SMD ブザーパッシブは、内部発振器や電源を必要とせずに、どのようにして音を生成するのですか?

SMD ブザー パッシブは、圧電効果を利用して音を生成します。外部の電気信号により、ブザー内の圧電素子に物理的機械振動が引き起こされます。独自に音を生成する内部発振器を備えたアクティブ ブザーとは異なり、パッシブ ブザーは外部信号 (通常はマイクロコントローラーまたはその他の電子機器からの信号) に完全に依存して駆動します。これがどのように機能するかを段階的に説明します。

1. 圧電素子
のコアコンポーネント SMDブザーパッシブ は圧電素子です。圧電材料 (多くの場合セラミック) の薄くて平らな部分で、電流が流れると形状が変化するという特別な特性を示します。これが圧電効果の本質です。材料は、印加される電圧の極性に応じて伸縮します。

2. 外部電気信号の印加
ブザーを鳴らすには、圧電素子に電力を供給する外部信号が必要です。これは通常、交流 (AC) 信号、またはより一般的には、マイクロコントローラー、サウンドジェネレーター回路、またはその他の電子システムなどの外部ソースによって生成される方形波です。

交流信号が印加されると、電圧の極性が周期的に変化します。電圧が交互になると、信号と同じ周波数で圧電素子が伸縮します。
この外部信号の周波数によって、ブザーが発する音のピッチが決まります。たとえば、より高い周波数の信号により圧電素子がより速く振動し、より高いピッチの音を生成し、より低い周波数の信号によりより低いピッチの音を生成します。

3. 機械的振動により音が発生する
圧電素子が振動（または変形）すると、空気中に圧力波が発生し、それが音として認識されます。基本的に、要素が振動すると、周囲の空気分子を押したり引いたりして、音波を生成します。

圧電素子の変形量も音の大きさに影響します。外部信号の電圧が高くなるほど素子の変形が大きくなり、音が大きくなります。
圧電素子の形状とサイズも、音の生成の周波数範囲と効率に影響します。

4. 外部回路制御
SMD ブザーパッシブには発振器が内蔵されていないため、単独で音を鳴らすことはできません。サウンドを制御するには外部回路が必要です。この制御回路は通常、次のようになります。

(方形波またはその他の交流信号を生成することによって) 周波数を生成します。
圧電素子を駆動するために必要な電圧を供給します。
信号の周波数を変更することでトーンを変調し、信号の振幅を変更することで音量を調整できます。
たとえば、マイクロコントローラーまたはタイマー IC は特定の周波数の方形波を生成し、それをブザーに送信できます。周波数を調整することで、システムは音のピッチを変更し、アプリケーションのニーズに応じてブザーから異なる音を鳴らすことができます。

5. なぜ受動的なのか
このタイプのブザーがパッシブ ブザーと呼ばれる理由は、それ自体で音を生成するために必要なコンポーネント (内部発​​振器やマイクロチップなど) が備わっていないためです。代わりに、外部回路に依存して電気信号を提供します。これにより、ブザーはアクティブ ブザーよりもシンプルになり、多くの場合安価になりますが、機能するには外部信号源が必要になることも意味します。

6. アプリケーション
SMD パッシブ ブザーは、シンプルな音声アラートが必要なデバイスでよく使用されます。例としては次のものが挙げられます。

アラーム (ドアベル、タイマーなど)。
インジケーター (例: エラーや通知を知らせるための電子機器や電化製品内)。
おもちゃ (効果音の作成に使用)。
組み込みシステム (マイクロコントローラーがトーンでユーザーに警告する必要がある場合など)。

7. SMDパッシブブザーの利点
低消費電力: ブザーには発振器が内蔵されていないため、消費電力が少なく、これは電池駆動のデバイスでは利点となります。
柔軟なサウンド制御: 外部信号発生器により、トーン変調の点で柔軟性が得られます。ブザーに送信される信号を調整することで、音のピッチ、リズム、長さをプログラムで簡単に制御できます。
コンパクトでコスト効率が高い: SMD (表面実装デバイス) ブザーは小型で軽量なので、スペースが重要なコンパクトな電子回路に最適です。

8. 制限事項
外部信号がないと音は生成されない: 主な欠点は、ブザーが独立して動作できないことです。外部駆動信号が必要です。したがって、それを制御する電子回路の設計が重要です。
音量制限: 圧電素子の性質により、パッシブ ブザーはアクティブ ブザーほど大きくない場合がありますが、多くの用途には十分です。