Der piezoelektrische passive Summer HNR-1207 PA6.5 mit federbelasteten Pogo-Pins ist ein piezoelektrischer passiver Summer mit Durchgangsbohrung, der für batteriebetriebene und Energiegewinnungssysteme entwickelt wurde, bei denen jedes Mikroampere die Laufzeit beeinflusst. Mit einem gemessenen Stromverbrauch von 0,45–0,54 mA bei 5 Vp-p (4000 Hz) liefert diese Komponente einen Schalldruckpegel von ≥80 dB bei weniger als einem Zehntel des Stroms typischer elektromagnetisch aktiver Summer und verlängert so die Batterielebensdauer in tragbaren medizinischen Geräten, tragbaren Monitoren und drahtlosen Sensorknoten erheblich.
Der im MEIDI-Werk Jiangsu hergestellte HNR-1207 PA6.5 verfügt über eine 12,5 mm große piezoelektrische Keramikmembran in einem 7,0 mm hohen Gehäuse und wiegt nur 0,66 g. Seine kapazitive Last (nominal 10 nF) ermöglicht die direkte Ansteuerung der meisten Mikrocontroller-GPIO-Pins ohne externe Transistoren, während der Betriebsbereich von 1–30 V mehrere spannungsspezifische SKUs in einer einzigen Komponente für 3,3-V-, 5-V-, 12-V- und 24-V-Systeme konsolidiert. Das schwarze PBT-Gehäuse widersteht Wellenlöten bei 260 °C und manueller Nachbearbeitung bei 350 °C und unterstützt sowohl die automatisierte Montage als auch die Reparatur vor Ort.
Der HNR-1207 PA6.5 ist ein passiver piezoelektrischer Summer, der eine externe Wechselstromanregung erfordert – typischerweise eine 4000-Hz-Rechteckwelle von einem Mikrocontroller-PWM-Pin, einem Timer-Ausgang oder einem speziellen Treiber-IC. Im Gegensatz zu elektromagnetischen Summern, die eine stromhungrige Spule antreiben, verwendet dieses Gerät ein piezoelektrisches Keramikelement, das sich unter angelegter Spannung verbiegt und eine hauptsächlich kapazitive Last darstellt. Dieser grundlegende Unterschied führt zu einem um Größenordnungen niedrigeren Stromverbrauch: gemessen 0,45–0,54 mA bei 5 Vp-p, verglichen mit 20–30 mA bei elektromagnetisch aktiven Alternativen.
Der ultraweite Betriebsbereich von 1–30 V ist für einen passiven Piezo-Summer außergewöhnlich groß. Bei 3,3 V erzeugt das Gerät einen akustischen Ausgang, der für Annäherungsalarme und Statustöne geeignet ist. Bei 5 V erfüllt es die ≥80-dB-Spezifikation. Bei 12 V oder 24 V steigt der Schalldruckpegel weiter an, während der Strom niedrig bleibt – die kapazitive Natur bedeutet, dass der Stromverbrauch eher mit der Schaltfrequenz als mit der Spannungsamplitude skaliert. Diese Spannungselastizität ermöglicht eine Beschaffungskonsolidierung: Eine einzige Teilenummer bedient 3,3-V-IoT-Knoten, 5-V-Verbrauchergeräte, 12-V-Automobilmodule und 24-V-Industriesteuerungen ohne Spannungsregelschaltung.
Die Resonanzfrequenz von 4000 ± 500 Hz liegt am oberen Rand der menschlichen Hörempfindlichkeitsspitze (2–4 kHz) und erzeugt einen klaren, aufmerksamkeitsstarken Ton, der Umgebungsgeräusche mit minimaler Leistung durchdringt. Die Durchsteckmontage mit polarisierten Stiften gewährleistet die richtige Polarität und mechanischen Halt in vibrationsanfälligen Umgebungen. Die Masse von 0,66 g minimiert die Trägheitsbelastung auf Leiterplattenbaugruppen, ein wichtiger Gesichtspunkt für tragbare und handgehaltene Geräte, bei denen das Massenbudget knapp ist.
