12 * 5,5 mm piezoelektrischer passiver Summer

Die HNR-1255-Serie umfasst piezoelektrische passive Summer mit Durchgangsbohrung, die für Systeme entwickelt wurden, bei denen die Versorgungsspannung je nach Produktvariante oder Betriebsbedingungen erheblich schwankt. Mit einem extrem breiten Antriebsbereich von 1–30 V kann eine einzige Komponente alles abdecken, von einzelligen Li-Ionen-Batterien (3,0–4,2 V) bis hin zu 5-V-Logikschienen, 12-V-Kfz-Zubehörschaltkreisen und 24-V-Industriesteuerbussen – wodurch Spannungsregelungsschaltungen entfallen und die globale Stücklistenverwaltung vereinfacht wird.

Diese von MEIDI in der Provinz Jiangsu hergestellten Summer verfügen über eine 12,5 mm große piezoelektrische Keramikmembran – wesentlich größer als die preisgünstigen 9 mm-Varianten – und liefern ≥80 dB Schalldruckpegel bei 4000 Hz mit nur ≤10 mA Stromaufnahme. Die Resonanzfrequenz von 4000 Hz liegt am oberen Rand der menschlichen Hörempfindlichkeitsspitze (2–4 kHz) und sorgt für klare, wahrnehmbare Alarme bei minimalem Energieaufwand. Zwei mechanische Varianten haben die gleiche elektrische Leistung: PA5.0 für bündige Leiterplattenmontage und PA6.5 für erhöhte Abstands- oder Panel-Through-Anwendungen.

Hauptmerkmale

1–30 V Ultra-Wide-Laufwerkskompatibilität – macht Spannungsregelungsschaltungen bei Einzelzellen-Lithium-Ionen-Akkus (3,0–4,2 V), 5-V-Logik-, 12-V-Automobil- und 24-V-Industriebussen überflüssig

4000 Hz auditorische Sweet-Spot-Resonanz – positioniert für maximale menschliche Wahrnehmbarkeit bei minimalem Kraftaufwand; positioniert für maximale menschliche Wahrnehmung bei minimalem Kraftaufwand“

Stromaufnahme unter 10 mA – bei 5 Vp-p, 4000 Hz Rechteckwelle; Ermöglicht den direkten MCU-GPIO-Antrieb und eine längere Batterielebensdauer bei der drahtlosen Messung

12,5 mm Durchmesser aus expandierter Keramik – 54 % größere Membranfläche als 9-mm-Varianten; Eine größere Fläche verbessert theoretisch die akustische Effizienz

Plattform mit zwei Leitungslängen – PA5.0 und PA6.5 teilen sich eine elektrische Stückliste; Die mechanische Auswahl erfolgt beim Zusammenbau ohne Neukonstruktion der Schaltung

Reparaturtolerantes PBT-Gehäuse – widersteht Wellenlöten bei 260 °C und manueller Nacharbeit bei 350 °C; 10-jährige Chargenrückverfolgbarkeit durch Chargencode-Kennzeichnung

Typische Anwendungen

Intelligente Verbrauchszähler – Manipulationswarnungen, Warnungen bei Kommunikationsfehlern und Signaltöne bei niedrigem Batteriestand in Gas-, Wasser- und Stromzählern, die mit 3,6-V-Lithium-Primärzellen betrieben werden

Tragbare medizinische Diagnostik – Testabschlusstöne, Kalibrierungsstatus-Pieptöne und Fehlerwarnungen in tragbaren Glukosemessgeräten und Pulsoximetern

Industrielle Sensornetzwerke – Fehleralarme und Schwellenwertbenachrichtigungen auf 12-V-/24-V-Feldbus-betriebenen IoT-Knoten und Remote-Telemetrieeinheiten

Kfz-Ersatzteilelektronik – 12-V-Zubehörbus-Integration für Parksensoren, Reifendrucküberwachung und Sprachansagen der Dashcam

Batteriemanagementsysteme – akustische Warnungen zu Überladung, thermischem Durchgehen und Zellungleichgewicht in den Schutzschaltungen für Li-Ionen-Akkus

Sicherheitszugangskontrolle – Warnungen bei gewaltsam geöffneter Tür, ungültigem Ausweis und niedrigem Batteriestand in eigenständigen 12-V- oder PoE-extrahierten Stromversorgungskonfigurationen

