB, một yếu tố quan trọng cần cân nhắc đối với các thiết bị đeo và thiết bị cầm tay có ngân sách lớn.
Dòng điện rút ra dưới miliampe – đo được 0,45–0,54mA ở điều kiện định mức; mức tiêu thụ thấp hơn đáng kể so với các lựa chọn thay thế điện từ
Phạm vi hoạt động cực rộng 1–30V – SKU đơn phục vụ các hệ thống 3,3V, 5V, 12V và 24V mà không cần chuyển đổi điện áp
Tải điện dung 10nF – ổ đĩa GPIO MCU trực tiếp trong hầu hết các ứng dụng; không cần bóng bán dẫn bên ngoài hoặc IC điều khiển
Đầu ra âm sắc rõ nét 4000Hz – tần số điểm ngọt thính giác của con người với độ méo hài thấp do truyền động áp điện
Khối lượng siêu nhẹ 0,66g – tải quán tính tối thiểu cho các cụm PCB có thể đeo, cầm tay và nhạy cảm với rung động
Gắn phân cực xuyên lỗ – duy trì cơ học và bảo vệ phân cực trong lắp đặt công nghiệp và ô tô
| tham số | Giá trị | Điều kiện kiểm tra |
| Loại sản phẩm | Bộ rung thụ động áp điện | — |
| Điện áp định mức | 5 V (Vp‑p) | Sóng vuông, 4000 Hz |
| Điện áp hoạt động | 1 – 30 V (Vp‑p) | liên tục |
| Đầu ra âm thanh | ≥ 80 dB | Ở 5 Vp‑p, 4000 Hz, 10 cm |
| Tần số cộng hưởng | 4000 ± 500 Hz | Ở điện áp định mức |
| Mức tiêu thụ hiện tại | ≤ 10 mA | Ở 5 Vp‑p, 4000 Hz; đo được 0,45–0,54 mA |
| điện dung | 10 ± 40% nF | Ở 1 kHz, 25oC |
| Nhiệt độ hoạt động | -20oC ~ +70oC | liên tục |
| Nhiệt độ bảo quản | -30oC ~ +80oC | Không hoạt động |
| Kích thước (Dia × H) | 12,5 × 7,0mm | Chỉ thân máy |
| Cân nặng | 0,66 ± 0,2 g | Đặc trưng |
| Vật liệu nhà ở | PBT đen | UL94 V-0 |
| Kiểu lắp | Xuyên qua lỗ | Chân phân cực |
| Nhiệt độ hàn (Sóng) | 260 ± 5oC | 4–6 giây, được khuyến nghị |
| Nhiệt độ hàn (Thủ công) | 350 ± 10oC | 2–5 giây, được khuyến nghị |
Máy theo dõi sức khỏe có thể đeo – nhắc nhở dùng thuốc, cảnh báo phát hiện té ngã và cảnh báo ngưỡng đường huyết trong đó thời lượng pin là hạn chế chính trong thiết kế
Thiết bị y tế cầm tay – âm giới hạn của máy đo nồng độ oxy trong mạch, tiếng bíp hoàn thành chu trình máy phun sương và cảnh báo sốt của nhiệt kế kỹ thuật số trong các thiết bị chạy bằng pin
Nút cảm biến IoT – cảnh báo ngưỡng môi trường, thông báo trạng thái kết nối và cảnh báo phát hiện giả mạo trong cảm biến không dây chạy bằng năng lượng mặt trời hoặc pin đồng xu
Hệ thống đo lường thông minh – thông báo giới hạn sử dụng, cảnh báo lỗi liên lạc và cảnh báo giả mạo trong đồng hồ tiện ích chạy bằng pin
Mô-đun bên trong ô tô 12V/24V – lời nhắc thắt dây an toàn, chuông đánh lửa khi bấm chìa khóa và phản hồi của công cụ chẩn đoán mà không cần bộ điều chỉnh điện áp
Bảng điều khiển 24V công nghiệp – chỉ báo lỗi, âm báo hoàn thành chu trình và cảnh báo công tắc giới hạn trong PLC và hệ thống logic rơle
| Thử thách thiết kế | Giải pháp HNR‑1207 PA6.5 |
| Thời gian chạy pin là hạn chế chính | Việc rút 0,45–0,54mA giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của tế bào đồng xu so với các lựa chọn thay thế điện từ |
| Dòng sản phẩm đa điện áp | SKU 1–30V đơn thay thế các bộ rung cụ thể 3,3V, 5V, 12V và 24V; giảm dòng BOM và hàng tồn kho |
| Không có chân MCU dự phòng cho trình điều khiển chuyên dụng | Ổ đĩa tải 10nF trực tiếp từ GPIO; không cần bóng bán dẫn, điện trở hoặc cuộn cảm |
| Ngân sách trọng lượng có thể đeo <1g | Khối lượng 0,66g đáp ứng các hạn chế nghiêm ngặt về thiết bị đeo mà không ảnh hưởng đến âm thanh |
| Môi trường y tế/RF nhạy cảm với EMC | Sự truyền động áp điện không tạo ra từ trường; không có nguy cơ nhiễu ECG/EEG |
Bộ rung thụ động áp điện với các chân Pogo nạp lò xo chiếm một mức hiệu quả khác biệt trong danh mục sản phẩm âm thanh của MEIDI. Trong khi bộ rung điện từ ưu tiên tính đơn giản cắm và chạy, bộ rung thụ động áp điện 1–30V này thay thế bộ dao động tích hợp để giảm cường độ dòng điện và độ linh hoạt điện áp theo thứ tự. Đối với các thiết kế chạy bằng pin, nhiều điện áp hoặc hạn chế về khối lượng, mức tăng hiệu suất sẽ phù hợp với yêu cầu về ổ đĩa ngoài.