Stromaufnahme im Sub-Milliampere-Bereich – gemessen 0,45–0,54 mA bei Nennbedingungen; deutlich geringerer Verbrauch als elektromagnetische Alternativen
Ultraweiter Betriebsbereich von 1–30 V – eine einzelne SKU bedient 3,3-V-, 5-V-, 12-V- und 24-V-Systeme ohne Spannungsumwandlung
10 nF kapazitive Last – direkter MCU-GPIO-Antrieb in den meisten Anwendungen; kein externer Transistor oder Treiber-IC erforderlich
4000-Hz-Klangausgabe – optimale Frequenz des menschlichen Gehörs mit geringer harmonischer Verzerrung durch piezoelektrische Betätigung
0,66 g ultraleichte Masse – minimale Trägheitsbelastung für tragbare, tragbare und vibrationsempfindliche Leiterplattenbaugruppen
Polarisierte Durchsteckmontage – mechanische Halterung und Polaritätsschutz in Industrie- und Automobilinstallationen
| Parameter | Wert | Testbedingungen |
| Produkttyp | Piezoelektrischer passiver Summer | — |
| Nennspannung | 5 V (Vp-p) | Rechteckwelle, 4000 Hz |
| Betriebsspannung | 1 – 30 V (Vp‑p) | Kontinuierlich |
| Tonausgabe | ≥ 80 dB | Bei 5 Vp-p, 4000 Hz, 10 cm |
| Resonanzfrequenz | 4000 ± 500 Hz | Bei Nennspannung |
| Aktueller Verbrauch | ≤ 10 mA | Bei 5 Vp-p, 4000 Hz; gemessen 0,45–0,54 mA |
| Kapazität | 10 ± 40 % nF | Bei 1 kHz, 25 ℃ |
| Betriebstemperatur | -20 ℃ ~ +70 ℃ | Kontinuierlich |
| Lagertemperatur | -30 ℃ ~ +80 ℃ | Nicht betriebsbereit |
| Abmessungen (Durchmesser × H) | 12,5 × 7,0 mm | Nur Körper |
| Gewicht | 0,66 ± 0,2 g | Typisch |
| Gehäusematerial | Schwarzes PBT | UL94 V-0 |
| Montageart | Durchgangsloch | Polarisierte Stifte |
| Löttemperatur (Welle) | 260 ± 5 ℃ | 4–6 s, empfohlen |
| Löttemperatur (manuell) | 350 ± 10 ℃ | 2–5 s, empfohlen |
Tragbare Gesundheitsmonitore – Medikamentenerinnerungen, Sturzerkennungswarnungen und Glukosegrenzwertalarme, bei denen die Batterielebensdauer das wichtigste Designkriterium darstellt
Tragbare medizinische Geräte – Pulsoximeter-Grenztöne, Signaltöne für den Abschluss des Verneblerzyklus und digitale Thermometer-Fieberwarnungen in batteriebetriebenen Instrumenten
IoT-Sensorknoten – Warnungen zu Umgebungsgrenzwerten, Chirps zum Konnektivitätsstatus und Warnungen zur Manipulationserkennung in solarbetriebenen oder drahtlosen Knopfzellensensoren
Intelligente Messsysteme – Benachrichtigungen zu Nutzungsbeschränkungen, Warnungen bei Kommunikationsfehlern und Manipulationswarnungen in batteriegepufferten Versorgungszählern
Kfz-12-V-/24-V-Innenraummodule – Sicherheitsgurt-Erinnerungen, Schlüssel-in-Zündung-Signaltöne und Diagnosetool-Feedback ohne Spannungsregleraufwand
Industrielle 24-V-Bedienfelder – Fehleranzeige, Zyklusabschlusstöne und Endschalteralarme in SPS- und Relais-Logiksystemen
| Design-Herausforderung | HNR-1207 PA6.5-Lösung |
| Die Akkulaufzeit ist die Haupteinschränkung | Eine Stromaufnahme von 0,45–0,54 mA verlängert die Lebensdauer der Knopfzelle im Vergleich zu elektromagnetischen Alternativen erheblich |
| Mehrspannungsproduktfamilie | Eine einzelne 1–30-V-SKU ersetzt 3,3-V-, 5-V-, 12-V- und 24-V-spezifische Summer; reduziert Stücklistenpositionen und Lagerbestände |
| Keine freien MCU-Pins für dedizierten Treiber | 10nF laden Laufwerke direkt von GPIO; kein Transistor, Widerstand oder Induktor erforderlich |
| Tragbares Gewichtsbudget <1g | Mit einer Masse von 0,66 g werden strenge Anforderungen an das Tragen erfüllt, ohne Kompromisse bei der Akustik einzugehen |
| EMV-empfindliche medizinische/HF-Umgebung | Piezoelektrische Betätigung erzeugt kein Magnetfeld; Kein Risiko einer EKG-/EEG-Störung |
Der piezoelektrische passive Summer mit federbelasteten Pogo-Pins nimmt im Akustikportfolio von MEIDI eine deutliche Effizienzstufe ein. Wo bei elektromagnetischen Summern die Einfachheit von Plug-and-Play im Vordergrund steht, tauscht dieser passive Piezo-Summer mit 1–30 V den integrierten Oszillator gegen eine Stromreduzierung um Größenordnungen und Spannungsflexibilität ein. Bei batteriebetriebenen, Mehrspannungs- oder massenbeschränkten Designs rechtfertigt der Effizienzgewinn den Bedarf an externem Antrieb.
