智能硬件(8)之蜂鸣器模块

        学好开源硬件，不仅仅需要会编程就可以了，电路基础是很重要的；软件和硬件都玩的溜，才是高手，那么小编为了方便大家的学习，特别画了一块智能传感器板子，来带领大家学习电路基础，玩转智能模块。其主要分为14个小模块，主要是针对各种百名带赛事量身定制的智能模块。

       今天小编来带领大家来学习第四个模块，蜂鸣器模块：

一、材料准备

①2kΩ电阻2个

②npn三家管1个

③二极管1个

二、电路原理图

        

三、理论学习

        日常生活中，喇叭的使用场景是非常多的，如汽车喇叭，电视音响、手机铃声等，我们的蜂鸣器就是所属喇叭的一种。

    

3.1、蜂鸣器种类

3.1.1、从结构上可分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器

① 压电式蜂鸣器是通过压电陶瓷的压电效应原理工作的。当加有交变电压时，压电陶瓷产生机械振动，使蜂鸣器发声。这种蜂鸣器通常采用一体化结构，具有频率稳定、音色优美、体积小、重量轻、耗电量低等优点。

② 电磁式蜂鸣器则是利用电磁感应原理工作的。它主要由线圈和磁铁组成，当电流通过线圈时产生磁场，与磁铁相互作用，使蜂鸣器发声。这种蜂鸣器通常采用分体结构，具有声音大、频率范围宽、重量重等优点

3.1.2、按照驱动方式分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

① 有源蜂鸣器内部包含一个振荡电路，能将恒定的直流电转化为一定频率的脉冲信号，从而实现磁场交变，带动蜂鸣器振动发音

② 无源蜂鸣器内部不带振荡源，因此不能直接将直流电转化为声能。它需要接收 2K~5K 的方波信号才能工作，通过外部电路产生振荡信号来驱动蜂鸣器发音。

3.2、驱动电路

        电路上图所示，​​​​​​​三极管具有放大电流的能力，它可以将单片机或其他控制设备的微小电流放大到足以驱动蜂鸣器的电流。这样，既可以保护单片机或其它控制设备不被过大的电流损坏，也可以保证蜂鸣器能够正常工作。此外，还加了一个100欧姆的电阻作为限流电阻，用来限制电流的大小，防止由于电流过大而可能对电路中的其他元件造成损害。

        此外还加了一个 D4二极管，这个二极管称为续流二极管。蜂鸣器是感性器件，当三极管导通给蜂鸣器供电时，就会有导通电流流过蜂鸣器。电感的一个特点就是电流不能突变，导通时电流是逐渐加大的，这点没有问题，但当关断时，“电源-三极管-蜂鸣器-地”这条回路就截断了，过不了任何电流，那么储存的电流往哪儿去呢，就是经过D4 和蜂鸣器自身的环路来消耗掉了，从而就避免了关断时由于电感电流造成的反向冲击。

        一般都会在三极管的基极下拉一个电阻，给一个初始的点位0V，防止受环境影响出现假导通，蜂鸣器发声。

四、科普

①不通过单片机（主控芯片）直接驱动蜂鸣器，一是因为单片机电流太小，无法带动蜂鸣器，单片机的最大输出电流在20ma，蜂鸣器驱动需要100ma以上，二是怕蜂鸣器反向电流烧坏单片机。

②蜂鸣器在后续章节将作为重要的辅助器材来完成等多实验，包括电子琴的实现、歌曲播放等

③三极管一个比较重要的知识点，后续会针对其讲解，这里理解为是一个放大器就可以了