Home / Elektronik / Piezokristalle

Piezokristalle

Piezokristalle haben die erstaunliche Eigenschaft bei gerichteter mechanischer Verformung eine Spannung aufzubauen. Gerichtet ist in diesem Zusammenhang als nicht von allen Seiten gleichmässig zu verstehen, z.B. von nur 2 Seiten wenn der Kristall eingeklemmt wird.

Anwendung finden sie z.B. in Piezofeuerzeugen, wo sie beachtliche Funken erzeugen, die dazu diene das Feuerzeuggas zu entzünden.
Der Effekt ist allerdings auch umkehrbar, das heißt bei anlegen einer Spannung verformen sich die Kristalle. Diese verformung ist aber sehr sehr gering. Anwendung findet dies z.B. in Mikroaktuaktoren von Rastertunnelmikroskopen oder in HiFi Schallwandlern.

Eine Genau erklärung des Effektes ist hier zu finden:
www.piezoeffekt.de HP von Christine Oberndörfer

Für die Robotik haben Piezos die Bedeutung von

Sensoren

  • Drucksensoren
  • Schalabnehmern

Aktuatoren

  • Motoren (Piezomotoren) meist als Linearantrieb
  • Mikroaktuatoren, z.B. zum Handling von Hauchdünnen Silizium-Wafern
  • Normale Aktuatoren z.B. als Ossziliernde Säge
  • Tongeber

f2ae78724ee30ff74eee2b3aa97d1379

Bei pollin gibt es (oder gab es, das Angebot ist nie Langfristig) kleine Piezokerne für ein paar Cent das Stück. Ich habe es mir nicht nehmen lassen gleich 10 Packungen á 10 Stück (also 100 Stück) zu kaufen.

Die Piezo haben laut Angaben eine mechanische Resonanzfrequenz von 107kHz und sind eigentlich recht groß und unscheinbar. Man sieht ihnen ihre besonderen Eigenschaften nicht eigentlich nicht wirklich an. Doch der Schein trügt!

Schließt man diese Piezos an ein herkömliches multimeter an, so kann man durch leichtes Pressen zwischen den FIngern Leicht Spannungeimpulse zwischen 50mV und 70mV (nur durch starkes Drücken zu erreichen) erzeugen. Werte im Bereich 500mV bis 5V Spitze sind nur mit einer Schraubzwinge zu erreichen.

ca7fe0ecc763ba9183905934d5c42378

Die Piezos zu verlöten ist allerdings nicht ganz einfach. SIe besitzen nur 2 mit Lötzinn bedampfte Flächen auf die man die Kontakte Auflöten kann. Für Testzwecke ist das völlig ausreichen, allerdings möchte man die Piezokerne ja schließlich als Sensoren verbauen und man benötigt eine definierte Druckfäche die möglichst eben sein sollte. Meine Methode sieht folgendermassen aus: 2 Streifen Kupferplatinen werden benutzt um den Piezo einzuquetschen. Dies sollte mit so etwas ähnlichem wie einem Elektronikschraubstock geschehen. Dann lötet man einfach muter Drauf los und lässt das (reichliche) Lötzinn durch Kapilarkräfte zwischen Kupfer und Piezo saugen.
6359db2518f8dde2598a121e0813f1c9
Die Spannung ist gewiss nicht weiter gefährlich, da es sich um (eine Art) statische Ladung handelt. Allerdings dürfte sie für die eine oder ander Mikrokontroller gesteuerte Lötstation das Aus bedeuten oder aber jede Art von Auswertungsschaltung Zerstören. Hinweis: wird der Piezo entladen während er heiß ist, baut er beim Abkühlen eine vergleichbare Ladung (mit negativen Vorzeichen) auf. Also beim Löten immer aus der Schaltung ausbauen und am Besten die Enden kurzschließen! Die Kupferplatinen sind von daher sinnvoll, da man so eine Ebene Fläche hat auf die Eine Kraft wirken kann. Hat man den Dreh erstmal raus, kann man damit recht gescheite kleine Module bauen.

39deb02d02f6a76d870e2bfffacd38d3
In meinem etwas „engagiertem“ Bestreben die 5V Marke mit Karacho zu durchbrechen habe ich festgestellt wie brüchig de Verbindung an den Lötstellen ist. Und das Obwohl ich nur auf Druck belastet habe, nicht auf Zug.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

* Die Checkbox für die Zustimmung zur Speicherung ist nach DSGVO zwingend.

Ich stimme zu.

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.

x

Check Also

An Arduino Unu with the word Assembler superimposed

Arduino Assembler: Einführung

Was hat es mit Assembler überhaupt auf sich? Kurz gesagt, ist der Unterschied zwischen Assembler ...