MEIDI fertigt den HNR-1207 PA6.5 auf speziellen piezoelektrischen Montagelinien mit automatisierten Keramikbonding-, Elektrodenabschluss- und Frequenzabstimmungsstationen. Unser Produktionsstandort in Jiangsu folgt den Qualitätsmanagementprotokollen nach ISO 9001 und verfügt über eine statistische Prozesskontrolle in jeder Produktionsphase.
Jedes Produktionslos wird einer umfassenden Überprüfung unterzogen:
100 % Kapazitätstest – 10 nF ±40 % Verifizierung bei 1 kHz für die Treiberschaltungsanpassung; Messbereich 11,2–12,5 nF in Produktionsmustern
Resonanzfrequenzabtastung – 4000 Hz ±12,5 % statistische Überprüfung; typischer Messbereich 3900–4080 Hz
SPL-Chargenüberprüfung – mindestens ≥80 dB bei 5 Vp-p, 4000 Hz; gemessener Sample-Bereich 83–86 dB
Validierung des Stromverbrauchs – maximal ≤10 mA; Der gemessene Wert von 0,45–0,54 mA bestätigt die Leistung im Sub-Milliampere-Bereich
Hochtemperaturlagerung – 48 Stunden bei +80 ± 2 ℃ (Lagertest, nicht in Betrieb); Parameterwiederherstellung nach 2-stündiger Umgebungsstabilisierung
Lagerung bei niedrigen Temperaturen – 48 Stunden bei -30 ± 2 °C; verifizierte Aktivierung bei mindestens 1 V
Thermoschockwechsel – 5 Zyklen zwischen -30℃ und +80℃ mit 30-minütiger Verweildauer pro Extrem
Validierung der mechanischen Beanspruchung – sinusförmige Vibration (10–55 Hz, 1,0 mm Amplitude, XYZ-Achsen, 0,5 Stunden kumulativ) und freier Fall aus 75 cm Höhe auf 10 mm Hartholz (3 Stöße)
Feuchtigkeitsbeständigkeit – 48 Stunden bei 50 ± 5 °C / 90–95 % relative Luftfeuchtigkeit, gefolgt von einer zweistündigen Erholung und elektrischen Charakterisierung
Lötwärmebeständigkeit – 250 ± 5 °C für 10 ± 0,5 Sekunden mit 2,0 mm Abstand zwischen Körper und Lötmittel
Verfügbare Zertifizierungen: RoHS, REACH und UL94 V-0 für das PBT-Gehäuse. Die Markierung des Chargencodes auf jeder Einheit ermöglicht eine 10-jährige Rückverfolgbarkeit auf Produktionsdatum, Testaufzeichnungen und Rohmaterialchargen.
F1: Kann der HNR-1207 PA6.5 direkt über einen 3,3-V-Mikrocontroller-GPIO-Pin angesteuert werden?
Ja, in den meisten Fällen. Die kapazitive Last von 10 nF verbraucht schätzungsweise 0,13 mA RMS bei 3,3 Vp-p und 4000 Hz – deutlich innerhalb der 8–20 mA-Kapazität von Standard-MCU-GPIO-Pins. Es ist kein externer Transistor oder Treiber-IC erforderlich. Um maximalen Schalldruck zu erzielen, fahren Sie mit 5 Vp-p, wenn die MCU 5 V-tolerante Pins unterstützt oder über eine 5 V-Schiene betrieben wird. Bei 3,3 V ist der Ausgang für Näherungs- und Statusalarme hörbar, liegt jedoch unter dem Spezifikationsschwellenwert von 80 dB, der bei 5 Vp-p validiert wird.
F2: Wie skaliert der Stromverbrauch mit Spannung und Frequenz?
Der Stromverbrauch in einem piezoelektrischen Summer ist hauptsächlich kapazitiv: I ≈ 2πfCV. Bei konstanter Frequenz skaliert der Strom linear mit der Spannung. Bei 10 Vp-p beträgt der theoretische Strom etwa 1,0 mA; bei 24 Vp-p ca. 2,4 mA – immer noch vernachlässigbar im Vergleich zu elektromagnetischen Alternativen. Durch die Frequenzverdopplung (z. B. 8000 Hz) wird der Strom bei konstanter Spannung verdoppelt. Gehen Sie bei der Batteriebudgetierung von einer Kapazität von 10 nF im ungünstigsten Fall und einer angestrebten Antriebsspannung aus.
