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Nous avons des matériaux spécifiques adaptés aux applications piézoélectriques, mais comment fonctionne exactement le processus ?Avec l'effet piézoélectrique.Le trait le plus unique de cet effet est qu'il fonctionne de deux façons.Vous pouvez appliquer de l'énergie mécanique ou de l'énergie électrique au même matériau piézoélectrique et obtenir un résultat opposé. L'application d'énergie mécanique à un cristal s'appelle un effet piézoélectrique direct et fonctionne comme ceci : Un cristal piézoélectrique est placé entre deux plaques métalliques.À ce stade, le matériau est en parfait équilibre et ne conduit pas de courant électrique. Une pression mécanique est ensuite appliquée au matériau par les plaques métalliques, ce qui force les charges électriques à l'intérieur du cristal à se déséquilibrer.Des charges négatives et positives en excès apparaissent sur les côtés opposés de la face cristalline. La plaque métallique recueille ces charges, qui peuvent être utilisées pour produire une tension et envoyer un courant électrique à travers un circuit. Ça y est, une simple application de pression mécanique, la compression d'un cristal et d'un coup vous avez un courant électrique.Vous pouvez également faire l'inverse en appliquant un signal électrique à un matériau sous forme d'effet piézoélectrique inverse.Cela fonctionne comme ceci : Dans la même situation que l'exemple ci-dessus, nous avons un cristal piézoélectrique placé entre deux plaques métalliques.La structure du cristal est en parfait équilibre. L'énergie électrique est ensuite appliquée au cristal, qui rétrécit et dilate la structure du cristal. Lorsque la structure du cristal se dilate et se contracte, il convertit l'énergie électrique reçue et libère de l'énergie mécanique sous la forme d'une onde sonore. L'effet piézoélectrique inverse est utilisé dans une variété d'applications.Prenez un haut-parleur par exemple, qui applique une tension à une céramique piézoélectrique, faisant vibrer le matériau dans l'air sous forme d'ondes sonores. La découverte de la piézoélectricité La piézoélectricité a été découverte pour la première fois en 1880 par deux frères et scientifiques français, Jacques et Pierre Curie.En expérimentant avec une variété de cristaux, ils ont découvert que l'application d'une pression mécanique à des cristaux spécifiques comme le quartz libérait une charge électrique.Ils ont appelé cela l'effet piézoélectrique.Les 30 années suivantes ont vu la piézoélectricité réservée en grande partie aux expériences de laboratoire et au raffinement ultérieur.Ce n'est qu'à la Première Guerre mondiale que la piézoélectricité a été utilisée pour des applications pratiques dans le sonar.Sonar fonctionne en connectant une tension à un émetteur piézoélectrique.C'est l'effet piézoélectrique inverse en action, qui convertit l'énergie électrique en ondes sonores mécaniques. Les ondes sonores traversent l'eau jusqu'à ce qu'elles touchent un objet.Ils retournent ensuite vers un récepteur source.Ce récepteur utilise l'effet piézoélectrique direct pour convertir les ondes sonores en une tension électrique, qui peut ensuite être traitée par un dispositif de traitement du signal.En utilisant le temps écoulé entre le départ du signal et son retour, la distance d'un objet peut facilement être calculée sous l'eau. Avec le succès du sonar, la piézoélectricité a gagné les yeux avides des militaires.La Seconde Guerre mondiale a encore fait progresser la technologie alors que des chercheurs des États-Unis, de Russie et du Japon travaillaient à la fabrication de nouveaux matériaux piézoélectriques artificiels