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[经验] 【Arduino】108种传感器模块系列实验(49)---有源蜂鸣器模块

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    奋斗
    2019-12-7 08:15
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2019-7-3 10:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 eagler8 于 2019-8-30 08:18 编辑

    37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。

    【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)

    实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块 (低电平触发)

    压电陶瓷片
    压电陶瓷片,俗称蜂鸣片。压电陶瓷片是一种电子发音元件,在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料,当在两片电极上面接通交流音频信号时,压电片会根据信号的大小频率发生震动而产生相应的声音来。压电陶瓷片由于结构简单造价低廉,被广泛的应用于电子电器方面如:玩具,发音电子表,电子仪器,电子钟表,定时器等方面。超声波电机就是利用相关的性质制成的。

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     楼主| 发表于 2019-7-5 06:26 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-7-12 05:58 编辑

    Arduino 系列传感器和模块实验目录清单:

    一块扩展板完成Arduino的9类18项实验(代码+图形+仿真)
    https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
    实验一:干簧管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
    实验二:光敏电阻传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
    实验三:微波雷达感应开关模块
    https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
    实验四:振动传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
    实验五:热敏电阻温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
    实验六:KY-038高感度声音传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
    实验七:旋转电位器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
    实验八:湿度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
    实验九:火焰(红外线)传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
    实验十:敲击传感器模块KY-031
    https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
    实验十一:金属触摸传感器模块KY-36
    https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
    实验十二:开关霍尔磁力传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
    实验十三:触摸传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
    实验十四:倾斜传感器模块(角度开关)
    https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
    实验十五:手指侦测心跳传感器模块KY-039
    https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
    实验十六:电容式数字触摸传感器模块(TTP223 )
    https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
    实验十七:HC-SR312微型热释电传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
    实验十八:0.25W太阳能滴胶板传感器模块(45X45毫米)
    https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
    实验十九:常闭型SW-420震动开关传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
    实验二十:水银开关传感器模块(KY-017)
    https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
    实验二十一:激光头传感器模块(KY-008)
    https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
    实验二十二:MAX7219点阵显示模块(8X8 LED共阴)
    https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
    实验二十三:NE555频率可调脉冲发生器模块(方波简版)
    https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
    实验二十四:水位水滴传感器模块(Water Sensor)
    https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
    实验二十五:MQ-2气敏式烟雾传感器模块(甲烷等)
    https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
    实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)
    https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
    实验二十七:GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
    实验二十八:三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
    https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
    实验二十九:DS1302实时时钟模块(带电池  掉电走时)
    https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
    实验三十:光敏二极管传感器模块(英语photodiode )
    https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
    实验三十一:ISD1820录音语音模块(8-20秒)
    https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
    实验三十二:雨滴传感器模块(雨水/雨量/叶面湿度)
    https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
    实验三十三:ESP8266串口WIFI收发无线模块 (ESP-01S)
    https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
    实验三十四:三色LED交通灯模块(红绿黄灯)
    https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
    实验三十五:模拟量声音传感器模块(4线制)
    https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
    实验三十六:WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
    https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
    实验三十七:MQ-3酒精乙醇传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
    实验三十八:joystick双轴XY按键摇杆模块(游戏控制杆)
    https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
    实验三十九:DS18B20单总线数字温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
    实验四十:360度旋转增量编码器模块(KY-040)
    https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
    实验四十一:IS0203激光接收管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
    实验四十二:DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
    实验四十三:5V低电平触发单路继电器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
    实验四十四:类比霍尔磁性传感器 KY-035(模拟量)
    https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
    实验四十五:红外避障传感器模块(光电接近开关)
    https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
    实验四十六:350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
    https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
    实验四十七:七段LED数码管模块(共阴/共阳)
    https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
    实验四十八:GY-291三轴重力加速度模块 (IIC/SPI传输)
    https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
    实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块(低电平触发)
    https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
    实验五十:W25Q64 FLASH外扩存储模块 (SPI接口 )
    https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
    实验五十一:自锁点动触摸按键传感器模块(TTP223芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
    实验五十二:SPI接口Micro SD卡模块(带电平转换芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
    https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
    实验五十四: 大按键点动轻触开关模块(高电平输出)
    https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
    实验五十五:DHT11 温湿度传感器(数字型单总线通信)
    https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
    实验五十六: 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
    https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
    实验五十七: 四档频率占空比可调矩形波信号发生器(NE555)
    https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
    实验五十八: HC-SR04超声波测距传感器模块(5针宽电压)
    https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
    实验五十九: RS232转TTL2代串口模块刷机板(MAX3232)
    https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
    实验六十:ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
    https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html
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     楼主| 发表于 2019-7-7 16:13 | 显示全部楼层
    工作原理
    当电压作用于压电陶瓷时,就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面,当振动压电陶瓷时,则会产生一个电荷。利用这一原理,当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器,所谓叫双压电晶片元件,施加一个电信号时,就会因弯曲振动发射出超声波。相反,当向双压电晶片元件施加超声振动时,就会产生一个电信号。基于以上作用,便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。

