圧電スピーカー(圧電ブザー)と、スピーカーの音質や使い方の違いを知って工作に役立てましょう。
圧電素子を利用したものはセラミック媒体で、小型・省電力・低コストで大量生産可能ですが、音楽を聴いたり音質は期待できません。(あくまで簡易的な用途で100均等の低コスト製品向け)
コイルと磁石式のスピーカーは大型化出来、大電力を流す事が出来るので高音質で音楽を楽しむ事が出来ますがコストが高いです。
どちらもブザーの様な音を出すだけなら、ブロッキング発振回路を使えば簡単に音が出ます。
構造の違いは、圧電スピーカー(圧電ブザー)は内部にとても薄いセラミックと振動版で構成されており、圧電効果を利用して音を鳴らしますが、スピーカーは磁石とコイルの振動で音を鳴らします。
本記事では、圧電素子を使用した圧電スピーカーと、コイルと磁石で出来た普通のスピーカーの音質や構造の違いと使い方について、詳しく解説しています。
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記事の要約とポイント
- 圧電スピーカーと圧電ブザーは基本的な仕組みは全く同じ。両方とも圧電素子のセラミックを利用している。
- 圧電スピーカー(圧電ブザー)とスピーカーの違いは圧電素子を利用しているかコイルと磁石を利用しているかの違い。
- 音質はコイルと磁石を使ったスピーカーが断然有利で音楽向き。コストと比較すると圧電スピーカー(圧電ブザー)に軍配が上がるが、低音質であくまで簡易的な用途
- 圧電ブザーと同じようなもので電子ブザーがあるがこれは内部に発振回路が内蔵されており、1.5Vの電池で動作する。圧電スピーカー(圧電ブザー)・またはスピーカーは直流の電池では動作しない。
圧電スピーカーとスピーカーの違いを徹底解説
圧電スピーカーとスピーカーの違いについて、詳しく解説していきます。
圧電スピーカーはその名の通り、圧電効果を利用して音を発生させるデバイスで、圧電素子は電気信号を機械的振動に変換し、その振動が空気を振動させて音を作り出します。
一方、一般的なスピーカーは、コイルと磁石を使用した電磁誘導の仕組みを利用しており、より広範囲な音域と豊かな音質を実現しています。
音質に関して、圧電スピーカーは高音域に特化した特性を持っています。
そのため、音楽や効果音の中でも高音がクリアに響くのが特徴ですが、低音の再生が苦手なため、迫力のある音楽を楽しむには向いていません。
逆に、スピーカーは全体的な音域をカバーし、低音から高音までバランスよく再生でき、低音が強化されているため、音楽を楽しむ際にはスピーカーの方が優れた選択肢となります。
スピーカーをエンクロージャ化すれば、更に大音量で奥行きや臨場感のある音楽が楽しめます。
圧電スピーカーの仕組みは非常にシンプルです。
圧電素子に電圧をかけると、素子が変形し、その変形が音として空気に伝わります。
これにより、非常にコンパクトなサイズでも音を発生させることができ、これが100均などで手軽に手に入る圧電ブザーが多くのDIYプロジェクトで利用される理由です。
一方、スピーカーは、音を生成するための部品が多く、構造が複雑です！コイルが電流の変化に応じて動き、振動板を動かすことで音を出します。
この仕組みにより、スピーカーはより多くの音域を再生できるわけです。
特に、音楽再生や映画鑑賞においては、スピーカーの方が圧倒的に優れた性能を発揮します。
圧電スピーカーの使い方は非常にシンプルです。
Arduinoなどのマイコンと組み合わせることで、簡単に音を出すことが可能です。
プログラムを調整することで音量を上げることも下げる事もでき、音階を変えることも容易な為、教育用のプロジェクトや簡単な音楽制作に非常に適しています。
また、音声合成やアラーム音の生成にも広く利用されています。
一方、一般的なスピーカーは、通常はオーディオ機器に接続して使用します。
音楽プレーヤーやパソコンと接続することで、より高音質な音楽を楽しむことができます。
特に、スピーカーは家庭用のオーディオシステムやホームシアターでの使用に適しており、迫力のある音響体験を提供します。
このように、圧電スピーカーとスピーカーの違いは明確です。
圧電スピーカーは小型で使いやすく、特に高音域に特化した音を提供しますが、低音には弱いのが欠点です。
対照的に、スピーカーは全体的な音質に優れ、特に音楽や映画を楽しむ際にはその性能を発揮します。
圧電スピーカーとスピーカーの違い
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音質
仕組み
