Урок 3. подключение и настройка пьезоизлучателя на arduino

Суть проекта

Мне хотелось сделать дальномер. Во-первых, из-за того, что у меня был ультразвуковой датчик и надо было научиться с ним взаимодействовать. Во-вторых, я хотел выводить всю информацию на OLED-дисплей. В статьях, которые я находил, либо рассказывалось про работу с дисплеем и датчиком по отдельности, либо они являлись частью совершенно другого проекта. Я собрал все необходимое тут и надеюсь, что это сможет как-то помочь другим.

Что понадобится?

• Любая плата Arduino (у меня Uno);

• Ультразвуковой дальномер HC-SR04;

• OLED-дисплей на 0,96 дюймов;

• Соединительные провода;

• Макетная плата.

Описание и схема работы зуммера

Зуммер, пьезопищалка – все это названия одного устройства.  Данные модули используются для звукового оповещения в тех устройствах и системах, для функционирования которых в обязательном порядке нужен звуковой сигнал. Широко распространены зуммеры в различной бытовой технике и игрушках, использующих электронные платы. Пьезопищалки преобразуют команды, основанные на двухбитной системе счисления 1 и 0, в звуковые сигналы.

Пьезоэлемент “пищалка”

Пьезопищалка конструктивно представлена металлической пластиной с нанесенным на нее напылением из токопроводящей керамики. Пластина и напыление выступают в роли контактов. Устройство полярно, имеет свои «+» и «-». Принцип действия зуммера основан на открытом братьями Кюри в конце девятнадцатого века пьезоэлектрическом эффекте. Согласно ему, при подаче электричества на зуммер он начинает деформироваться. При этом происходят удары о металлическую пластинку, которая и производит “шум” нужной частоты.

Устройство пьезодинамика пищалки

Нужно также помнить, что зуммер бывает двух видов: активный и пассивный. Принцип действия у них одинаков, но в активном нет возможности менять частоту звучания, хотя сам звук громче и подключение проще. Подробнее об этом чуть ниже.

Модуль пищалки для Ардуино

Если сравнивать с обыкновенными электромагнитными преобразователями звука, то пьезопищалка имеет более простую конструкцию, что делает ее использование экономически обоснованным. Частота получаемого звука задается пользователем в программном обеспечении (пример скетча представим ниже).

Управление устройствами с помощью хлопков

В нашем следующем проекте мы будем использовать звуковой датчик в качестве «детектора хлопков», который включает устройства, питающиеся от сети переменного тока, хлопком в ладоши.

В данном проекте для управления питанием устройств используется одноканальный модуль реле, который будет коммутировать переменное напряжение сети 220 В.

Схема соединений

Схема соединений в этом проекте очень проста.

Сначала необходимо подать питание на датчик и модуль реле. Подключите их выводы VCC к выводу 5V на Arduino, и выводы GND к выводу GND на Arduino.

Затем подключите выходной вывод (OUT) звукового датчика к цифровому выводу 7 на Arduino, а управляющий вывод (IN) на модуле реле к цифровому выводу 8 Arduino.

Вам также необходимо поместить модуль реле в линию питания устройства, которым вы хотите управлять. Вам придется разрезать один провод в кабеле питания и подключить один конец отрезанного провода (идущий от вилки) к выводу COM (общий) модуля реле, а другой к выводу NO (нормально разомкнутый).

Схема соединений показана на следующем рисунке.

Рисунок 7 – Схема подключения датчика звука и модуля реле к плате Arduino

Код Arduino

Ниже приведен скетч для управления устройствами с помощью хлопков.

После того, как вы загрузили программу в Arduino, и всё включили, датчик должен включать или выключать управляемое устройство каждый раз, когда вы хлопаете.

Объяснение

Если вы сравните этот скетч с предыдущим, вы заметите много общего, кроме нескольких вещей.

В начале мы объявляем вывод Arduino, к которому подключен вывод управления реле (IN). Мы также определили новую переменную для хранения состояния реле.

В функции мы настраиваем вывод как выходной.

Теперь, когда мы обнаруживаем звук хлопка, вместо того, чтобы печатать сообщение в мониторе последовательного порта, мы просто переключаем состояние реле.

Что понадобится

    — микроконтроллер Arduino Uno
    — четыре светодиода любых цветов
    — четыре сопротивления на 220 Ом
    — пьезопищалка
    — потенциометр
    — макетная плата
    — соединительные провода «папа-папа»

Микроконтроллер Arduino Uno рассчитан на работу с повторяющимися процессами. Основной код программы записывается в цикл loop: когда контроллер выполняет последнюю команду, он возвращается к первой строке цикла и начинает повторять программу заново. Это отлично подойдёт для создания метронома — прибора, который отсчитыват равные интервалы времени.

