Berapa volt yang dapat digunakan oleh speaker 1 Watt 8 ohm?

Saya sedang mengerjakan proyek Arduino dan suaranya terlalu rendah karena pin keluaran pada Arduino UNO saya hanya 40 mA. Saya dapat menghubungkan transistor NPN untuk memperkuat suara, tetapi saya tidak ingin meledakkan speaker. Berapa voltase yang bisa ditangani oleh speaker 1 watt 8 ohm?

Ini dapat mengambil daya 1W. Tegangan bukanlah masalahnya.

Lebih dari 1W dan koil akan menjadi terlalu panas dan meleleh.

Itu 8Ω. Lihatlah dari sudut pandang DC. Itu berarti kita dapat menggunakan Hukum Ohm sederhana untuk memeriksanya.

Anda memiliki 1W dan 8Ω. Ada dua rumus yang menggabungkan kedua nilai tersebut:

$P=I²R$

dan

$P=\frac{V²}{R}$

Kami tertarik pada voltase, jadi atur ulang yang kedua untuk diberikan:

$V=\sqrt{P×R}$

Jadi 1W melalui beban 8Ω harus 2.83V. Atur ulang yang sekarang, jadi:

$I=\sqrt{\frac{P}{R}}$

dan kami mendapatkan hasil imbang saat ini dari .354A, atau 353.55mA.

Fakta bahwa port IO Anda terbatas pada 40mA (Itu adalah maksimum absolut - Atmel tidak merekomendasikan lebih dari 20mA), artinya:

$P=VI = 0.2W$ , itulah sebabnya speaker Anda tidak meleleh dan tidak terlalu keras.

Jadi apa yang kamu mau?

Nah, Anda ingin 2.83V di speaker Anda dengan arus tidak terbatas tersedia, atau tegangan tidak terbatas tersedia dengan arus 353,55mA. Yang pertama lebih mudah dicapai, jadi kami akan melakukannya.

Pembagi tegangan sederhana dapat membatasi tegangan hingga 2.83V. Rumus

$V_{OUT}=\frac{R_2}{R_1+R_2}V_{IN}$ dapat diatur ulang untuk diberikan:

$R_1=R_2(\frac{V_{IN}}{V_{OUT}}-1)$

Kita tahu R2, itu 8Ω, Vin 5V dan Vout 2.83V. Jadi gantikan nilainya dan kita punya:

$R_1=8(\frac{5}{2.83}-1)$

yang memberi kita 6.134Ω. E24 terdekat adalah 6.8Ω, yang ideal. Tentu saja, Anda memerlukan resistor tebal yang bagus, setidaknya 1W, lebih disukai sedikit lagi.

Skema Anda dapat terlihat seperti:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Atau, untuk pengaturan amplifier kelas A yang lebih tradisional:

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Tentu saja, resistor 6,8 then Anda kemudian harus mengatasi 5V penuh di atasnya, jadi harus minimal 3,6W.

Daya = tegangan x arus saat
ini = tegangan / hambatan
daya = tegangan x (tegangan / hambatan)
tegangan ^ 2 =
tegangan daya x resistensi = sqrt (daya x resistensi) = sqrt (1 * 8) = sqrt (8) = 2.83 V

Ini bukan pertanyaan yang mudah, karena peringkat speaker kadang-kadang ditentukan sebagai kekuatan puncak dan kadang-kadang sebagai kekuatan RMS (rata-rata): http://www.bcae1.com/speakrat.htm

Either way, untuk menghitung arus atau tegangan maksimum, Anda dapat menganggap speaker bertindak seperti resistor, jadi P = U ^ 2 * R. Untuk U, Anda harus mencolokkan nilai amplitudo atau RMS, tergantung pada peringkat speaker.

Juga, memperkuat dengan transistor tunggal dapat menyebabkan banyak distorsi, kecuali jika Anda menggunakan sinyal gelombang persegi. Baca di beberapa sirkuit penguat dasar seperti "penguat emitor umum" atau sirkuit penguat operasional.

Jika Anda menghubungkan speaker ke emitor transistor NPN dan memberi makan basis dari arduino (mungkin logika 5v), kemungkinan Anda bisa melihat tegangan DC puncak sekitar 4,3 volt di speaker sehingga perlu dibiaskan dengan benar dan maka itu akan duduk sekitar 2,2 volt dalam kondisi diam (untuk memaksimalkan sinyal AC tidak terdistorsi diterapkan ke speaker).

Ini 2,2 volt memaksa arus dc melalui speaker sekitar 370mA - ini didasarkan pada resistansi dc kemungkinan dari speaker 8 ohm menjadi sekitar 6 ohm. Ini menghasilkan daya (panas) sebesar 0,806 watt karena itu "sisa watt" yang tersisa untuk audio sedikit kurang dari 200mW. Ini setara dengan amplitudo sinewave RMS 1.265 volt atau sekitar 3,6 volt pp.

Jika Anda menggunakan sirkuit dorong-tarik dan decoupler kapasitor, speaker 1 watt pada impedansi 8 ohm dapat diharapkan untuk menangani sekitar 2,828V RMS atau 8 volt puncak ke puncak. Sirkuit yang lebih baik akan sekitar 7dB lebih keras dan memiliki sedikit distorsi.