【雕爺學編程】Arduino動手做(49)---有源蜂鳴器模塊


37款傳感器與模塊的提法,在網絡上廣泛流傳,其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒於本人手頭積累了一些傳感器和模塊,依照實踐(動手試試)出真知的理念,以學習和交流為目的,這里准備逐一做做實驗,不管能否成功,都會記錄下來---小小的進步或是搞不掂的問題,希望能夠拋磚引玉。 

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗(資料+代碼+圖形+仿真)

實驗四十九:有源蜂鳴器報警器發聲模塊 (低電平觸發)

壓電陶瓷片

壓電陶瓷片,俗稱蜂鳴片。壓電陶瓷片是一種電子發音元件,在兩片銅制圓形電極中間放入壓電陶瓷介質材料,當在兩片電極上面接通交流音頻信號時,壓電片會根據信號的大小頻率發生震動而產生相應的聲音來。壓電陶瓷片由於結構簡單造價低廉,被廣泛的應用於電子電器方面如:玩具,發音電子表,電子儀器,電子鍾表,定時器等方面。超聲波電機就是利用相關的性質制成的。

工作原理
當電壓作用於壓電陶瓷時,就會隨電壓和頻率的變化產生機械變形。另一方面,當振動壓電陶瓷時,則會產生一個電荷。利用這一原理,當給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個金屬片構成的振動器,所謂叫雙壓電晶片元件,施加一個電信號時,就會因彎曲振動發射出超聲波。相反,當向雙壓電晶片元件施加超聲振動時,就會產生一個電信號。基於以上作用,便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。

壓電蜂鳴器
是一種電聲轉換器件。將壓電材料粘貼在金屬片上,當壓電材料和金屬片兩端施加上一個電壓后,因為逆壓電效應,蜂鳴片就會產生機械變形而發出聲響。壓電材料有多種,用在蜂鳴片上的壓電材料通常是高壓極化后的壓電陶瓷片。壓電式蜂鳴器通常呈圓形,由壓電陶瓷片、引線和共鳴腔組成。而中間的壓電陶瓷片又由金屬鍍層、陶瓷片、膠水、金屬片構成。從電學角度來看,壓電陶瓷可以簡化為一個電感和一個電容的串聯模型。壓電式蜂鳴器具有體積小、靈敏度高、耗電省、可靠性好,造價低廉的特點和良好的頻率特性。因此它廣泛應用於各種電器產品的報警、發聲用途。最常見的莫過於音樂賀卡、電子手表、袖珍計算器、電子門鈴和電子玩具等小型電子用品上作發聲器件。

主要優點
  1、因無可動觸點部分,因此壽命長、可靠性高,連續使用可達10000小時以上,是半永久性的器件
  2、不產生飛弧或者射頻噪聲,對其他線路無干擾
  3、不會因松動而引起大的振動
  4、用電子線路控制,所以能發出多種悅耳的聲音及模擬聲、斷續聲。音色純正,不易被噪聲所覆蓋
  5、用電壓激勵,所以消耗電流小,一般在20mA以下,不會超過100mA
  6、小型大音量。音量可達到70分貝/20cm,而元件厚度僅為1mm以下
  7、工作溫度范圍寬
  8、便於安裝,而且無電磁線圈和動圈,不必擔心絕緣惡化,並無漏電的可能

有源壓電蜂鳴器
是一種一體化結構的電子訊響器,采用直流電壓供電,廣泛應用於計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發聲器件。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”(舊標准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。主要由多諧振盪器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發光二極管。多諧振盪器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振盪器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發聲。有源蜂鳴器的優點是,程序控制方便。

如何區分有源和無源蜂鳴器
大家要了解有源和無源這里的“源”不是指電源,而是指震盪源。也就是說,有源蜂鳴器內部帶震盪源,所以只要一通電就會叫。而無源內部不帶震盪源,所以如果用直流信號無法令其鳴叫。必須用2K~5K的方波去驅動它。有源蜂鳴器往往比無源的貴,就是因為里面多個震盪電路。實際是指驅動方式分類,有源驅動和無源驅動,有源蜂鳴器又稱為直流蜂鳴器,其內部已經包含了一個多諧振盪器,只要在兩端施加額定直流電壓即可發聲,具有驅動、控制簡單的特點,但價格略高。無源蜂鳴器又稱為交流蜂鳴器,內部沒有振盪器,需要在其兩端施加特定頻率的方波電壓(注意並不是交流,即沒有負極性電壓)才能發聲,具有可靠、成本低、發聲頻率可調整等特點。

外觀上看
兩種蜂鳴器好像一樣,但仔細看,兩者的高度略有區別,有源蜂鳴器a,高度為9mm,而無源蜂鳴器b的高度為8mm。如將兩種蜂鳴器的引腳郡朝上放置時,可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器,沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。

萬用表測電阻區別
用萬用表電阻檔Rxl檔測試:用黑表筆接蜂鳴器 "+"引腳,紅表筆在另一引腳上來回碰觸,如果觸發出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無源蜂鳴器;如果能發出持續聲音的,且電阻在幾百歐以上的,是有源蜂鳴器。同時有源蜂鳴器直接接上額定電源(新的蜂鳴器在標簽上都有注明)就可連續發聲;而無源蜂鳴器則和電磁揚聲器一樣,需要接在音頻輸出電路中才能發聲。

模塊電原理圖

模塊描述
1 模塊采用S8050三極管驅動
2 工作電壓3.3V-5V
3 設有固定螺栓孔,方便安裝
4 小板PCB尺寸:3.2cm * 1.3cm
5 當I/O口輸入低電平時,蜂鳴器發聲

 

/*

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗(49)

實驗四十九:有源蜂鳴器報警器發聲模塊 (低電平觸發)

按鍵按下發聲,LED亮暗反轉

*/

 

#define LED 13

#define KEY 2

#define BUZZER 3

int KEY_NUM = 0;

 

void setup() {

  pinMode(LED,OUTPUT);

  pinMode(KEY,INPUT_PULLUP);

  pinMode(BUZZER,OUTPUT);

  digitalWrite(BUZZER,HIGH);

}

 

void loop() {

  ScanKey();

  if(KEY_NUM==1)

  {

    digitalWrite(LED,!digitalRead(LED));

  }

}

 

 void ScanKey()

 {

   KEY_NUM = 0;

    if(digitalRead(KEY)==LOW)

    {

      delay(20);

      if(digitalRead(KEY)==LOW)

      {

        KEY_NUM=1;

        buzzer_Di();

        while(digitalRead(KEY)==LOW);

      }  

    }

  }

  

  void buzzer_Di()

  {

  digitalWrite(BUZZER,LOW);

  delay(100);

  digitalWrite(BUZZER,HIGH);

  }

  


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