Ардуино пьезоэлемент код

Электроника

учебно-справочное пособие

Пьезодинамики

Пьезодинамик (пьезоизлучатель, зуммер, баззер) легко подключается к платам Arduino и вы можете заставить вашу схему издавать нужные звуки – сигнализировать, пищать или проигрывать мелодию.

Рис. 1 — Условное графическое обозначение пьезодинамика

Пьезодинамик конструктивно представлена металлической пластиной с нанесенным на нее напылением из токопроводящей керамики. Пластина и напыление выступают в роли контактов. Устройство полярно, имеет свои «+» и «-». Принцип действия пьезодинамика основан на открытом братьями Кюри в конце XIX века пьезоэлектрическом эффекте: при подаче электричества на пьезодинамик он начинает деформироваться (рис. 2). При этом происходят удары о металлическую пластинку, которая и производит “шум” нужной частоты.

Рис. 2 — Устройство пьезодинамика

Пьезодинамики бывают двух видов: активный и пассивный. Принцип действия у них одинаков, но в активном нет возможности менять частоту звучания, хотя сам звук громче и подключение проще.

Главное отличие активного пьезодинамика от пассивного заключается в том, что активный пьезодинамик генерирует звук самостоятельно. Для этого пользователь должен просто включить или выключить его (подав напряжение на контакты или обесточив). Активный пьезодинамик будет выдавать более громкий звуковой сигнал в сравнении с пассивным. Частота излучаемого звука активного пьезодинамика составляет значения 2,5 кГц +/- 300Гц. Напряжение питания для составляет 3,5 . 5 В.

Пассивный пьезодинамик требует источника сигнала, который задаст параметры звукового сигнала. В качестве такого источника может выступать плата Ардуино.

Как отличить активный и пассивный пьезодинамики? Если со стороны выводов видна печатная плата зеленого цвета, это — пассивный пьезодинамик; если черного – активный (рис. 3).

Рис. 3 — Активный (слева) и пассивный (справа) пьезодинамики

Синтез звука

Детали:

  1. Arduino UNO.
  2. Пассивный пьезодинамик.
  3. Соединительные провода.
  4. Макетная плата.

Рис. 4 — Принципиальная схема подключения пьезодинамика к Arduino

Сборка

Присоедините пьезодинамик к плате Arduino (рис. 5).

Если пьезодинамик на вписывается в отверстия на плате, попробуйте его немного повернуть, так чтобы его выводы вошли в соседние отверстия, как бы по диагонали.

Рис. 5 — Подключение пьезодинамика к Arduino UNO

Скетч для звука сирены

Изменяя частоту и продолжительность звука можно получить различные звучания сирены

Скетч для мелодии с использованием библиотеки pitches.h

В первой строчке мы подключаем заголовочный файл pitches.h при помощи оператора #include. Файл pitches.h находится в папке examples\02.Digital\toneMelody папки с Arduino IDE. Далее создается массив из нот melody , а также массив из продолжительности проигрывания ноты t1 .

В процедуре setup идет цикл, где для каждой ноты вычисляется его продолжительность и вызывается функция tone() , которая и воспроизводит нужный звук.

Обратите внимание, что основной код находится в методе setup() , поэтому программа выполняется один раз. Если вы хотите послушать её ещё раз, то нажмите на кнопку Reset на плате Arduino Uno. Для многократного повторения мелодия разместите основной код в процедуру loop .

Если мелодия не слышна:

  1. Проверьте размещение динамика.
  2. Попробуйте вытянуть динамик из платы и снова воткнуть его на свое место, а потом загрузите скетч в плату Arduino.

Источник

Пьезоизлучатель

Внешний вид Fritzing Условное обозначение на схеме

Пьезоизлучатель может называться по разному — пищалка, зумер, piezo buzzer или speaker. Суть одна — издать звук.

Обычно в наборах идут два вида пищалок — активный и пассивный. Они похожи и новичка ставят в тупик. Давайте разбираться.