Метроном я соберу на макетной плате — мне не придётся паять детали, а если где-нибудь ошибусь, смогу исправится за несколько секунд.

3 Извлекаем звук из пьезоизлучателяс помощью функции tone()

Но частоту звучания можно менять по-другому. Для этого извлечём звук из пьезоизлучателя посредством встроенной функции tone(). Пример простейшего скетча приведён на врезке.

int soundPin = 3; /* объявляем переменную с номером пина, 
  на который мы подключили пьезоэлемент */
void setup() {
    pinMode(soundPin, OUTPUT); //объявляем пин 3 как выход.
    Serial.begin(9600); // будем выводить в порт текущую частоту
}

void loop() {
    for (int i=20; i

Функция tone() принимает в качестве аргументов номер вывода Arduino и звуковую частоту. Нижний предел частоты – 31 Гц, верхний предел ограничен параметрами пьезоизлучателя и человеческого слуха. Чтобы выключить звук, посылаем в порт команду noTone().

А вот так будет выглядеть временная диаграмма сигнала, который генерирует функция tone(). Видно, что каждые 100 мс частота увеличивается, что мы и слышим:

Временная диаграмма сигнала функции tone()

Как видите, с помощью пьезоизлучателя из Ардуино можно извлекать звуки. Можно даже написать несложную музыкальную композицию, задав ноты соответствующими частотами, а также определив длительность звучания каждой ноты посредством функции delay().

Обратите внимание, что если к Ардуино подключены несколько пьезоизлучателей, то единовременно будет работать только один. Чтобы включить излучатель на другом выводе, нужно прервать звук на текущем, вызвав функцию noTone()

Важный момент: функция tone() накладывается на ШИМ сигнал на «3» и «11» выводах Arduino. Т.е., вызванная, например, для пина «5», функция tone() может мешать работе выводов «3» и «11». Имейте это в виду, когда будете проектировать свои устройства.

Примеры мелодий для зуммера

Для того, чтобы разнообразить работу с новым проектом, добавить в него «развлекательный» элемент, пользователи придумали задавать определённый набор частот звука, делая его созвучным некоторым знаменитым композициям из песен и кинофильмов. Разнообразные скетчи для таких мелодий можно найти в интернете. Приведем пример мелодии для пьезопищалки для одного из самых узнаваемых треков «nokia tune»из ставших легендарными мобильников Nokia. Файл pitches.h можно сделать самим, скопировав его содержимое так, как указано в этой статье на официальном сайте.

Скетч

При написании собственных мелодий пригодится знание частот нот и длительностей интервалов, используемых в стандартной нотной записи.

Частота нот для пищалки Ардуино

Подключения зуммера к Arduino

Подключение модуля пьезоэлемента к Ардуино выглядит достаточно простым. Потребляемый ток маленький, поэтому можно просто напрямую соединить с нужным пином.

Подключение пищалки к Ардуино (порт 12)

Электрическая схема подключения пьезоэлемента без сопровождающих модулей выглядит следующим образом.

Схема подключения зуммера

На некоторых вариантах корпусов зуммера можно найти отверстие для фиксации платы при помощи винта.

Зуммер arduino имеет два выхода

Следует обратить внимание на их полярность. Темный провод должен быть подключен к «земле», красный – к цифровому пину с PWM

Один вывод настраивается в программе как «вход». Arduino отслеживает колебания напряжения на выводе, на который подаётся напряжение с кнопки, резистора и датчиков.

Пищалка Арудино с названиями контактов

Напряжение на «вход» подается различное по значениям, система четко фиксирует только два состояния – вышеупомянутые 1 и 0 (логические ноль и единица). К логической единице будет относиться напряжение 2,3-5 В. Режим «выход» – это когда Arduino подает на вывод логический ноль/единицу. Если брать режим логического нуля, тут величина напряжения настолько мала, что ее не хватает для зажигания светодиода.

Схема подключения пищалки к Ардуино

Обратите внимание, что входы довольно чувствительны к внешним помехам разного рода, поэтому ножку пьезопищалки через резистор следует подключать к выводу. Это даст высокий уровень напряжения на ножке

Использование функции arduino delay

Синтаксис

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // подаем высокий сигнал на 13 пин
  delay(10000);            // пауза 10000мс или 10 секунд
  digitalWrite13, LOW);    // подаем низкий сигнал на 13 пин
  delay(10000);            // пауза 10000мс или 10 секунд
}

В методе setup прописываем, что пин 13 будет использоваться, как выход. В основной части программы сначала на пин подается высокий сигнал, затем делаем задержку в 10 секунд. На это время программа как бы приостанавливается. Дальше подается низкий сигнал и опять задержка и все начинается сначала. В итоге мы получаем, что на пин поочередно подается, то 5 В, то 0.