appelés ferroélectriques.Cette recherche a conduit à deux matériaux artificiels qui sont utilisés aux côtés du cristal de quartz naturel, le titanate de baryum et le titanate de zirconate de plomb. La piézoélectricité aujourd'hui Dans le monde actuel de l'électronique, la piézoélectricité est utilisée partout.Demander à Google l'itinéraire vers un nouveau restaurant utilise la piézoélectricité dans le microphone.Il y a même un métro à Tokyo qui utilise la puissance des pas humains pour alimenter des structures piézoélectriques dans le sol.Vous trouverez la piézoélectricité utilisée dans ces applications électroniques : Actionneurs Les actionneurs utilisent la piézoélectricité pour alimenter des appareils tels que des machines à tricoter et à braille, des caméras vidéo et des smartphones.Dans ce système, une plaque métallique et un dispositif actionneur prennent en sandwich un matériau piézoélectrique.Une tension est ensuite appliquée au matériau piézoélectrique, qui se dilate et se contracte.Ce mouvement entraîne également le déplacement de l'actionneur. Haut-parleurs et buzzers Les haut-parleurs utilisent la piézoélectricité pour alimenter des appareils tels que des réveils et d'autres petits appareils mécaniques qui nécessitent des capacités audio de haute qualité.Ces systèmes tirent parti de l'effet piézoélectrique inverse en convertissant un signal de tension audio en énergie mécanique sous forme d'ondes sonores. Conducteurs Les pilotes convertissent une batterie basse tension en une tension plus élevée qui peut ensuite être utilisée pour piloter un dispositif piézo.Ce processus d'amplification commence par un oscillateur qui produit des ondes sinusoïdales plus petites.Ces ondes sinusoïdales sont ensuite amplifiées avec un amplificateur piézo. Capteurs Les capteurs sont utilisés dans une variété d'applications telles que les microphones, les guitares amplifiées et les équipements d'imagerie médicale.Un microphone piézoélectrique est utilisé dans ces appareils pour détecter les variations de pression dans les ondes sonores, qui peuvent ensuite être converties en un signal électrique pour le traitement. Pouvoir L'une des applications les plus simples de la piézoélectricité est l'allume-cigare électrique.Une pression sur le bouton du briquet libère un marteau à ressort dans un cristal piézoélectrique.Cela produit un courant électrique qui traverse un éclateur pour chauffer et enflammer le gaz.Ce même système d'alimentation piézoélectrique est utilisé dans les grands brûleurs à gaz et les fours. Moteurs Les cristaux piézoélectriques sont parfaits pour les applications qui nécessitent une précision précise, comme le mouvement d'un moteur.Dans ces dispositifs, le matériau piézoélectrique reçoit un signal électrique, qui est ensuite converti en énergie mécanique pour forcer une plaque de céramique à se déplacer. La piézoélectricité et le futur Quel avenir pour la piézoélectricité ?Les possibilités ne manquent pas.Une idée populaire que les inventeurs lancent est d'utiliser la piézoélectricité pour la récupération d'énergie.Imaginez avoir des dispositifs piézoélectriques dans votre smartphone qui pourraient être activés par le simple mouvement de votre corps pour les maintenir chargés. En pensant un peu plus grand, vous pouvez également intégrer un système piézoélectrique sous la chaussée de l'autoroute qui peut être activé par les roues des voitures en déplacement.Cette énergie pourrait ensuite être utilisée pour allumer les feux rouges et autres appareils à proximité.Ajoutez à cela une route remplie de voitures électriques et vous vous retrouveriez dans une situation d'énergie positive nette.  