Активный зуммер имеет сверху наклейку с таинственной надписью «Remove seal after washing», которую Гугл-переводчик переводит весьма странно — «снять пломбу после мытья», ещё больше запутывая пользователя. Не обращайте внимания на надпись, это просто технический момент. Во время изготовления детали требуется промывка от флюса, но чтобы не повредить вещь, заклеивают отверстие сверху. Но не торопитесь отклеивать и выбрасывать наклейку, она вам пригодится.

Активный зумер может работать самостоятельно, достаточно просто подать питание. При подключении следут следить за полярностью. На наклейке есть значок плюса (+), но доверять наклейке не стоит, может кто-то не очень аккуратно её наклеил. Лучше посмотрите на ножки. Как правило, одна ножка длиннее другой. Длинная ножка — плюс, короткая — минус. Соедините длинную ножку к питанию 5В, а короткую к земле. Вы сразу услышите противный звук. Именно по этой причине я советовал вам не отклеивать наклейку. Если вы теперь удалите наклейку, то громкость звука станет намного выше. Заклейте немедленно обратно!

Пассивный зумер внешне похож, но всё-таки отличается немного. Сравните их по размерам, а также посмотрите на их снизу. Разница видна. При подключении как из прошлого примера с активным динамиком, вы ничего не услышите. Просто подать питание не достаточно, нужно использовать программные методы, которые есть в составе В Arduino.

Также встречаются в модульном исполнении, например, KY-006 (пассивный) или KY-012 (активный). У модуля три вывода, средний не используется, вывод S соединяется с цифровым выводом платы, а вывод с GND.

KY-006 KY-012

Переходим к программной части. Активный зумер пищит громче и отчётливее, пассивный немного грубовато.

Самый простой способ — подать напряжение на нужный вывод.

При запуске услышим щелчки.

Для более интересных звуков используется функция tone().

Одну ноту играть не интересно. Пусть будет массив из десяти нот.

Если управлять не только нотами, но и их продолжительностью, то можно писать мелодии. Говорят, следующая мелодия воспроизводит «Имперский марш» из «Звёздных войн».

02.Digital: toneMelody (Играем мелодию)

Рассмотрим пример из меню File | Examples | 2.Digital | toneMelody. Обратите внимание, что программа состоит из двух вкладок toneMelody и pitches.h. Файл pitches.h содержит константы для проигрывания звуков различной тональности. Сам файл находится в одной папке с скетчем.

После того, как мы наигрались со светом при помощи светодиодов, пора поиграть со звуком. Для примера нам понадобится пьезоизлучатель, макетная плата и три провода.

Собирается конструкция очень просто — от вывода 8 ведём провод к одному контакту пищалки, а второй контакт присоединяем к GND.

Запустите скетч. Вы услышите мелодию, которая прозвучит один раз. Если вы хотите послушать её ещё раз, то нажмите на кнопку Reset на вашей плате.

В первой строчке мы подключаем заголовочный файл pitches.h при помощи оператора #include. Далее создаётся массив из нот, а также массив из продолжительности проигрывания ноты. Потом идёт цикл, где для каждой ноты вычисляется его продолжительность и вызывается функция tone(), которая и воспроизводит нужный звук. Обратите внимание, что весь код находится в методе setup(), поэтому программа выполняется один раз.

Вот так мы быстро познакомились с новым устройством — пьезоизлучателем, а также научились извлекать мелодию.

Melody

Нашёл ещё один пример с пищалкой.

Пример использует вывод 8.

02.Digital: tonePitchFollower

Ещё один простой пример File | Examples | 02.Digital | tonePitchFollower для извлечения звуков, который зависит от освещённости — вы можете проводить рукой над датчиком освещённости, создавая тем самым разные значения, которые передаются на динамик. В примере упоминается 9-омный динамик, но мы можем использовать и свой пьезоизлучатель.