Нужно отчетливо понимать, что на время паузы с помощью delay работа программы приостанавливается, приложение не будет получать никаких данных с датчиков. Это является самым большим недостатком использования функции delay в Arduino. Обойти это ограничения можно с помощью прерываний, но об этом мы поговорим в отельной статье.

Устройство пьезоизлучателя (пьезодинамика)

Благодаря низкой стоимости и малого потребления энергии, по сравнению с динамиками, пьезокерамические излучатели звука (пьезодинамики) — акустические устройства для воспроизведения звука, использующие пьезоэлектрический эффект. Пьезоизлучатели получили широкое распространение: их используют в различных устройствах — будильниках, телефонах, игрушках и в другой технике.

Фото. Устройство пьезоизлучателя (пьезопищалки) и динамика

По сравнению с традиционными электромагнитными преобразователями звука, пьезоизлучатели имеют простую конструкцию. Пьезокерамический излучатель состоит из металлической пластины, на которую нанесена пьезоэлектрическая керамика, имеющая токопроводящее напыление. Пластина и напыление являются контактами пьезоизлучателя (буззера), при этом устройство имеет полярность — плюс и минус.

Принцип действия излучателей основан на эффекте, открытом братьями Кюри в 1880 г. В пьезокристаллах под действием механических сил на сдвиг, изгиб или кручение образуются электрические заряды. Кроме «прямого» эффекта существует и обратный эффект — если подать электричество на кристалл, то он начнет деформироваться. При частых колебаниях кристалла создается звуковая волна с заданной частотой.

Примеры мелодий для зуммера

Для того, чтобы разнообразить работу с новым проектом, добавить в него «развлекательный» элемент, пользователи придумали задавать определённый набор частот звука, делая его созвучным некоторым знаменитым композициям из песен и кинофильмов. Разнообразные скетчи для таких мелодий можно найти в интернете. Приведем пример мелодии для пьезопищалки для одного из самых узнаваемых треков «nokia tune»из ставших легендарными мобильников Nokia. Файл pitches.h можно сделать самим, скопировав его содержимое так, как указано в этой статье на официальном сайте.

При написании собственных мелодий пригодится знание частот нот и длительностей интервалов, используемых в стандартной нотной записи.

Частота нот для пищалки Ардуино

Зуммер

В данной статье расскажем что такое зуммер, его области применения, и как его подключать.

Бузер, Зуммер, Пьезоэлектрический излучатель, Пищалка или как нибудь ещё? — существует большое количество названий этой маленькой пищащей заразы, которая говорит о том, что случилось что-то не очень хорошее. Как часто я просто ненавидел этот звуковой зуммер с противным писком.

Наверное я не одинок в этом желании. Наверняка вы слышали крайне неприятный приятный звук, который на вас по ошибке (или не очень) давала система на входе/выходе из магазина. Согласитесь, что это крайне неприятный звук.

Зуммер – устройство позволяющее генерировать звук определённой частоты. Обычно диапазон частот находиться в диапазоне от 1 – 10 кгц и если вам попался звуковой зуммер, то идёт характерный звук: «пиииииип».

Он является самым простым способом сделать писк, который хорошо и далеко слышно. Последнее зуммер делает особенно хорошо, так как стандартные зуммеры создают звуковые волны, с коэффициентом затухания 85-90дб на 30 см. В результате маленького зуммера хватает на небольшой ангар.

Мне лично попал вот такой экземпляр (модель sl1i-12fsp):

С ним я и проводил все свои пробы зуммеров. Оказалось, что его хорошо слышно даже в толпе орущих детей, так как сигнал содержит высокую частоту, которой мало в человеческом голосе. Это позволяет практически всегда сказать, работает он или нет. В случае, если у вас нет толпы детей, а есть работающий вентилятор/двигатель/что-то похожее, то не сомневайтесь, слышно его будет очень хорошо.

Подключение Зуммера

Подключение к схеме проводиться как у батарейки или диода. На устройстве есть обозначения «+» и «-». Подключаем их к питающему напряжению от 3 до 20 вольт, и радуемся получаемому звуку.

У зуммера есть небольшая инерционность, и после отключения питания он ещё некоторое время будет звучать.

Поэтому на нём моделировать звук не получиться, а вот как тревожная сигнализация получиться что надо.

Но при этом надо учитывать то, что есть зумеры с встроенным генератором. Они пищат прерывисто, с определённой частотой. Это позволяет используя разные зумеры, которые говорят о разных событиях.

Стоят они дороже, но если вы собираете что-то без микроконтроллера, то это отличный финт ушами.

