Finoo.id – Pengertian Piezoelectric Buzzer, Jenis & Cara Kerjanya. Apabila kalian sering berinteraksi dengan perangkat elektronik, pasti kalian familiar dengan suara ‘bip’ atau ‘ding’ yang sering dihasilkan oleh perangkat tersebut.
Itulah fungsi dari sebuah buzzer, khususnya buzzer piezoelektrik. Namun, apa sebenarnya pengertian buzzer piezoelektrik, bagaimana cara kerjanya, dan apa fungsinya secara rinci? Mari kita telusuri lebih lanjut.
Dalam bidang elektronika, buzzer piezoelektrik adalah komponen yang menghasilkan suara sebagai respons terhadap sinyal listrik yang diberikan. Istilah “piezoelektrik” mengacu pada material yang menghasilkan muatan listrik ketika ditekan atau diberikan tegangan.
Dengan demikian, buzzer piezoelektrik adalah perangkat yang memanfaatkan prinsip ini untuk menghasilkan suara.
Material yang digunakan pada buzzer piezoelektrik dapat berupa kristal, keramik, dan bahkan beberapa jenis plastik. Semua material ini memiliki kesamaan, yaitu mereka dapat menghasilkan muatan listrik ketika ditekan atau diberikan tegangan.
Pengertian Piezoelectric Buzzer
Buzzer listrik merupakan komponen elektronika yang mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
Biasanya, buzzer ini digunakan pada berbagai rangkaian seperti sistem anti maling, alarm jam tangan, peringatan mundur truk, bel rumah, dan perangkat peringatan bahaya lainnya.
Salah satu jenis buzzer yang umum ditemui dan digunakan adalah buzzer piezoelektrik. Hal ini disebabkan karena buzzer piezoelektrik memiliki beberapa kelebihan, seperti lebih terjangkau secara harga, relatif lebih ringan, dan mudah digabungkan dengan rangkaian elektronika lainnya. Buzzer ini juga sering disebut sebagai beeper.
Efek piezoelektrik (Piezoelectric Effect) pertama kali ditemukan oleh dua fisikawan asal Prancis bernama Pierre Curie dan Jacques Curie pada tahun 1880.
Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi buzzer piezoelektrik dan mulai populer digunakan sejak tahun 1970-an.
Fungsi Buzzer Secara Umum
Buzzer berfungsi untuk menghasilkan suara. Penggunaannya dapat bervariasi, mulai dari keperluan rumah tangga hingga sebagai alat penunjang keamanan.
Contoh-contoh perangkat atau alat yang menggunakan buzzer meliputi bel rumah, alarm, sirine untuk truk saat mundur, serta digunakan oleh tukang parkir atau satpam. Buzzer juga digunakan dalam komponen alat anti maling, alat pengatur waktu (timer), dan sebagainya.
Secara bentuk, buzzer ini mirip dengan loudspeaker dan memiliki fungsi yang sederhana.
Cara Kerja Piezoelectric Buzzer
Piezoelectric buzzer, sesuai dengan namanya, adalah jenis buzzer yang menggunakan efek piezoelektrik untuk menghasilkan suara atau bunyi.
Dengan memberikan tegangan listrik pada bahan piezoelektrik, bahan tersebut akan mengalami gerakan mekanis. Gerakan ini kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan bantuan diafragma dan resonator.
Dibandingkan dengan speaker, piezo buzzer relatif lebih mudah digerakkan. Misalnya, piezo buzzer dapat digerakkan hanya dengan menggunakan output langsung dari IC TTL.
Hal ini berbeda dengan speaker yang memerlukan penguat khusus agar dapat menghasilkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia.
Piezo buzzer mampu bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi yang berkisar antara 1-5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi ultrasonik.
Tegangan operasional umum dari piezoelectric buzzer biasanya berkisar antara 3 Volt hingga 12 Volt.
