Buzzer activ, 5V, diametru 12 mm, 85 dB

Ez a bemutató egy Arduino Uno R3 lapot használ, amelyet USB-kábelen keresztül a számítógépről táplálunk. Az 5 V-os, 12 mm átmérőjű aktív buzzer házában egy kis oszcillátor található, ezért önmagától állandó hangot ad ki, amikor egyenfeszültséget kap.

Projektekben hangjelzésre használhatjuk, például gombnyomás visszaigazolására, riasztásokhoz, küszöbérték-túllépés figyelmeztetésére vagy csengőként.

Működése:

A passzív buzzer csak egy átalakító. Váltakozó jelre van szüksége a mikrokontrollertől, a hang magassága pedig a jel frekvenciájától függ. Az aktív buzzerben ezen felül van egy oszcillátor áramkör, ezért a hangadáshoz 5 V egyenfeszültséget kell rákapcsolni, a feszültség megszűnésekor pedig a hang is elhallgat. A hang frekvenciája rögzített, körülbelül 2.3 - 2.4 kHz, a hangereje pedig legalább 85 dB 10 cm-es távolságból.

Ezért a program a digitalWrite(8, HIGH) utasítással szólaltatja meg a buzzert, a digitalWrite(8, LOW) utasítással pedig elnémítja. A tone() függvényre nincs szükség, és nem is módosítja a hang magasságát. A bipek ritmusát azzal állítjuk be, hogy mennyi ideig marad a láb HIGH, illetve LOW állapotban.

A névleges fogyasztás 5 V-on legfeljebb 30 mA. Az ATmega328P mikrokontroller egy lába az Arduino Uno-n legfeljebb 40 mA-t terhelhet, az ajánlott érték pedig 20 mA. Közvetlenül csatlakoztatva a buzzer az abszolút határ alatt marad, de az ajánlott érték felett van. Rövid tesztekhez a közvetlen csatlakoztatás megfelelő.

Hosszú üzemeltetéshez, vagy ha bizonytalan, vezérelje a buzzert egy NPN tranzisztorral, például 2N2222 vagy BC547 típussal, a bázisába kötött 1 kohm-os ellenállással.

Csatlakoztatás:

Táplálja az Arduino Uno R3 lapot a számítógépről az USB-kábelen keresztül. A buzzer az 5 V-ot közvetlenül a D8 lábról kapja, amely 5 V-os logikai szinten működik, ezért nincs szükség szintillesztőre. Ügyeljen a polaritásra, mert fordítva csatlakoztatva a buzzer nem ad ki hangot. A pozitív láb a hosszabb, és a fölötte lévő címkén + jel jelöli.

Ha a buzzer felső oldalán a REMOVE SEAL AFTER WASHING feliratú címke van, forrasztás vagy mosás után leszedheti, mert nélküle a buzzer hangosabb.

Lap és könyvtárak:

Az Arduino IDE-ben a Tools > Board menüben válassza ki az Arduino Uno lapot az Arduino AVR Boards csomagból, amely az Arduino IDE-vel együtt települ. Ha nincs meg, adja hozzá a Boards Manager segítségével. A Tools > Port menüben válassza ki a lap COM vagy tty portját. A program nem használ könyvtárat, ezért egyet sem kell telepíteni.

Kód:

Az alábbi program rövid bipeket ad ki, majd hosszabb szünetet tart, és minden lépést kiír a soros monitorra.

/*
  Active buzzer 5 V, 12 mm - beep test
  Board: Arduino Uno (Tools > Board > Arduino AVR Boards > Arduino Uno)
  Libraries: none needed
  Wiring:
    Buzzer + (long lead, marked with +) -> Arduino D8
    Buzzer - (short lead)               -> Arduino GND (digital header, next to AREF)
*/
const int BUZZER_PIN = 8;                   // Digital pin that drives the buzzer
const unsigned long BEEP_MS = 200;          // Duration of one beep in milliseconds
const unsigned long PAUSE_MS = 300;         // Pause between beeps in milliseconds
const unsigned long LONG_PAUSE_MS = 1500;   // Longer pause after a group of beeps
int beepCount = 0;                          // Number of beeps emitted so far
void setup() {
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);              // Set the buzzer pin as output
  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);            // Make sure the buzzer is silent at start
  Serial.begin(9600);                       // Start the serial monitor at 9600 baud
  Serial.println("Active buzzer test started");
}
void loop() {
  beepCount++;                              // Count this beep
  digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);           // Apply 5 V: the built-in oscillator makes the sound
  Serial.print("Beep ");
  Serial.print(beepCount);
  Serial.println(" ON");
  delay(BEEP_MS);                           // Keep the buzzer on for the beep duration
  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);            // Remove the voltage: the buzzer goes silent
  Serial.print("Beep ");
  Serial.print(beepCount);
  Serial.println(" OFF");
  if (beepCount % 3 == 0) {
    delay(LONG_PAUSE_MS);                   // Longer pause after every third beep
  } else {
    delay(PAUSE_MS);                        // Short pause between beeps
  }
}