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     楼主| 发表于 2019-7-7 16:33 | 显示全部楼层
    压电蜂鸣器
    是一种电声转换器件。将压电材料粘贴在金属片上,当压电材料和金属片两端施加上一个电压后,因为逆压电效应,蜂鸣片就会产生机械变形而发出声响。压电材料有多种,用在蜂鸣片上的压电材料通常是高压极化后的压电陶瓷片。压电式蜂鸣器通常呈圆形,由压电陶瓷片、引线和共鸣腔组成。而中间的压电陶瓷片又由金属镀层、陶瓷片、胶水、金属片构成。从电学角度来看,压电陶瓷可以简化为一个电感和一个电容的串联模型。压电式蜂鸣器具有体积小、灵敏度高、耗电省、可靠性好,造价低廉的特点和良好的频率特性。因此它广泛应用于各种电器产品的报警、发声用途。最常见的莫过于音乐贺卡、电子手表、袖珍计算器、电子门铃和电子玩具等小型电子用品上作发声器件。
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     楼主| 发表于 2019-7-7 16:42 | 显示全部楼层
    主要优点
      1、因无可动触点部分,因此寿命长、可靠性高,连续使用可达10000小时以上,是半永久性的器件
      2、不产生飞弧或者射频噪声,对其他线路无干扰
      3、不会因松动而引起大的振动
      4、用电子线路控制,所以能发出多种悦耳的声音及模拟声、断续声。音色纯正,不易被噪声所覆盖
      5、用电压激励,所以消耗电流小,一般在20mA以下,不会超过100mA
      6、小型大音量。音量可达到70分贝/20cm,而元件厚度仅为1mm以下
      7、工作温度范围宽
      8、便于安装,而且无电磁线圈和动圈,不必担心绝缘恶化,并无漏电的可能

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     楼主| 发表于 2019-7-7 17:07 | 显示全部楼层
    有源压电蜂鸣器
    是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5~15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。有源蜂鸣器的优点是,程序控制方便。

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     楼主| 发表于 2019-7-7 17:12 | 显示全部楼层
    如何区分有源和无源蜂鸣器
    大家要了解有源和无源这里的“源”不是指电源,而是指震荡源。也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源,所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵,就是因为里面多个震荡电路。实际是指驱动方式分类,有源驱动和无源驱动,有源蜂鸣器又称为直流蜂鸣器,其内部已经包含了一个多谐振荡器,只要在两端施加额定直流电压即可发声,具有驱动、控制简单的特点,但价格略高。无源蜂鸣器又称为交流蜂鸣器,内部没有振荡器,需要在其两端施加特定频率的方波电压(注意并不是交流,即没有负极性电压)才能发声,具有可靠、成本低、发声频率可调整等特点。

    外观上看
    两种蜂鸣器好像一样,但仔细看,两者的高度略有区别,有源蜂鸣器a,高度为9mm,而无源蜂鸣器b的高度为8mm。如将两种蜂鸣器的引脚郡朝上放置时,可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器,没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。

    万用表测电阻区别
    用万用表电阻档Rxl档测试:用黑表笔接蜂鸣器 "+"引脚,红表笔在另一引脚上来回碰触,如果触发出咔、咔声的且电阻只有8Ω(或16Ω)的是无源蜂鸣器;如果能发出持续声音的,且电阻在几百欧以上的,是有源蜂鸣器。同时有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声;而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样,需要接在音频输出电路中才能发声。

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     楼主| 发表于 2019-7-7 17:23 | 显示全部楼层
    有源蜂鸣器模块(低电平触发)

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     楼主| 发表于 2019-7-7 17:41 | 显示全部楼层
    模块电原理图


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     楼主| 发表于 2019-7-7 17:43 | 显示全部楼层
    模块描述
    1 模块采用S8050三极管驱动
    2 工作电压3.3V-5V
    3 设有固定螺栓孔,方便安装
    4 小板PCB尺寸:3.2cm * 1.3cm
    5 当I/O口输入低电平时,蜂鸣器发声
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