Jenis Jenis Piezoelectric Buzzer
Setelah kita membahas tentang pengertian buzzer piezoelektrik sebelumnya, berikut ini adalah beberapa jenis buzzer piezoelektrik yang dapat kalian ketahui:
1. Piezoelectric Crystal (Kristal Frekuensi)
Piezoelectric Crystal merupakan salah satu komponen buzzer yang dapat menghasilkan bunyi sesuai dengan komposisi dan konstruksi kristalnya.
Komponen ini membutuhkan tegangan AC sinus atau AC blok, osilator, dan driver karena memiliki resonansi frekuensi yang harus dipenuhi agar dapat berfungsi dengan baik.
2. Piezoelectric Buzzer Magnetic
Piezoelectric buzzer magnetic memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan jenis yang pertama. Pada penampilannya, terlihat sebagai bundaran hitam dengan kotak kecil hitam yang bertuliskan “speaker”.
Dalam rangkaian yang terdapat di dalamnya, buzzer jenis ini berfungsi untuk menghasilkan bunyi. Untuk pengoperasiannya, jenis ini memerlukan tegangan AC dan osilator. Contoh perangkat elektronik yang menggunakan buzzer jenis ini adalah komputer dan laptop.
Cara kerjanya melibatkan komponen seperti gulungan kawat tembaga tipis, inti logam, dan membran logam tipis yang memungkinkan untuk terhubung dengan aliran arus listrik yang masuk.
3. Piezoelectric Buzzer Electric Magnetic
Piezoelektrik buzzer elektrik magnetik terdiri dari beberapa komponen kecil. Ini termasuk tegangan DC, osilator internal, dan logam tipis yang bergetar. Hal ini disebabkan oleh adanya polaritas pada terminal plus (+) dan minus (-).
Untuk melengkapi komponen penyusunnya, dibutuhkan sumber daya seperti baterai, adaptor, atau aki. Contoh penggunaan komponen ini adalah pada mini alarm switch.
Sementara itu, rangkaian dari jenis piezoelektrik buzzer elektrik merupakan salah satu jenis komponen buzzer yang memiliki rangkaian operasi yang sederhana.
Urutan tahapan pengoperasian adalah sebagai berikut:
- Tegangan DC: Tahap pertama adalah memberikan tegangan DC ke buzzer.
- Osilator internal: Setelah menerima tegangan, osilator internal di dalam buzzer akan membangkitkan sinyal osilasi.
- Isolasi: Sinyal osilasi kemudian diisolasi dan diteruskan ke komponen selanjutnya.
- Lempengan piezoelektrik: Sinyal osilasi diteruskan ke lempengan piezoelektrik di dalam buzzer.
- Bunyi: Ketika lempengan piezoelektrik menerima sinyal osilasi, itu akan menggetar dan menghasilkan bunyi yang diinginkan.
Dengan demikian, urutan tahapan tersebut menjelaskan bagaimana buzzer bekerja dari pemberian tegangan hingga menghasilkan bunyi.
4. Piezoelectric Buzzer Arduino
Buzzer piezoelektrik Arduino adalah komponen penting dalam rangkaian listrik elektronik untuk mencapai kinerja maksimal.
Ada dua jenis buzzer Arduino, yaitu buzzer aktif dan buzzer pasif, dengan penjelasan sebagai berikut:
- Buzzer Aktif: Ketika diberikan tegangan listrik, buzzer ini dapat menghasilkan suara secara mandiri atau stand alone.
- Buzzer Pasif: Buzzer ini mengatur tinggi-rendahnya suara berdasarkan program. Contohnya adalah speaker dengan komponen kecil Arduino.
Buzzer Arduino memiliki kelebihan dan kekurangan, dengan dipol terinduksi oleh struktur kristal molekul. Buzzer ini juga dipengaruhi oleh tekanan, gaya listrik, dan tegangan listrik.
Ketika arus listrik mengalir, akan terjadi gerakan mekanik yang menghasilkan getaran suara. Namun, prosesnya juga dapat berupa tekanan atau ketukan, yang melibatkan energi mekanik dan listrik. Oleh karena itu, tidak heran jika buzzer jenis ini juga efektif digunakan pada mesin cuci.