FAQ

1. Kann ich die HNR-1255-Serie direkt über einen 3,3-V-Mikrocontroller-GPIO-Pin ansteuern?

Ja, innerhalb der aktuellen Grenzen. Bei 3,3 Vp-p verbraucht die kapazitive Last von 12 nF schätzungsweise 6–7 mA bei 4000 Hz – überprüfen Sie dies anhand einer tatsächlichen Messung. Der Schalldruckpegel liegt unter der 5-Vp-p-Spezifikation. Überprüfen Sie die Ausgabe anhand von Beispielen. Für maximale Leistung verwenden Sie einen 5-V-Logikpuffer oder eine Transistortreiberstufe. Der Betriebsbereich von 1–30 V stellt sicher, dass der Summer nicht durch den 3,3-V-Antrieb beschädigt wird; es funktioniert einfach unterhalb der Nennschallleistung.

2. Was ist der praktische Unterschied zwischen PA5.0 und PA6.5 in meinem PCB-Layout?

Die elektrische und akustische Leistung ist identisch. Der Unterschied ist mechanischer Natur: PA5.0 verfügt über eine Standardleitungslänge für die bündige Montage auf der Leiterplattenoberfläche, während PA6.5 verlängerte Leitungen für Anwendungen bietet, die einen größeren Abstand erfordern – wie z. B. das Einführen einer Frontplatte durch eine Blende, Schutzschichtfreiräume oder thermische Luftstromspalte. Beide Varianten haben das gleiche PCB-Lochmuster und die gleiche Sperrzone; Der Austausch erfordert keine Änderung der Schaltung oder des Layouts.

3. Wie schneidet die 4000-Hz-Frequenz im Vergleich zu 2700-Hz-Alternativen in realen Umgebungen ab?

4000 Hz liegen am oberen Rand der menschlichen Hörempfindlichkeitsspitze von 2–4 kHz und sind daher bei leisem bis mäßigem Umgebungslärm (Büros, Wohnungen, medizinische Einrichtungen) besser wahrnehmbar als 2700 Hz. Allerdings durchdringt 2700 Hz hochfrequente Industriegeräusche (Motoren, Kompressoren über 3 kHz) besser. Für Verbraucher-, Medizin- und Büroumgebungen in Innenräumen sorgt 4000 Hz für einen klareren, „dringlicheren“ Klangcharakter. Für Fabrikböden und Motorräume sind 2700 Hz möglicherweise vorzuziehen. Die HNR-1255-Serie ist für das erstgenannte Szenario optimiert.

4. Warum beträgt die Kapazitätstoleranz ±40 % und wie wirkt sich dies auf mein Treiberdesign aus?

Die Kapazität der piezoelektrischen Keramik variiert je nach Materialcharge, Elektrodenfläche und Dielektrikumsdicke. Der Nennwert von 12 nF mit einer Toleranz von ±40 % (7,2–16,8 nF) ist typisch für diese Summerklasse. In der Praxis wurden in der Probencharge 11,7–14,2 nF gemessen. Dimensionieren Sie beim Treiberdesign die Ausgangsstufe für den angegebenen Kapazitätstoleranzbereich. Dimensionieren Sie beim Treiberdesign die Ausgangsstufe für die ungünstigste Last von 16,8 nF bei Ihrer Schaltfrequenz. Bei 4000 Hz erfordern 16,8 nF einen Spitzenladestrom von ~13 mA, was immer noch deutlich innerhalb der Fähigkeiten von Kleinsignaltransistoren liegt. Ein 100-Ω-Vorwiderstand kann den Einschaltstrom begrenzen, wenn der GPIO-Antrieb marginal ist.

5. Kann ich diesen Summer dauerhaft mit 30 V betreiben und wie hoch ist die erwartete Lebensdauer?

Bei dem Maximum von 30 V handelt es sich um eine Überlebensbewertung, nicht um eine Empfehlung für den Dauerbetrieb. Bei 30 Vp-p erfährt das piezoelektrische Element die maximale mechanische Belastung und dielektrische Erwärmung. Für Dauertonanwendungen empfiehlt MEIDI, die Antriebsspannung zu begrenzen oder eine Arbeitszyklussteuerung zu implementieren, um die Elektrodenhaftung und die Keramikintegrität zu bewahren. Für Daten zur Lebensdauer unter bestimmten Betriebsbedingungen wenden Sie sich bitte an MEIDI. Bei kontinuierlichen Alarmanwendungen verlängert die Reduzierung der Spannung oder des Arbeitszyklus die Lebensdauer proportional.