Источник

Arduino для начинающих. Урок 6. Подключение пьезоэлемента

Продолжаем серию уроков “Arduino для начинающих”. Сегодня собираем модель с пьезоэлементом (динамиком), которые используются в робототехники для управления звуками, издаваемыми роботом. В статье вы найдете видео-инструкцию, листинг программы, схему подключения и необходимые компоненты.

Пьезоэлемент — электромеханический преобразователь, одним из разновидностей которого является пьезоизлучатель звука, который также называют пьезодинамиком, просто звонком или английским buzzer. Пьезодинамик переводит электричеcкое напряжение в колебание мембраны. Эти колебания и создают звук (звуковую волну).

В нашей модели частоту звука можно регулировать, задавая соответствующие параметры в программе. Такая модель может быть встроена в робота, который будет издавать звуки.

Видео-инструкция сборки модели:

Для сборки модели с пьезоэлементом нам потребуется:

  • плата Arduino
  • провода “папа-папа”
  • пьезоэлемент
  • программа Arduino IDE, которую можно скачать с сайта Arduino.

Что потребуется для подключения динамика на Arduino?

Схема подключения модели Arduino с пьезоэлементом:

Схема подключения пьезоэлемента (динамика) на Arduino

Для работы этой модели подойдет следующая программа (программу вы можете просто скопировать в Arduino IDE):

int p = 3; //объявляем переменную с номером пина, на который мы
//подключили пьезоэлемент
void setup() //процедура setup
<
pinMode(p, OUTPUT); //объявляем пин как выход
>
void loop() //процедура loop
<
tone (p, 500); //включаем на 500 Гц
delay(100); //ждем 100 Мс
tone(p, 1000); //включаем на 1000 Гц
delay(100); //ждем 100 Мс
>

Так выглядит собранная модель Arduino с пьезоэлементом:

Собранная модель подключения динамика на Arduino

После сборки модели попробуйте поменять в программе частоты звука и посмотрите, как изменится работа модели.

Смотрите также:

Посты по урокам:

Все посты сайта «Занимательная робототехника» по тегу Arduino.

Наш YouTube канал, где публикуются видео-уроки.

Не знаете, где купить Arduino? Все используемые в уроке комплектующие входят в большинство готовых комплектов Arduino, их также можно приобрести по отдельности. Подробная инструкция по выбору здесь. Низкие цены, спецпредложения и бесплатная доставка на сайтах AliExpress и DealExtreme. Если нет времени ждать посылку из Китая — рекомендуем интернет-магазины Амперка и DESSY. Низкие цены и быструю доставку предлагает интернет-магазин ROBstore. Смотри также список магазинов.

Источник

Arduino и зуммер

Описание

Зуммер, он же баззер (англ. buzzer), он же “пищалка”, он же пьезоэлектрический излучатель в корпусе – простейший источник звука. Очень часто используется в электронике для звуковой индикации: будильники, таймеры, а также практически вся бытовая техника (микроволновки, стиралки, посудомойки и т.д.) издаёт звук при помощи этого компонента. Ну и конечно же его можно найти почти на любой материнской плате компьютера.

Зуммер в таком корпусе может быть как активным, так и пассивным: активный при подключении питания начнёт пищать, т.к. имеет встроенный генератор. Пассивный же тихо щёлкнет и всё. В наборе GyverKIT может быть как активный, так и пассивный зуммер в зависимости от партии, приносим свои извинения.

Подключение

Потребляет зуммер от 10 до 30 мА, поэтому в принципе можно подключать его к цифровому пину Arduino напрямую, но к esp8266 (Wemos mini) нужно подключать через токоограничивающий резистор с сопротивлением

Примеры

Если зуммер активный – достаточно подать на него высокий сигнал для включения звука. Тут можно даже использовать в качестве примера стандартный “блинк”:

Если зуммер пассивный – всё гораздо интереснее, так как можно генерировать звук нужной частоты, то есть тона, самому! Данный код заставит зуммер пищать на частоте 1 кГц. Делать пин выходом не нужно, это встроено в функцию tone()