F3: Was ist der praktische Unterschied zwischen diesem passiven Piezo-Summer und einem elektromagnetischen aktiven Summer in batteriebetriebener Ausführung?
Der HNR-1207 PA6.5 verbraucht 0,45–0,54 mA gegenüber 20–30 mA für typische elektromagnetische aktive 3-V-Summer – eine 40–60-fache Reduzierung. Für eine CR2032-Knopfzelle (220 mAh) bedeutet dies eine deutlich längere Laufzeit bei intermittierendem Gebrauch. Der Kompromiss besteht in der externen Antriebsschaltung: Der Piezo-Summer benötigt eine 4000-Hz-Rechteckwelle von einem PWM-Pin oder Oszillator, während der aktive Summer nur Gleichspannung benötigt. Bei Designs mit verfügbaren PWM-Ressourcen ist der Effizienzgewinn erheblich.
F4: Kann ich die Antriebsfrequenz für Mehrton- oder lautstärkemodulierte Warnungen variieren?
Ja, in Grenzen. Der maximale Schalldruckpegel liegt bei der Resonanzfrequenz von 4000 Hz. Der Betrieb mit 3500 Hz oder 4500 Hz reduziert die Ausgangsleistung um ca. 6–10 dB. Bei Mehrtonsequenzen erzeugt die Frequenzmodulation innerhalb von ±500 Hz der Resonanz wahrnehmbar unterschiedliche Töne bei gleichzeitig ausreichender Lautstärke. Die Modulation des Arbeitszyklus (25–75 %) variiert die wahrgenommene Lautstärke, indem sie die durchschnittliche Energieabgabe anpasst, ohne die Frequenz zu ändern. Beachten Sie bei melodischen oder musikalischen Anwendungen, dass Piezo-Summer eine geringe Bandbreite haben; Komplexe Wellenformen werden nicht originalgetreu wiedergegeben.
F5: Ist der HNR-1207 PA6.5 für industrielle 24-V-SPS-Anwendungen ohne Strombegrenzungswiderstände geeignet?
Ja. Aufgrund der kapazitiven Natur des Piezoelements ist der Strom durch die Reaktanz und nicht durch den Widerstand selbstbegrenzend. Bei 24 Vp-p und 4000 Hz bleibt der geschätzte Strom unter 1 mA – es ist kein Vorwiderstand zur Strombegrenzung erforderlich. Allerdings wird ein Reihenwiderstand von 100–330 Ω empfohlen, um Überschwingungen zu dämpfen und den Treibertransistor vor reaktiven Lasttransienten zu schützen. Stellen Sie sicher, dass der Antriebsstromkreis dem 24-V-Pegel standhält; Standard-3,3-V- oder 5-V-MCU-Pins erfordern einen Pegelverschiebungstransistor oder Optokoppler.
F6: Welches PCB-Layout wird zur Minimierung der Rauschkopplung empfohlen?
Platzieren Sie den Summer entfernt von Schaltknoten mit hohem di/dt (Abwärtswandler, Motortreiber), um eine kapazitive Kopplung in das piezoelektrische Element zu vermeiden. Halten Sie die Antriebssignalleitung kurz und verlegen Sie sie, wenn möglich, auf einer internen Ebene mit einer darunter liegenden Masseebene. Ein 100-Ω-Widerstand in Reihe mit dem GPIO-Pin, nahe der MCU platziert, reduziert Klingeln und EMI. Zum ESD-Schutz können der Antriebsleitung ein 1-kΩ-Vorwiderstand und ein kleiner Kondensator (z. B. 100 pF) hinzugefügt werden.
Für Anwendungshinweise zu Antriebsschaltungen, Richtlinien zur Mehrspannungsintegration, Beispiele für PWM-Konfigurationen oder Mengenpreise für 3,3-V-, 5-V-, 12-V- und 24-V-Produktlinien wenden Sie sich bitte an den technischen Support von MEIDI.
Die Anwendungstechnik von MEIDI antwortet in der Regel innerhalb eines Werktages mit PWM-Codebeispielen, Spannungsebenen-Übersetzungsschemata und Mengenpreisen für Multi-SKU-Konsolidierungsprogramme.
Adresse
Nr. 6, Wenlin Road, Stadt Chenbao, Stadt Xinghua, Provinz Jiangsu, China
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