Buzzer ini memiliki tiga spesifikasi, yaitu bentuk piezoelektrik berupa tabung hitam untuk menghasilkan bunyi. Pin negatif/buzzer pendek digunakan untuk arus negatif/GND, sementara pin positif/buzzer panjang digunakan untuk arus positif/VCC (5V).
Buzzer piezoelektrik ini juga memiliki dua spesifikasi, yaitu buzzer aktif dengan rangkaian osilator-tegangan DC-bunyi dengan nada yang sama, dan buzzer pasif dengan rangkaian khusus-pengatur frekuensi-arduino atau mikrokontroler dengan nada yang bervariasi.
Ketika diberikan tegangan DC, buzzer ini tidak akan mengeluarkan suara karena memiliki tiga kualitas yang harus dipenuhi. Misalnya, tegangan 3V-12V DC2, resistansi 16 Ohm, dan 3/16R. Ukuran komponen buzzer ini adalah 12 mm dengan ketebalan 8,5 mm, menghasilkan suara dengan kekuatan 80-85 dB.
Buzzer Arduino ini memiliki variasi warna tergantung pada jenisnya. kalian dapat melihat contoh program buzzer Arduino sebagai berikut:
Program Arduino Secara Umum
Program umum ini akan menggunakan beberapa komponen pelengkap berikut:
- Arduino Uno dan kabelnya.
- Perangkat lunak (software).
- Sumber tegangan 5V.
- Kabel penghubung.
Untuk konfigurasi pin pada Arduino, terdapat 6 pin yang dapat terhubung ke buzzer. Pada buzzer, terdapat kutub positif/kaki panjang yang akan dihubungkan dengan salah satu pin Arduino. Sedangkan pin GND pada Arduino akan dihubungkan dengan kutub negatif/kaki pendek pada buzzer.
Program Arduino Ultrasonik HC-SR04
Arduino ultrasonik HC-SR04 terdiri dari 6 jenis komponen yang bekerja secara bersama-sama. Berikut ini adalah komponen-komponen tersebut:
- Arduino Uno + kabel.
- Perangkat lunak Integrated Development Environment (IDE).
- Sumber tegangan 5 Volt.
- Kabel jumper.
- Breadboard.
- Sensor ultrasonik HC-SR04.
Keenam komponen arduino ultrasonik ini saling terhubung untuk menghasilkan nada atau suara sebagai hasil akhir dari prosesnya.
Program Arduino Push Button
Ada 6 komponen program yang dapat kalian gunakan untuk program ini. Keenam program ini akan dipasang untuk menghasilkan nada yang diinginkan.
Berikut ini adalah beberapa komponen yang paling umum diketahui:
- Arduino Uno + kabel.
- Perangkat lunak (software).
- Sumber tegangan 5 Volt.
- Kabel penghubung.
- Tombol tekan (push button).
- Sensor ultrasonik HC-SR04.
Keenam komponen ini akan digunakan secara bersama-sama dalam program untuk menghasilkan nada yang diinginkan.
Bentuk dan Simbol Piezoelectric Buzzer
Kegunaan Piezoelectric Buzzer
Piezoelectric buzzer memiliki berbagai kegunaan, terutama dalam perangkat atau rangkaian elektronika yang membutuhkan bunyi nada (tone).
Beberapa kegunaannya antara lain pada peralatan medis, alat instrumentasi elektronika seperti multimeter dan osiloskop, bel rumah, alarm, dan bahkan jam tangan banyak yang menggunakan buzzer piezoelektrik.
Pada perangkat yang hanya memerlukan bunyi “beep” dan variasinya, penggunaan buzzer piezoelektrik lebih efisien dibandingkan dengan loudspeaker konvensional karena ukurannya yang kecil dan kebutuhan daya output audio yang rendah.