Для нескольких коротких сигналов модифицируем первый пример:

Более подробное описание и примеры с tone() можно найти в уроке по ссылке ниже

Источник

Как подключить пьезопищалку к Ардуино

Подключить пьезо пищалку к Arduino можно несколькими способами. На этом занятии продолжим изучение микроконтроллера Arduino на простых примерах. Соберем электрическую схему с пьезодинамиком (зуммером) на макетной плате. Рассмотрим устройство пьезоизлучателей, назначение процедуры void setup() и void loop(), а также свойство функции tone() в языке программирования Arduino IDE.

Устройство пьезоизлучателя (пьезодинамика)

Благодаря низкой стоимости и малого потребления энергии, по сравнению с динамиками, пьезокерамические излучатели звука (пьезодинамики) — акустические устройства для воспроизведения звука, использующие пьезоэлектрический эффект. Пьезоизлучатели получили широкое распространение: их используют в различных устройствах — будильниках, телефонах, игрушках и в другой технике.

Фото. Устройство пьезоизлучателя (пьезопищалки) и динамика

По сравнению с традиционными электромагнитными преобразователями звука, пьезоизлучатели имеют простую конструкцию. Пьезокерамический излучатель состоит из металлической пластины, на которую нанесена пьезоэлектрическая керамика, имеющая токопроводящее напыление. Пластина и напыление являются контактами пьезоизлучателя (буззера), при этом устройство имеет полярность — плюс и минус.

Принцип действия излучателей основан на эффекте, открытом братьями Кюри в 1880 г. В пьезокристаллах под действием механических сил на сдвиг, изгиб или кручение образуются электрические заряды. Кроме «прямого» эффекта существует и обратный эффект — если подать электричество на кристалл, то он начнет деформироваться. При частых колебаниях кристалла создается звуковая волна с заданной частотой.

Активный и пассивный зуммер отличия

Многих интересует чем отличается активный зуммер от пассивного? Активный зуммер будет сам генерировать звук, используя свой генератор, и для него требуется напряжение постоянного тока. Пассивный зуммер требует ШИМ сигнала, чтобы генерировать звук. Чтобы идентифицировать активный зуммер, приложите к нему постоянное напряжение, если buzzer запищит, то он является активным.

Подключение пьезоизлучателя к Ардуино

Для этого занятия потребуется:

  • Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • макетная плата;
  • пьезоизлучатель звука (Arduino buzzer);
  • провода «папа-папа».

После того, как вы собрали схему и подключили пьезоизлучатель и Arduino, как на картинке выше, загрузите следующий скетч в микроконтроллер Arduino Uno. Воспроизведение звука на Ардуино выполняется функцией tone() , где в скобках указывается номер пина и частота звука. Чтобы отключить звук на зуммере (пьезодинамике Ардуино) необходимо использовать функцию noTone() .

Скетч включения пьезодинамика функцией tone

Пояснения к коду:

  1. процедуры setup и loop Ардуино должны присутствовать в любой программе (скетче), даже если вам не нужно ничего выполнять в них — пусть они будут пустые, просто не пишите ничего между фигурными скобками;
  2. каждой открывающей фигурной скобке < всегда соответствует закрывающая >. Они обозначают границы некого логически завершенного фрагмента кода. Следите за вложенностью фигурных скобок в программе.

Скетч плавного изменения частоты зуммера

Пояснения к коду:

  1. для изменения частоты активного зуммера Ардуино используется цикл for, с помощью которого мы перебираем частоту звука от 0 до 500 и обратно.

Заключение. Мы рассмотрели, как включить пьезодинамик (пищалку) от Ардуино. Данная информация пригодится при создании проектов, в которых требуется звуковой сигнал при включении устройства на плате Arduino или при других случаях. Для уменьшения громкости сигнала активного пьезодинамика Ардуино можно использовать резисторы с разным номиналом, включая их в электрическую цепь.

Источник

Adblock
detector