Conhecendo a Fundo o Buzzer

Olá ! Antes de começarmos, gostaria de lhe perguntar algo simples… Você sabe o que é um buzzer ?

Caso desconheça, estou aqui para fazer as apresentações ao nosso querido e bastante utilizado componente.

Buzzer é um dispositivo eletrônico capaz de gerar frequências sonoras. Bastante utilizado em alarmes e até mesmo no seu microondas. Isso mesmo ! Sabe aquele beep que você ouve quando pressiona os botões para selecionar o tempo de preparo dos alimentos ? É o som gerado pelo nosso colega.

Esse dispositivo gera frequências que estão na faixa de 1 a 7 khz, o que é um som bastante agudo. Sendo assim, para você ter uma ideia, e frequência da voz humana falada gira em torno dos 250 hz, no máximo. Logo, você deve perceber quão agudo é o som. Deste modo, o dispositivo se mostra eficiente em termos de sinalização, pois seu som dificilmente passará despercebido depois de acionado. As campainhas piezoelétricas têm uma frequência ressonante mais alta (de 2 a6 kHz), enquanto as campainhas magnéticas têm uma frequência ressonante mais baixa (1 a 3 kHz).

Outros dispositivo também são capazes de gerar sinais sonoros como, por exemplo: as campainhas mecânicas (despertador antigo), campainhas piezoelétricas (calculadoras), eletromagnéticas e etc.

Tipos de buzzer

Existem dois tipos de buzzer: os ativos e os passivos. Ok. Mas, qual a diferença entre os dois ?

Ativo

Buzers ativos são, basicamente, os dispositivos que não necessitam de circuitos externos para que o dispositivo possa gerar um som. Logo, para produzir som é necessário somente fornecer a alimentação apropriada para o dispositivo.. Desde já, o circuito em seu interior irá gerar as vibrações no diafragma para, assim, produzir o som. Portanto, seu uso é bastante simples e sem complicações. Então, uma das suas desvantagens é o fato de não ser possível produzir sons diferentes, pois sua frequência de operação é fixa.

Então, imagine que você projete um dispositivo com teclado. Ao pressionar cada botão, será gerado um som de beep  e no final do setup seja dado um beep com um som diferente. Assim, não seria vantajoso para o projeto usar mais de um buzzer para produzir diferentes sons. Logo, seu projeto seria mais dispendioso em termos de custo e espaço em uma pcb.  É aí que entra o buzzer passivo.

Passivo

Diferente do buzzer ativo, este dispositivo passivo necessita de um circuito externo para que seja possível gerar algum som. Assim, a frequência do som dependerá das características desse circuito externo. Dessa forma, o buzzer passivo é uma ótima escolha, pois poderá produzir múltiplos sons, como em uma melodia, por exemplo. Neste link utilizamos o Módulo buzzer passivo para produzir músicas.

Dentre essas duas categorias principais, temos buzzers que se diferenciam pelo modo de funcionamento, dependendo de como são construídos internamente. Não faz ideia de como funciona um ? Então, veja a lista a seguir com os dois tipos bastante usados atualmente !

Buzzer piezoelétrico

Para entendermos melhor como ele funciona, primeiro teremos que conhecer o efeito piezoelétrico. Basicamente, é  um efeito da física que determina o comportamento de cristal submetidos a deformações. Portanto,  possibilita fabricar um componente tão compacto e barato devido sua simpicidade.

Efeito piezoelétrico

Este efeito se resume basicamente em dois comportamentos:

1 – Geração de uma tensão elétrica nas faces de um cristal quando o mesmo é deformado (quando comprimido, por exemplo).

2 – Deformação do cristal quando suas faces são submetidas a uma tensão (situação inversa à anterior).

Em um dispositivo sonoro, o efeito que ocorre é o descrito no item 2, em que sinais elétricos são usados para causar deformações no formato do cristal que está dentro do buzzer.

Veja na imagem a seguir como ocorre:

Veja que o comportamento do cristal depende da polaridade da tensão aplicada em seus lados. Assim, é possível controlar o modo com que o mesmo vibra. Você pode pensar: “Ok. Mas como isso produz som ?”

Geralmente uma membrana metálica está conectada ao cristal, o que faz com com que o ar envolta desta membrana vibre. Assim, é produzido o som que chega ao seus ouvidos. A imagem a seguir mostra a composição desse tipo de buzzer:

Observe que há poucas partes que o compõem, o que possibilita o surgimento de dispositivos mais compactos e baratos.

Buzzer eletromagnético

Este tipo de buzzer tem o seu funcionamento baseado no mesmo princípio dos alto falantes convencionais, inclusive os alto falantes usados nos seus fones de ouvido. Veja na próxima figura a estrutura de um buzzer deste tipo:

Uma corrente elétrica magnetiza uma bobina condutora, em que essa bobina se encontra dentro da circunferência de um imã permanente anelar. Desse modo, teremos um imã com campo eletromagnético variável (a bobina) dentro do campo de ação de um imã permanente. Logo, teremos efeitos de repulsão e atração entre esses imãs devido à variação do sinal enviado, implicando em deslocamentos da bobina de cobre no interior do alto falante. Tendo em consideração que a bobina está presa ao diafragma, a movimentação da bobina implica em uma movimentação do diafagma também. Logo, ondas sonoras são produzidas com o deslocamento de ar em alta frequência.

Como escolher o tipo ideal ?

Ao escolher uma campainha, é importante considerar os parâmetros elétricos e físicos necessários. Assim, é preciso determinar se você precisa de um buzzer ativo ou passivo, verificar a voltagem de operação e o consumo de corrente.

Conclusões

Hoje vimos algumas noções básicas envolta de um buzzer. Assim, pudemos notar que o buzzer piezoelétrico é mais simples que um eletromagnético e que possui menos partes que o formam. Vimos também a escolha do tipo dependerá de sua aplicação, tornando importante os parâmetros a serem avaliados.

Então, o que achou da postagem de hoje ? Não se esqueça de deixar sua avaliação nos comentários !