Hal ini juga berdampak pada konsumsi daya baterai yang lebih hemat. Oleh karena itu, buzzer piezoelektrik banyak digunakan dalam perangkat kecil seperti jam tangan.
Namun, dengan perkembangan zaman, penggunaan buzzer piezoelektrik juga semakin banyak diterapkan pada perangkat kecil seperti smartwatch.
Meskipun demikian, konsumsi daya yang dibutuhkan oleh buzzer piezoelektrik tetap lebih efisien. Selain sebagai output bunyi, buzzer piezoelektrik juga dapat digunakan sebagai input yang mengubah energi gerakan akustik atau instrumen menjadi energi listrik.
Penggunaannya meliputi sensor drum elektrik, sistem pendeteksi gelombang sonar, alat instrumen pengujian akustik, mikrofon, dan lain-lain.
Buzzer piezoelektrik umumnya dapat menghasilkan nada dengan rentang frekuensi audio antara 1 kHz hingga 20 kHz. Selain itu, buzzer piezoelektrik juga dapat mencapai frekuensi hingga 50 kHz, yang termasuk dalam kategori ultrasonik.
Tegangan rata-rata yang dibutuhkan oleh buzzer piezoelektrik adalah sekitar 3 Volt hingga 12 Volt, dengan arus tidak lebih dari 50 mA.
Karakteristik Piezoelectric Buzzer
Piezoelectric adalah komponen yang terbuat dari bahan yang sensitif terhadap tekanan mekanik tertentu.
Ketika piezoelectric ditekan, di kedua ujungnya akan menghasilkan muatan listrik yang sesuai dengan besar tekanan yang diberikan. Hal ini terjadi karena dimensi bahan piezoelectric mengalami perubahan.
Sebaliknya, ketika arus listrik diberikan pada piezoelectric dengan sinyal tertentu, akan menghasilkan frekuensi nada (beep tone) yang sesuai dengan sinyal tersebut.
Untuk menghasilkan sinyal bunyi ini, diperlukan driver seperti transistor untuk memperkuat sinyal yang diberikan.
Piezoelectric yang berfungsi sebagai output ini disebut sebagai piezoelectric buzzer. Biasanya, piezoelectric buzzer yang tersedia di pasaran sudah memiliki driver yang terintegrasi, sehingga kita hanya perlu mengalirkan arus pada buzzer tersebut.
Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa piezoelectric memiliki dua karakteristik dasar, yaitu dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dan sebaliknya. Oleh karena itu, komponen ini dapat digunakan baik sebagai input maupun sebagai output.
Baca Juga :
- Pengertian Optocoupler, Prinsip Kerja, Fungsi dan Jenisnya
- Pengertian LED (Light Emitting Diode) Cara Kerjanya Lengkap
- Pengertian Sensor Suhu, Jenis, Fungsi dan Cara Kerjanya
- Pengertian Band Stop Filter, Rangkaian dan Cara Kerjanya
Penutup
Sebagai penutup, pengertian piezoelectric buzzer memang bukan hal yang biasa kita dengar sehari-hari. Meski begitu, komponen ini telah menjadi bagian integral dari banyak perangkat elektronik yang kita gunakan setiap hari.
Dari alarm jam tangan hingga sistem navigasi mobil, piezoelectric buzzer terus memberikan kontribusi yang tak terhingga bagi kemajuan teknologi.
Inovasi dalam teknologi piezoelectric juga terus berkembang, membuka potensi baru untuk aplikasi dan kegunaan yang lebih luas lagi.
Dengan memahami dasar pengertian dan prinsip kerja dari piezoelectric buzzer, kita bukan hanya mendapatkan pengetahuan baru, tetapi juga mendapatkan apresiasi yang lebih dalam terhadap keajaiban teknologi yang tersembunyi dalam keseharian kita.
Demikianlah artikel finoo.id yang mmebahas tentang Pengertian Piezoelectric Buzzer, Jenis & Cara Kerjanya. Semoga artikel dapat bermanfaat dan terimakasih telah membaca artikel kami.