A kód működése:

A BUZZER_PIN konstans értéke 8, és azt jelzi, melyik lábra csatlakozik a buzzer + lába. A BEEP_MS, PAUSE_MS és LONG_PAUSE_MS konstansok határozzák meg egy bip hosszát, a bipek közötti szünet hosszát, valamint a bipcsoport után tartott hosszabb szünetet, ezredmásodpercben. A beepCount változó számolja a kiadott bipeket.

A setup() függvényben a 8-as lábat a pinMode() segítségével kimenetként állítjuk be, majd LOW állapotba tesszük, hogy a buzzer indításkor ne szólaljon meg. Itt nyitjuk meg a soros portot 9600 baud sebességgel, és írunk ki egy indító üzenetet.

A loop() függvényben a program HIGH állapotba teszi a lábat, vár BEEP_MS ideig, majd LOW állapotba teszi. Minden bipnél a beepCount nő, és üzenet íródik ki. Minden három bip után hosszabb szünet következik, a többi bip után pedig rövid szünet, hogy a ritmus jól kivehető legyen.

Eredmény:

Nyissa meg a soros monitort az Arduino IDE-ben, és állítsa 9600 baud-ra. Minden Beep ON típusú üzenetnél rövid bipet hall, a Beep OFF üzenetnél pedig a buzzer néma. Példa a kimenetre:

Active buzzer test started
Beep 1 ON
Beep 1 OFF
Beep 2 ON
Beep 2 OFF
Beep 3 ON
Beep 3 OFF
Beep 4 ON
Beep 4 OFF
Beep 5 ON
Beep 5 OFF

Gyakori problémák:

A buzzer nem ad ki hangot. A leggyakoribb ok a fordított polaritás vagy a laza érintkezés. Ellenőrizze, hogy a hosszabb, + jellel jelölt láb a D8-ra, a rövidebb láb pedig a GND-re csatlakozik. Ellenőrizze azt is, hogy a vezetékek jól be vannak dugva a csatlakozókba.

A buzzer folyamatosan szól, a program feltöltése után is. Ha a + lábat véletlenül az 5 V-ra kötötte a D8 helyett, a buzzer állandóan feszültséget kap. Húzza át a vezetéket a D8-ra, és ellenőrizze, hogy a program feltöltődött.

A hang gyenge vagy tompa. A felső oldali címke eltakarja a hangkivezetést. Forrasztás és mosás után távolítsa el. Úgy rögzítse a buzzert, hogy a házat vagy egy vezeték ne zárja el a nyílást.

A lap újraindul, vagy a láb felmelegszik hosszú üzemelés közben. A buzzer legfeljebb 30 mA-t fogyaszt, ami az ATmega328P egy lábának 20 mA-es ajánlott értéke felett van. Vezérelje a buzzert egy NPN tranzisztorral, például 2N2222 vagy BC547 típussal, a bázisába kötött 1 kohm-os ellenállással, az emitter a GND-re, a kollektor a buzzer - lábára, a buzzer + lába pedig 5 V-ra kerül.

A soros monitoron nem látszanak üzenetek. Ellenőrizze, hogy a soros monitor sebessége 9600 baud, és hogy a Tools > Port menüben a lap portja van kiválasztva.

Korlátok és tanácsok:

Az aktív buzzer egyetlen, rögzített hangot ad ki, körülbelül 2.3 - 2.4 kHz-en. Dallamokhoz vagy eltérő hangmagasságokhoz passzív buzzerre van szükség, amelyet tone() függvénnyel vezérelnek.

A névleges feszültség 5 V egyenfeszültség, váltakozó feszültséget nem szabad rákapcsolni. A bipek ritmusát a BEEP_MS, PAUSE_MS és LONG_PAUSE_MS értékek módosításával változtathatja.

Tovább építheti például egy riasztást, amely megszólal, ha egy szenzor értéke átlép egy küszöböt, vagy egy visszajelző hangot gombnyomásra. Ilyenkor hosszú üzemeléshez használjon NPN tranzisztort.