何これ？どう使うの？電子工作DIYが楽しい格安のピエゾ素子をご紹介します！
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- Опубліковано 13 тра 2024
- 便利な使い方がたくさんある、格安のピエゾ素子についてご紹介します！
電子工作が必要になりますが、便利なのでDIYしがいのある部品です！
どうやって使うのか？ピエゾ素子とは？
とある製品を流用する便利な裏ワザとは？
調査・実験してみた結果を個人的な見解と合わせてご紹介します！
今回ご紹介したピエゾ素子はAmazonなどで格安入手可能です。
・ピエゾ素子 27mm径 20個入り 799円(2024/5/14現在)
amzn.to/3QJ3dEv
超音波系のDIYに流用するのはできるだけ大きいものがオススメです。
ニッチ商品につき売り切れ御免！
ただし他にも同じくらいの単価でたくさん売っています！
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これを使うと簡単に任意の周波数とDuty比のパルスを発生させられます！
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タイマーIC555を使うともっと激安に作れます！ - Навчання та стиль
むかし、マザーボードにピエゾのブザーがついていて、マザーボードをたたいたりするとピエゾが高圧を発生してLSIのCMOSを壊してしまうことがありました。この場合にはピエゾに低圧バリスタを並列にしてサージアブソーバにしてましたが、ピエゾよりもバリスタの方が高かったかも。いずれにせよ同一基板にサージに弱い部品がある場合のピエゾ利用は要注意です。
コメント＆詳しい情報ありがとうございます！
下手に衝撃を与えると高電圧が発生するんですね🤔
気をつけたいと思います！
ピエゾを使った昇圧デバイスがあるくらいだからね。
勉強になりました。面白い素子ですね。ありがとうございます。
コメントありがとうございます！
色々な電子工作DIYが考えられるので、面白いです！😄
昔、専門誌に超音波ドライバー回路の記事(SPECIAL？)があったと思うけど、圧電素子に物理的負荷がかかったときに
インピーダンスが変化するらしく、マッチングトランスが必要みたいで
素子までは購入したもののそのまま放置してます
コメント＆情報ありがとうございます！
発電してそうなるっぽいですね！
とても動画を参考にしています、どれを見ても面白いです。
ぜひ、ピエゾ素子を使って超音波洗浄機を作る動画を紹介してほしいです!!
コメントありがとうございます！
そう言っていただけると嬉しいです。
小型の超音波洗浄機は作れないか検討してます！
洗浄機は数十KHzで数十から数百Wの出力がいるからピエゾでは難しいとおもう。
噴霧器とかカッターならMHz台なのでピエゾでも大出力出しやすいからそちらの方がおすすめ。
超音波カッター見てみたいです！リクエストします！
コメントありがとうございます！
以前の動画である程度のところまではいったのですが、今回のやり方でリベンジしてみたいです！😄
ピエゾ素子＝インクジェットプリンターのヘッド部品って思い込みが強かったのですが、いろいろと使えそうですね。参考になりました。
コメントありがとうございます！
今回の方法で色々作れる気がするので、DIYしてみたいです！
電圧かけるとヒッってなる。
叩くとピョンと電圧が出る。
電子工作からインクジェットヘッドから電子制御サスペンションすごいやつですね😊
コメント＆解説ありがとうございます！
想像以上にいろいろなところで使われていると思いました！
ピエゾ素子にLEDを接続して指ではじくと光りますね。
電子ピアノの鍵盤用のピエゾ素子はだとかなり明るく光ります。
安物のスピーカーはツイーターが圧電素子ってことが多いですね。
コメント＆解説ありがとうございます！
とても参考になりました。
電子ピアノの例は発電利用の1つですね！
noise box 作ります。
お疲れ様です。
昭和のおじさんなので、ゲーム&ウォッチのスピーカーを思い出すな～
コメントありがとうございます！
ゲーム＆ウォッチ確かにこれだった記憶があります！
ピエゾ素子って、圧電振動素子の事ですね。
金属薄板の表と裏に反対に伸び縮みする方向に圧電素子を貼ったり形成して電圧を加えるとバイメタルの様にたわんで振動します。
家電機器の喋ったり、ピーやブー音出すスピーカーに使われていますね。
なお、振動すると電圧発生させるのでマイクなどにも使えます。
廉いツイーターで磁石が付いていない物にも使われています。
ツイーターの後ろに磁石の無いものは前がドームでも後ろは圧電素子なんですよね。
この素子を小型化してレコード針を付けた廉価なレコードプレーヤーが昔ありました。
コメント＆解説ありがとうございます！
参考になりました！
面白い素子なんだよなー
応用が凄く高くて流体だけでエネルギーを得ることができるためサイフォ式発電機や風力発電の部分にも使えるし出力エネルギーが交流なのも評価が高い。
コメント＆解説ありがとうございます！
とても参考になりました！
またニッチなものを紹介してくれてありがとうございます。
超音波カッターは30Wとかだから専用の部品を買った方が自作しやすいとは思います。インダクタは自作しやすい部品なのでトロイダルコアとエナメル線を使えば高性能なものが作れますよ。
コメント＆解説ありがとうございます！
参考になりました！
以前住んでいたアパートで低振動の嫌がらせにあっていました。どう考えても隣の親父だろと怒鳴り込んだが証拠が無いので警察沙汰泣き寝入りで悔しい思いでした.
