【雕爷学编程】Arduino动手做（49）---有源蜂鸣器模块

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（动手试试）出真知的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一做做实验，不管能否成功，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168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。

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。

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。

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
　　
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。　

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。　

模块电原理图



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

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（49）

实验四十九：有源蜂鸣器报警器发声模块 （低电平触发）

按键按下发声，LED亮暗反转

*/

 

#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);

  }