嵌入式硬件入门——蜂鸣器
蜂鳴器是一種常見的發聲器件，電子產品等設備經常會配備蜂鳴器作為聲音指示器
文章目錄
- 什么是蜂鳴器
- 蜂鳴器的種類
- 蜂鳴器電子知識
- 蜂鳴器的圖形標號
- 檢測蜂鳴器有源或無源
- 蜂鳴器的電壓與電流
- 蜂鳴器的輸出聲音的頻率
- 蜂鳴器的典型電路
什么是蜂鳴器
蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發聲器件。比如臺式電腦的主機開機會"滴"一聲、洗衣機按下按鍵及洗衣完成都會有聲響，以上這些聲音都是通過蜂鳴器來發出的。
蜂鳴器的種類
下面將在驅動方式、構造方式和封裝三個方面對蜂鳴器進行簡單的分類：
蜂鳴器的驅動方式可分為：有源蜂鳴器（內含驅動線路）和無源蜂鳴器（外部驅動）。這里的“源”指的是激勵源。蜂鳴器的發聲原理由振動裝置和諧振裝置組成。
無源蜂鳴器內部沒有激勵源，只有給它一定頻率的方波信號，才能讓蜂鳴器的振動裝置起振，從而實現發聲，同時，輸入的方波頻率不同，發出的聲音也不同（所以無源蜂鳴器可以模擬曲調實現音樂效果）。下圖為無源蜂鳴器的工作原理圖：(來源：百度百科)
有源蜂鳴器則不需要外部的激勵源，只需要接入直流電源，即可自動發出聲音（聲音頻率相對固定），它的工作發聲原理是：直流電源輸入經過振蕩系統的放大取樣電路在諧振裝置作用下產生聲音信號，原理圖如圖（來源：百度百科）
蜂鳴器按構造方式可以分成電磁式蜂鳴器和壓電式蜂鳴器。
電磁式蜂鳴器，主要是利用通電導體會產生磁場的特性，用一個固定的磁鐵與通電導體產生磁力推動固定在線圈上的鼓膜。
壓電式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器使用壓電材料，壓電材料受到外力發生形變時壓電材料會產生電荷。同樣，當通電時壓電材料會發生形變，從而產生振動，發出聲音。
蜂鳴器的封裝種類有：插件式和貼片式。
插件式：
貼片式：
蜂鳴器電子知識
蜂鳴器的圖形標號
下圖是蜂鳴器在電路圖中的圖像符號: (BUZZER為蜂鳴器英文名)
檢測蜂鳴器有源或無源
檢測有源或無源，最直接的方法就是給蜂鳴器直流電，正負極一般在蜂鳴器外殼上已經注明。也可以通過看蜂鳴器背面判斷（無源蜂鳴器背面為綠色電路板）。
下面將介紹如何用萬用表檢測蜂鳴器是否有源:
- 將萬用表撥至“Rx1”檔位，用黑表筆接蜂鳴器的“+”極（網上兩種說法，也有說“-”極的），紅表筆不斷觸碰另一個引腳，如果蜂鳴器發出‘咔嚓’聲，且電阻較小（8Ω或16Ω），則說明為無源蜂鳴器；如果能發出持續的聲音且電阻在幾百Ω以上，則為有源蜂鳴器。
【注意】：上面的方法我沒有實測（實測沒成功），針對的應該是指針式萬用表，數字萬用表可能并不適用，因為數字萬用表的電阻檔位提供的電壓無法驅動蜂鳴器，如果想用數字萬用表檢測，可以使用蜂鳴器檔（或稱通斷檔）。測試方法：用兩個表筆接到蜂鳴器兩端，如果是無源蜂鳴器，萬用表的蜂鳴器會響，且顯示阻值為8Ω或16Ω，如果沒響，或者電阻為無限大，說明這個蜂鳴器是有源的，或者壞了。。
蜂鳴器的電壓與電流
電壓
壓電式蜂鳴器一般需要比較高的電壓（建議9V以上），這樣它才能有足夠的音壓，較大的尺寸容易達到100dB（分貝），一些規格可以達到120dB。而電磁式蜂鳴器1.5V就能發出85dB以上的音壓了，不過其電流消耗要比壓電式蜂鳴器大。（網上有一種說法：壓電式蜂鳴器靠電壓發聲，電磁式蜂鳴器靠電流發聲）
一般12MM（直徑為12mm）無源的一般電壓是1.5V,有源電磁式蜂鳴器的一般電壓為1.5，3.0，5.0，9.0，12V。
電流
壓電式蜂鳴器電流一般不會超過30mA，分唄在75分唄以上。如果是壓電陶瓷蜂鳴器，額定電流可能是1-10mA（由陶瓷片的面積決定），如果是電磁式蜂鳴器，額定電流就比較大，一般為40~80mA，有些甚至可以達到100mA。
蜂鳴器的輸出聲音的頻率
無源蜂鳴器需要1.5~2.5kHz（與蜂鳴器種類有關）的音頻信號，這個音頻信號即一個高低變化頻率為1.5-2.5kHz的方波。實際上頻率小于1.5kHz也是有聲音的，只是不那么準了，可能是嘟嘟聲。
電磁式有源蜂鳴器的響應范圍是2300±300HZ（輸出聲音的頻率）。
蜂鳴器的典型電路
以有源蜂鳴器為例
NPN型三極管，網上很多人的電路三極管用的都是9013，但是proteus里沒有9013，我就換成了和它類似的2N5551，當IO置高時，NPN三極管的b端電壓比e端高出0.7V以上，此時c端和e端導通，蜂鳴器開始工作。3.3K下拉電阻的作用是防止IO在不穩定狀態下對蜂鳴器造成誤觸發。
仿真圖：
PNP型三極管，2N5401與2N5551是一對極性不同但屬性相同的三極管，當IO端被拉低時，e端電壓比b端高出0.7V之后，e端和c端導通，蜂鳴器開始工作。上拉電阻是為了防止IO在被干擾時對蜂鳴器造成誤觸發。【下圖并不是最常見的應用電路圖，常見的為蜂鳴器放PNP三極管下方】
仿真圖：
總結
以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式硬件入门——蜂鸣器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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