どうしても証拠を掴みたいと振動感知関係のユーチューブ見てたら海外サイトでピエゾ素子使用した振動感知する方法にたどり着きアルドイーノ使って振動が始まると
警報音が鳴る様にしたら嫌がらせが止まりました。
ギターやドラムで使われているだけあって小さな振動でも反応するピエゾ素子で低振動感知装置が手軽に手に入る様になって欲しいものです。
家電色々分解してたまにみかけてたのですが、名前がようやく知れました。
白い部分はセラミックか何かな時もあったり。覚え違いかもしれませんが。
コメントありがとうございます！
家電だとブザー用途でしょうか。
おっしゃる通り、中央の白いところはセラミックでできてますね！🤔
カリンバとかタングドラムとかのピックアップに使えないかと企んでたり～
エフェクターにつなぐと面白そうな気がする感じ～
薄いので意外な場所に仕込めそうで良いですね、なんかオリジナルの電子楽器的なものを作りたいカモ
明和電機のゴムベースとかコルグの電子ドラムでも使ってるっぽいしな～
コメント＆アイデアありがとうございます！
参考になります！
超音波関連の工作は共振のためのキャビティ作りなど金属加工が鍵になるようです。ミニ旋盤に手をだすことになるでしょう。そうしてもらったほうがおもしろいけど。
コメントありがとうございます！
以前のDIY超音波カッターではそこで頓挫してますね。
簡単に振動が何倍もの大きさになるので、共振は難しいですが確かに面白いです！
防犯ブザーってトランスが入っていたのか
大きくなっても良いならイグニッションコイルとかでも行けるかな
電圧を上げたいだけならこのトランスを二個使う手もある
一つで3Vから100Vを作れるなら100Vを9000Vに出来るかもしれない
コメント＆アイデアありがとうございます！
私もバイクのイグニッションコイルに似ていると思いました！
コイルの入力側の両端に通常電流とは逆方向にダイオードをつなぐことで、トランジスタの耐圧は、電源電圧＋数ボルトでよくなりますよ。
コメント＆情報ありがとうございます！
たぶんその高電圧で大きな音を鳴らしているようなので、肝心の音が小さくなる？気もしますが、後で試してみます！
@@kenyakuDIY ＞肝心の音が小さくなる？・・・確かに。
ダイオードを入れると出力側の電圧が下がると思うのでポイント点火のバイクのように
コレクターとエミッターの間にコンデンサーをいてれコレクター電圧を抑えつつ
エネルギーは残すようにすると良いかもしれませんね
耐圧低いと思ってました。どこかのPCにあったファンレスクーラーとか簡単に作れそうですね
コメントありがとうございます！
そうなんです。
せいぜい数十Vかなと思ってました。
どのくらいの高電圧に耐えるのか調べてみたいです！
圧電ブザーって、ピエゾ素子で出来てたのね。
あと、人が歩く時の振動で発電させる実験を思い出した。
コメント＆情報ありがとうございます！
圧電ブザーの中央からチラッと見えますね。
歩いて発電するやり方も多分ピエゾ素子だと思います！🤔
大きな音なのに1Wも消費してないのはすごいですね。普通のスピーカなら5Wくらい消費しますもんね(定格通り消費するのかな)
コメントありがとうございます！
パルスで瞬間的に発生する高電圧を利用しているためと思われます。
普通のスピーカーのような波形ではないですね！🤔
LEDを繋いで、上にボールを落とすと光りますよ。
コメント＆情報ありがとうございます！
発電もできるんですね！🤔
arduinoとかichigojamとかにつないで、音鳴らして遊べますよね
コメントありがとうございます！
マイコン繋いでも面白そうです！
6:10 圧電トランスの実験ですね。
コメント＆解説ありがとうございます！
昔のクリスマスケーキの箱についてたやつ？
コメントありがとうございます！
箱についているシール？のことでしょうか？🤔