MEIDI sản xuất HNR‑1207 PA6.5 trên dây chuyền lắp ráp áp điện chuyên dụng với các trạm liên kết gốm, đầu cuối điện cực và điều chỉnh tần số tự động. Cơ sở sản xuất ở Giang Tô của chúng tôi tuân theo các quy trình quản lý chất lượng ISO 9001, với việc kiểm soát quy trình thống kê ở từng giai đoạn sản xuất.
Mỗi lô sản xuất đều trải qua quá trình xác minh toàn diện:
Kiểm tra điện dung 100% – xác minh 10nF ±40% ở 1kHz để khớp mạch truyền động; phạm vi đo được 11,2–12,5nF trong các mẫu sản xuất
Lấy mẫu tần số cộng hưởng – xác minh thống kê 4000Hz ± 12,5%; phạm vi đo điển hình 3900–4080Hz
Xác minh hàng loạt SPL – tối thiểu ≥80dB ở 5Vp‑p, 4000Hz; phạm vi mẫu đo được 83–86dB
Xác nhận mức tiêu thụ hiện tại - tối đa 10mA; đo được 0,45–0,54mA xác nhận hiệu suất dưới miliampe
Bảo quản ở nhiệt độ cao – 48 giờ ở +80±2oC (thử nghiệm bảo quản, không hoạt động); phục hồi thông số sau 2 giờ ổn định môi trường xung quanh
Bảo quản ở nhiệt độ thấp – 48 giờ ở -30±2oC; kích hoạt đã được xác minh ở mức tối thiểu 1V
Chu kỳ sốc nhiệt – 5 chu kỳ trong khoảng từ -30oC đến +80oC với thời gian dừng 30 phút cho mỗi lần cực trị
Xác nhận ứng suất cơ học – rung hình sin (10–55Hz, biên độ 1,0mm, trục XYZ, tích lũy 0,5 giờ) và thả rơi tự do 75cm xuống gỗ cứng 10 mm (3 lần va chạm)
Khả năng chống ẩm – 48 giờ ở 50±5oC / 90–95% RH, sau đó phục hồi 2 giờ và xác định đặc tính điện
Khả năng chịu nhiệt của mối hàn – 250±5oC trong 10±0,5 giây với khoảng hở từ thân đến vật hàn là 2,0mm
Các chứng nhận hiện có: RoHS, REACH và UL94 V-0 cho vỏ PBT. Việc đánh dấu mã lô trên mỗi đơn vị cho phép truy xuất nguồn gốc trong 10 năm về ngày sản xuất, hồ sơ kiểm tra và lô nguyên liệu thô.
Câu hỏi 1: HNR‑1207 PA6.5 có thể được điều khiển trực tiếp từ chân GPIO của bộ vi điều khiển 3,3V không?
Có, trong hầu hết các trường hợp. Tải điện dung 10nF tạo ra RMS ước tính 0,13mA ở 3,3Vp‑p và 4000Hz — nằm trong khả năng 8–20mA của các chân GPIO MCU tiêu chuẩn. Không cần bóng bán dẫn bên ngoài hoặc IC điều khiển. Để có SPL tối đa, hãy điều khiển ở tốc độ 5Vp‑p nếu MCU hỗ trợ các chân có dung sai 5V hoặc hoạt động từ đường ray 5V. Ở mức 3,3V, đầu ra có thể phát ra âm thanh để cảnh báo trạng thái và trạng thái, mặc dù dưới ngưỡng thông số kỹ thuật 80dB được xác thực ở 5Vp‑p.
Câu 2: Mức tiêu thụ dòng điện thay đổi như thế nào theo điện áp và tần số?