Qu'est-ce qu'un transducteur à ultrasons ? Un transducteur à ultrasons est un instrument qui mesure la distance à un objet à l'aide d'ondes sonores ultrasonores.Un transducteur à ultrasons utilise un transducteur pour envoyer et recevoir des impulsions ultrasonores qui relaient des informations sur la proximité d'un objet.Les ondes sonores à haute fréquence se reflètent à partir des limites pour produire des modèles d'écho distincts. Comment fonctionne le transducteur à ultrasons. Les capteurs à ultrasons fonctionnent en envoyant une onde sonore à une fréquence supérieure à la plage d'audition humaine.Le transducteur du capteur agit comme un microphone pour recevoir et envoyer le son ultrasonique.Notreultracapteurs soniques, comme beaucoup d'autres, utilisent un seul transducteur pour envoyer une impulsion et recevoir l'écho.Le capteur détermine la distance à une cible en mesurant les laps de temps entre l'émission et la réception de l'impulsion ultrasonore. Le principe de fonctionnement de ce module est simple.Il envoie une impulsion ultrasonique à 40 kHz qui se déplace dans l'air et s'il y a un obstacle ou un objet, il rebondira vers le capteur.En calculant le temps de trajet et la vitesse du son, la distance peut être calculée. Pourquoi utiliser un transducteur à ultrasons ? Les ultrasons sont fiables dans n'importe quel environnement d'éclairage et peuvent être utilisés à l'intérieur ou à l'extérieur.Les capteurs à ultrasons peuvent gérer l'évitement des collisions pour un robot et être souvent déplacé, tant qu'il n'est pas trop rapide. Les ultrasons sont si largement utilisés qu'ils peuvent être mis en œuvre de manière fiable dans les applications de détection de silos à grains, la détection du niveau d'eau, les applications de drones et les voitures de détection dans votre restaurant ou votre banque locale. Les télémètres à ultrasons sont couramment utilisés comme dispositifs pour détecter une collision. Les capteurs à ultrasons sont mieux utilisés dans la détection sans contact de : Présence Niveau Position Distance Les capteurs sans contact sont également appelés capteurs de proximité. Les ultrasons sont indépendants de : Lumière Fumée Poussière Couleur Matériau (sauf pour les surfaces douces, c'est-à-dire la laine, car la surface absorbe l'onde sonore ultrasonique et ne réfléchit pas le son.) Détection à longue distance de cibles aux propriétés de surface variées. Les capteurs à ultrasons sont supérieurs aux émetteurs infrarouges, car ils ne sont pas affectés par la fumée ou les matériaux noirs, cependant, les matériaux mous qui ne reflètent pas très bien les ondes sonar (ultrasons) peuvent causer des problèmes.Ce n'est pas un système parfait, mais il est bon et fiable.

A.Fondement théorique Le mesureur de hauteur à ultrasons est développé sur la base du principe de réflexion. Lors de l'envoi d'un signal d'impulsion, la minuterie intégrée du récepteur est activée et arrêtée lorsque le récepteur capte le signal réfléchi.En calculant la longueur d'onde et le temps passé par le capteur à capter le signal réfléchi, la distance entre le capteur et l'objet, dans ce cas le sol, est mesurée. Concept design: Le mesureur de hauteur à ultrasons se compose de deux modules : le module de détection de distance et le module d'affichage des données. Parmi eux, le module d'affichage des données comprend les éléments suivants : minuterie, écran et processeur de données. La distance est mesurée par un capteur à ultrasons.Il traduit l'intervalle de temps mesuré entre l'envoi et la réception du signal en signal électrique, qui sera ensuite capté et transféré par le convertisseur A/N.Un écran affichera le résultat. B. Structure du système Le mesureur de hauteur à ultrasons est un système de contrôle des microcontrôleurs, et se compose d'un circuit d'émission d'ultrasons et d'un circuit de réception.Le circuit d'émission est constitué d'un circuit et du transducteur situé au port de sortie du circuit d'émission.Le circuit de réception d'ultrasons est composé d'un transducteur, d'un circuit d'amortissement et d'un circuit intégré de réception. Le capteur à ultrasons est un capteur développé selon les propriétés des ultrasons.En utilisant les ultrasons comme outil de mesure, il doit avoir à la fois une émission et une réception d'ondes, et un capteur est nécessaire pour accomplir ce travail.Le capteur à ultrasons est en céramique piézoélectrique, qui peut à la fois émettre et recevoir des ultrasons. Le composant central du capteur à ultrasons est l'entreprise en céramique piézoélectrique à l'intérieur de son boîtier en métal ou en plastique.Les principaux paramètres de ses performances sont la fréquence de travail, la sensibilité et la température de travail. C. Émetteur d'ultrasons Afin de rechercher et d'utiliser les ultrasons, les gens ont conçu et produit une grande variété d'émetteurs d'ultrasons.Ils peuvent être classés en deux types : émission électrique et émission mécanique.La voie électrique est la plus couramment utilisée. Et le principe de fonctionnement de celle-ci peut être trouvé sur wikipedia.