@@kenyakuDIY昔 30〜40年ほど前ケーキの箱を開けると光センサーが反応してメロディーが流れる物があったのです。のその音源がこんな感じでした。
今は無いのでしょうかね。
@sktm886 さん
すみません、全然違いましたね😅
それだともろにピエゾ素子っぽいですね！
@@sktm886
音の出る「はがき」の様な誕生日カードが有りました。♥
その、応用ですね。 (笑)
とりあえず1個だけ欲しい時は100均で防犯ブザー買えばええんやね！
コメントありがとうございます！
それが一番ですね！
ピエゾ素子でDIYというと、噴霧器が真っ先に思い浮かぶ。アロマディフューザーとかミストカーテンとか。
コメント＆情報ありがとうございます！
超音波カッターは便利なのですが、使っている内に壊れてしまうのですよね。
ＤＩＹで超音波カッターの修理が可能ならば、助かると思いました。
(超音波カッターその物を作れるのであれば、更に有難いですね)
コメントありがとうございます！
超音波カッターでよく壊れるのはおそらくこのピエゾ素子な気がします！
交換すれば直りそうですが、専用品が多そうなので入手が難しいかもです！
超音波カッターは電磁石式が多いと思います。
かなり力が加わるので圧電素子だと割れて壊れてしまいます。
超音波カッターは昔スズキ自動車でプラスチックバンパーを加工する為に開発してそれが商品化されたと聴いています。
なお、洗濯の汚れ落とす小型の道具には圧電素子使っていた様です。
昔、買いました。 太いペンの先に金属の棒が付いていました。
もしかすると電磁石式かもです。
アリエクスプレスでアラームインダクタと言う3本足のインダクタを売ってますけど、これ使えそうでしょうか？
コメント＆情報ありがとうございます！
それで使えそうです！
圧電ブザーで売ってるものと同じ気がしますが。
NECで一部の機種のドットインパクトプリンターのヘッドには使われていましたよ。
コメント＆情報ありがとうございます！
参考になります。
サイズは決まっているみたいなので、規格みたいなものがありそうですね！
山間部で米をつくってるのですが、鹿よけとかに使えますかね？
コメントありがとうございます！
鹿よけの効果があるかはわかりませんが、最初は近寄らないかもしれません。
鹿よけは電気柵もDIYできないか検討しています！
超音波は志向性が強いので、低周波(音声)で変調すると、特定の方向にだけ音声を送れる、ということをあきずきのキットの説明書で読んだことがあります。
コメント＆情報ありがとうございます！
指向性も強くできるのでしょうか？
面白そうです！
あきずきのキットは超音波スピーカー素子を平面に多数配置して指向性を強めて一方向に超音波を送ることが出来ます。
なお、音声を送るには素子の共振周波数の超音波信号をAM変調して相当な電圧電流を上記の素子アレーに加えます。
50W位加えると数十ｍ届きます。野球などで監督が選手に指示出すことも出来ます。耳元で云われるような感じです。チョー怖い。 (笑)
でも、実は超音波は超強力なので耳に障害が出るかも知れないので、近くで使うことは避けましょう。出力を数Wにすれば大丈夫かもしれませんが、危険です。
なお、私の研究ではこの音声が伝わる原理は超音波が鼓膜などの振動に変化する時に非直線性によってほんの一部が検波されて、音声信号に成る為なので効率が最悪です。強力な超音波が飛び交うので公害に成るかも知れません。
超音波は聴こえないだけですから。コウモリや犬が悶え苦しんで死ぬかもです。
@@yasudan7690 耳がD級アンプのフィルタのような働きをしているんですね。超音波や電磁波は知覚できないけど、大きなエネルギーの場合は気をつけた方がいいですね。Lidarなどは大丈夫なのか心配です。
@@testtestuser6320 さん
D級アンプのPWM信号は音声信号成分と変調波周波数(数百ｋHz)のエネルギーが同じ位有るので、ボイスコイル使ったスピーカーならそのコイルの高周波数減衰除去特性でフィルター無しでも普通に音が出ます。効率も最高です。