Mức tiêu thụ dòng điện trong bộ rung áp điện chủ yếu là điện dung: I ≈ 2πfCV. Ở tần số không đổi, dòng điện tỉ lệ tuyến tính với điện áp. Ở 10Vp‑p, dòng điện lý thuyết là khoảng 1,0mA; ở 24Vp‑p, khoảng 2,4mA — vẫn không đáng kể so với các lựa chọn thay thế điện từ. Tăng gấp đôi tần số (ví dụ: 8000Hz) tăng gấp đôi dòng điện ở điện áp không đổi. Để lập ngân sách pin, giả sử điện dung 10nF trong trường hợp xấu nhất và điện áp ổ đĩa mục tiêu.
Câu hỏi 3: Sự khác biệt thực tế giữa bộ rung thụ động Piezo này và bộ rung chủ động điện từ trong thiết kế chạy bằng pin là gì?
HNR‑1207 PA6.5 tiêu thụ 0,45–0,54mA so với 20–30mA đối với bộ rung hoạt động điện từ 3V thông thường — giảm 40–60×. Đối với pin dạng đồng xu CR2032 (220mAh), điều này có nghĩa là thời gian chạy được kéo dài đáng kể khi sử dụng không liên tục. Sự cân bằng là mạch truyền động bên ngoài: bộ rung áp điện yêu cầu sóng vuông 4000Hz từ chân cắm hoặc bộ tạo dao động, trong khi bộ rung hoạt động chỉ cần điện áp DC. Đối với các thiết kế có sẵn nguồn lực xung điện, hiệu quả đạt được là đáng kể.
Câu hỏi 4: Tôi có thể thay đổi tần số truyền động cho cảnh báo đa âm hoặc được điều chỉnh âm lượng không?
Có, trong giới hạn. SPL tối đa xảy ra ở tần số cộng hưởng 4000Hz. Lái xe ở tần số 3500Hz hoặc 4500Hz làm giảm đầu ra khoảng 6–10dB. Đối với các chuỗi nhiều âm, việc điều chế tần số trong phạm vi cộng hưởng ±500Hz sẽ tạo ra các âm khác nhau rõ rệt trong khi vẫn duy trì âm lượng vừa đủ. Điều chế chu kỳ nhiệm vụ (25%–75%) thay đổi âm lượng cảm nhận được bằng cách điều chỉnh mức cung cấp năng lượng trung bình mà không thay đổi tần số. Đối với các ứng dụng du dương hoặc âm nhạc, hãy lưu ý rằng bộ rung Piezo có băng thông hẹp; dạng sóng phức tạp sẽ không được tái tạo một cách trung thực.
Câu hỏi 5: HNR‑1207 PA6.5 có phù hợp với các ứng dụng PLC công nghiệp 24V không có điện trở giới hạn dòng điện không?
Đúng. Bản chất điện dung của phần tử áp điện có nghĩa là dòng điện tự giới hạn bằng điện kháng chứ không phải điện trở. Ở 24Vp‑p và 4000Hz, dòng điện ước tính vẫn ở mức dưới 1mA — không cần điện trở nối tiếp để giới hạn dòng điện. Tuy nhiên, nên sử dụng điện trở nối tiếp 100–330Ω để giảm tiếng chuông và bảo vệ bóng bán dẫn điều khiển khỏi quá độ tải phản kháng. Đảm bảo mạch điều khiển có thể chịu được mức điện áp 24V; Các chân MCU 3,3V hoặc 5V tiêu chuẩn yêu cầu bóng bán dẫn hoặc bộ ghép quang chuyển mức.
Câu hỏi 6: Bố cục PCB được khuyến nghị để giảm thiểu khả năng ghép tiếng ồn là gì?
Đặt bộ rung cách xa các nút chuyển mạch di/dt cao (bộ chuyển đổi Buck, bộ điều khiển động cơ) để tránh ghép điện dung vào phần tử áp điện. Giữ dấu vết tín hiệu ổ đĩa ngắn và, nếu có thể, định tuyến nó trên lớp bên trong với mặt phẳng nền bên dưới. Một điện trở 100Ω mắc nối tiếp với chân GPIO, được đặt gần MCU, giúp giảm tiếng chuông và EMI. Để bảo vệ ESD, có thể thêm điện trở nối tiếp 1kΩ và tụ điện nhỏ (ví dụ: 100pF) vào đường truyền động.
Để biết các ghi chú về ứng dụng mạch điều khiển, hướng dẫn tích hợp đa điện áp, ví dụ về cấu hình PLC hoặc định giá theo khối lượng trên các dòng sản phẩm 3,3V, 5V, 12V và 24V, hãy liên hệ với bộ phận Hỗ trợ Kỹ thuật MEIDI.
Kỹ thuật ứng dụng MEIDI thường phản hồi trong vòng một ngày làm việc với các ví dụ về mã PLC, sơ đồ dịch cấp điện áp và định giá theo số lượng cho các chương trình hợp nhất nhiều SKU.
Địa chỉ
Số 6, đường Wenlin, thị trấn Chenbao, thành phố Xinghua, tỉnh Giang Tô, Trung Quốc
điện thoại