圧電スピーカーとスピーカーの違いを徹底解説します。圧電スピーカーは小型で100均でも手に入る一方、スピーカーは優れた音質を提供します。特に、音質の違いは圧電スピーカーが高音に強いのに対し、スピーカーは豊かな低音を実現します。
- 圧電スピーカーの基本的な仕組みとその特徴
- スピーカーと圧電スピーカーの音質の違いを比較
- スピーカーの抵抗(インピーダンス)とオームの違い
- 同じような電子ブザーと圧電ブザーの違いは？
圧電スピーカーの基本的な仕組みとその特徴
圧電スピーカー・スピーカーも、同様の回路で鳴らす事が出来ますが、もう少し詳しく解説すると、圧電スピーカーは省電力向きで、スピーカーは大電力の回路を使用します。
電力に依存する回路の違いだけで、スピーカーの性能を無視して使えば圧電スピーカーの回路でスピーカーを鳴らす事は出来ます。
例えば、様々な周波数1Hz～20Mzを発生させることが出来信号発生器を使用すれば、スピーカーや圧電ブザーで様々なブザー音を楽しむことが出来ます。
上記の写真は自作した圧電スピーカー(圧電ブザー)とスピーカーも鳴らす事が出来る簡単なブロッキング発振回路です。
これは、電撃殺虫ラケットやポータブル蛍光灯の回路に使われるブロッキング発振回路の基本で、完全オリジナルな設計です。
トランスも自分で巻いて、実際に蛍光灯が点灯する事を確認しています。
写真と回路の部品が若干異なりますが、基本原理は全く同じです。
圧電ブザー(圧電スピーカー)とスピーカーを、ブザーの様に鳴らす回路の基本もブロッキング発振回路です。
上記の回路はトランスになっていますが、圧電スピーカー(圧電ブザー)とスピーカーを鳴らすには高電圧は必要ありません。
その為、トランスの代わりにトロイダルコイルを利用しており、トロイダルコアの中心のエナメルを削って中間タップとして利用する事で発振回路としています。
この回路は面白いもので、3Vの乾電池から昇圧した12Vを出力できるのでブザーを鳴らす事は勿論、12V用のPCファンやモーターを回したり、他にも12VのLEDを光らせる事が出来ます。
ブロッキング発振回路とは実に応用範囲が広い回路ですね。
この回路は、幅広い電圧や電流に対応する為、部品設計に余裕を持たせてかなり大型なヒートシンクや部品がついて居ます。
しかし、圧電ブザーを鳴らすだけなら、指の先ほどの小型な部品設計でも十分に慣らす事が出来ます。
スピーカーと圧電スピーカーの音質の違いを比較
始めに抑えておきたいのが、圧電スピーカーと圧電ブザーは仕組みは全く同じという事です。
若干の違いを挙げるとすると、圧電ブザーは下記のようなプラスチックの簡易的な外装です。
一方、テレビなどに使われているスピーカーとなると、音質をよくするためにエンクロージャー化されて音が前面から出るように、各使用機器の躯体で指向性を持たせています。
後ほど詳しく解説していますが、圧電スピーカー(圧電ブザー)は、一般的なスピーカーより小さく、様々な用途で使用されます。
圧電ブザーにはプラスとマイナスの端子がありますが、基本的に極性関係なくどちらを接続しても問題ありません。
下記の商品画像は圧電ブザーと記載されていますが、内部に内蔵されているのは圧電素子で、かならずしもブザー音だけではありません。
音質は悪いですが、一応、スピーカーのようにも使えます。
さて、本題の圧電スピーカーとスピーカーの違いですが、上記で解説した通り、大きさは勿論の事、価格、音質、用途、仕組みが全く異なります。
簡単にまとめると、圧電スピーカーはおもちゃなどの簡易的なスピーカーとして、小型で安価な製品に利用され、大型のコイル式のスピーカーは、音量や音質を重視したいオーディオ機器に使われます。
スピーカーは値段もピンキリですが、安いものだと300円位で、高いものだと10万円くらいするものもあります。
これは、スピーカー単体での価格なのか、躯体に取り付けられてエンクロージャー化されているかによっても、かなり価格が左右されます。
圧電スピーカーは簡易的なおもちゃや100均の防犯ブザーで使われる
圧電スピーカーは構造が簡単で大量生産可能な為、おもちゃや安い100均の防犯ブザーとして使われています。
大型化可能で、大きな電流を流す事が出来るスピーカーと比べると大型化するのが難しいので、圧電スピーカーとして利用する場合は、簡易的な製品ととらえておくのが良いでしょう。
とにかくスピーカーと比べて製造コストが安いのが特徴です。
薄いセラミックで金属板を振動させているので、大型化には向かないのは前述したとおりです。
かなりペラペラな素材で出来ており、ちょっと衝撃を与えたりすると直ぐにヒビがはいって音質に影響する事も。
ただ、直ぐに使えなく