しかし、アンプとスピーカーが離れていて電線で繋ぐとＰＷＭ周波数の高次高調波が電磁波と成ってノイズをまき散らすのでAMラジオなどに妨害電波を出すので電波規制法上からLCフィルターが必要になります。スピーカー内蔵のアンプなら配線が短いので不要に出来ます。
一方、AM変調した超音波は超音波の側帯波成分に音声信号成分が有るだけなので、LCフィルターでは何も出力されません。 聴こえない超音波が消えるだけです。
では、なぜ耳に音声信号が聴こえるのか？は
AMラジオの電波が音声信号に成るのと同じで、AM変調高周波の+か-の片方の信号だけをダイオードなどで検波すると、音声信号と高周波信号の混合信号に成るので、電波は聴こえなくて、音声が聴こえると云う事です。
だから、検波が必要不可欠です。
耳の鼓膜などが超音波を受けて振動する時に押される時と引っ張られる時に違なる変位量に成るので、ごく僅かな差が検波動作に成って、ほんの一部のエネルギーが音声信号に成るので聴こえる訳です。
おそらく0.1～0.2％程度でしょう。
博物館等で展示物の見学者だけに聴こえる装置の開発の相談が有ったのですが、強力な超音波の被害から安全を保障できないので没に成りました。 音響フィルターで超音波を消すと音声も消えてしまいました。
だから、超音波伝送音声は実用化しないんです。
ホーンスピーカーやトランペットスピーカーで選挙演説した方が効率が10％以上になりますから。 (笑)
トランスじゃないですかね
トロイダルコアとかに、エナメル線で50:1の巻き線比で作成できませんかね？
でなければ、小信号用のトランスで良さげな巻き線比の物をつかうとか。
コメント＆情報ありがとうございます！
回路的にはトランスにも近いみたいです。
トランスで検索しても全くヒットせず、昇圧コイルなどでかろうじて見つかります。
部品として売っている所は見つかりませんでした！😭
@@kenyakuDIY
なかなか市販品は無いでしょうね。思い出したのですが、代替品というか、キセノン管ストロボなんかで使用するトリガーコイルなども使えるかもしれませんね。
でもDIYとして自作してみて欲しいですね。
一次側はかなり巻かないと直流抵抗が低すぎて短絡してしまいますが。
@user-bjhclk さん
トリガーコイルでもそれっぽいのが出てきました！
しかもこれなら買えるものもありそうです。
ありがとうございます！
@@kenyakuDIY さん
ちょっとググってみたらそのコイルの構造とかマイクロインダクターを2個使った回路図がありました。
www5b.biglobe.ne.jp/~YASUSI/gallery/electronics/060903/060903.htm
大音量で圧電ブザーを鳴らす
参考になればいいですが。
ピエゾの発電量が多ければBluetoothの振動スイッチ＋超薄型骨伝導ヘルメットスピーカー作れるかも？
更にピエゾスピーカーで出した音をピエゾマイクで拾ってマスツー会話の録音も出来る？
ついでにY字に並列で繋いで口元（声帯）マイクもピエゾマイクにすれば外音やノイズに強いモトブログ環境が出来たりして？
コネクタサイズ(Universal diy TYPE-C sound cardみたいな)のモジュール使ってアクションカムに直接挿せたらBluetoothでなくてもいいかも
なーんて妄想が広がる
コメント＆詳しいアイデアありがとうございます！
とても参考になりました。
マイクとスピーカー系のDIYはやりたいです！
１０年前くらいに同じ様な売り方されてたピエゾ素子を一袋、秋月八潮で買ってから一枚arduinoのtoneで音を鳴らしておしまいだったわー、
コメントありがとうございます！
ボリュームアップのやつは、「昇圧インダクタ」で検索すると3本足のものが出てきますが違う物なんでしょうか？
コメントありがとうございます！
おそらくそれもほぼ同じようなものだと思いました。
3本足のものもありますね！🤔
AC100Vでokってことは家庭コンセントにそのまま繋いで60Hzか50Hzの音が聞けるってことですか？
コメントありがとうございます！
試してないのでわかりませんが、何らかの音はなるかもしれません！🤔
ピエゾ素子(圧電素子)はFETで鳴らすんだよ！
30年以上前のラジオ製作雑誌などで
ピエゾ素子を利用した回路製作を
東京電磁化学(現在のTDK！)が
記事提供・掲載していましたよ｡
FMラジオに使ったり，超音波
加湿器に使われたり…。
コメント＆情報ありがとうございます！
参考になりました！
野良猫避けを作って下さい！市販の物は音が小さいのか効果がありません…
コメントありがとうございます！
それはDIYする予定してます！
大昔、ウルトラセブンの警備隊の銃のスピーカーに使われてたな。
コメント＆情報ありがとうございます！
40年ほど前、松下電器の音響機器か映像機器でやたらピエゾを謳ってたことがありました。
何だったのか思い出せません😢😢
コメント＆情報ありがとうございます！
やはり音響系でしょうか？
気になって調べてみたらビデオカメラのオートフォーカスのアクチュエーターに使ってたようです。
どの様な原理なのかサッパリ分かりません。
@@kamoshitamoyashi8531 さん
わざわさありがとうございます！
カメラである超音波モーターに使うのでしょうか、なんとなくそんな気がします！
@@kamoshitamoyashi8531
圧電素子を沢山配置して数個ずつの組で配列して隣り合った素子に順番に電圧を加えると方向指示ランプの様に振動が移動します。
対面する板と磁石で引き合わせることで、波乗りみたいに円板を回転させたり筒を移動させたりできます。 電圧を切ればそこで止まります。
効率の良いステッピングモーターが出来ますね。
松下さんが「ブレンビー」のレンズを横移動させるのに使ったのも似た様な物かも？
格安テスターに入ってるやつですね？
コメントありがとうございます！
テスターの導通ブザーとしても使われてますね！😄
あれは指向性が強いのと１０kHz以上が多いので良く聴こえんのですよ。(笑)
※百均ブザーに付いてる「昇圧インダクタ」って、そもそも短時間しか稼働しないので…発熱や耐久性などは低い製品なんでしょうか？？
コメントありがとうございます！
消費電力的に発熱は大丈夫だと思います。
高電圧なので、ピエゾ素子のほうが少し心配です🤔
防犯ブザー内で100vは吹いたwww
コメントありがとうございます！
まさかの100V超えでした！😅
超音波洗浄機作れませんかね ('ω')
コメントありがとうございます！
小さなものなら出来る可能性はあると思います！
ピエゾと言えば昔、はなわがベースの弾き語りって珍しいスタイルで佐賀県を歌って一世を風靡した頃印象に残ってるのがZO-3ベースPIE-ZOでした。
こんなオモチャみたいなベースにピエゾ付いてんの？すげー！とか言ってたけど安価な部品だったんですね。
しかしピアゾ素子、安いクセに多機能で違う意味ですげーって解りました。
コメントありがとうございます！
用途は想像以上にたくさんありますね！🤔
いわゆる圧電ブザー？
コメントありがとうございます！
そうですね！
インダクタコイルですか?
コメントありがとうございます！
正式名称はよく分かりませんでした！😅
@@kenyakuDIY インダクタコイルという名称でアマゾンに似た形のがあるのでそれかなと思ってました!
Aliなら普通に売ってるのに。
コメント＆情報ありがとうございます！
もう一度調べてみます！
難しく説明しないで、平面のスピーカーとマイクの機能がある素子と言えばよいのに
コメントありがとうございます！
確かにスピーカーとマイクのほうがわかりやすいかもしれませんね！🤔
薄い金属板の裏表に反対方向に伸び縮みする圧電素子を貼り付けた振動板です。
平面状のスピーカーとマイクの機能がある素子です。 (笑)