Области применения Зуммера

• Я предлагаю применить данную схему в следующих направлениях:
• 1)охранные системы
• 2)датчики, сигнализирующие о воздействиях любого рода.
• 3)бытовая техника (например в микроволновках, где сигнал о окончании работы подаётся именно зуммером).
• 4)игрушках.
• 5)в любых устройствах, где требуется звуковое оповещение.

Личный опыт использования

Мне встречались зуммеры различных конструкций и характеристик. Пищали они всегда очень стабильно, и не требуя практически никаких дорогостоящих усилителей звуковых частот. Многие разработчики их очень любят, но я выявил ряд сложностей при работе с ними:

1) Крайне противный звук при отработке. Конечно, если у вас частота работы данной части раз в несколько дней, то ещё ничего, но во время тестов пищать он будет постоянно, что неминуемо отразится на вашей восприимчивости и желании работать.

2) Достаточное энергопотребление для носимой электроники. Ставить в то, что вы будете носить с собой такую штуку определённо не стоит.

Некоторые рекомендации

Определение лучше производить, выявив высоту тонов и длительность произношения в каждом конкретном случае, под индивидуальные характеристики голоса человека. Впоследствии, ввести в скетч усреднение полученных данных на аналоговом входе, алгоритмы которых легко можно найти через поисковые системы. Последнее действие нужно для случаев, когда оператор охрип, осип, устал или находится под действием еще каких-либо факторов, изменяющих вокальные характеристики.

Разбор последовательности звуков проводится не точным соответствием, а логическими условиями, по причине пропуска некоторых в разговорной речи. То есть, предположим, существует массив, содержащий последовательность значений гласных и шипящих, аналогичных используемым в самой команде. Тогда разбор голоса будет выглядеть следующим образом:

Для качественного распознавания речи используют различные более сложные алгоритмы. Например нейросетевой с предварительным разложением в ряд Фурье:

1. Разделить фразу на отдельные слова, отслеживая промежутки тишины;
2. Разложить запись каждого отдельного слово в ряд Фурье — таким образом определятся коэффициенты, соответствующие отдельным частотным составляющим;
3. Пропустить вычисленные в п.2 коэффициенты через нейросеть, которая на выходе даст значение слов.

Для выполнения такого обучения на вход сети подают эталонное слово, а затем с помощью специальных алгоритмов (например, обратного распространения ошибки) подбирают значения структурных коэффициентов нейронной сети, при которых нейросеть выдаёт правильное значение на выход.

3 Извлекаем звук из пьезоизлучателяс помощью функции tone()

Но частоту звучания можно менять по-другому. Для этого извлечём звук из пьезоизлучателя посредством встроенной функции tone(). Пример простейшего скетча приведён на врезке.

int soundPin = 3; /* объявляем переменную с номером пина, 
  на который мы подключили пьезоэлемент */
void setup() {
    pinMode(soundPin, OUTPUT); //объявляем пин 3 как выход.
    Serial.begin(9600); // будем выводить в порт текущую частоту
}

void loop() {
    for (int i=20; i

Функция tone() принимает в качестве аргументов номер вывода Arduino и звуковую частоту. Нижний предел частоты – 31 Гц, верхний предел ограничен параметрами пьезоизлучателя и человеческого слуха. Чтобы выключить звук, посылаем в порт команду noTone().

А вот так будет выглядеть временная диаграмма сигнала, который генерирует функция tone(). Видно, что каждые 100 мс частота увеличивается, что мы и слышим:

Временная диаграмма сигнала функции tone()

Как видите, с помощью пьезоизлучателя из Ардуино можно извлекать звуки. Можно даже написать несложную музыкальную композицию, задав ноты соответствующими частотами, а также определив длительность звучания каждой ноты посредством функции delay().

Обратите внимание, что если к Ардуино подключены несколько пьезоизлучателей, то единовременно будет работать только один. Чтобы включить излучатель на другом выводе, нужно прервать звук на текущем, вызвав функцию noTone()

Важный момент: функция tone() накладывается на ШИМ сигнал на «3» и «11» выводах Arduino. Т.е., вызванная, например, для пина «5», функция tone() может мешать работе выводов «3» и «11». Имейте это в виду, когда будете проектировать свои устройства.

Описание и схема работы зуммера

Зуммер, пьезопищалка – все это названия одного устройства. Данные модули используются для звукового оповещения в тех устройствах и системах, для функционирования которых в обязательном порядке нужен звуковой сигнал. Широко распространены зуммеры в различной бытовой технике и игрушках, использующих электронные платы. Пьезопищалки преобразуют команды, основанные на двухбитной системе счисления 1 и 0, в звуковые сигналы.

Пьезопищалка конструктивно представлена металлической пластиной с нанесенным на нее напылением из токопроводящей керамики. Пластина и напыление выступают в роли контактов. Устройство полярно, имеет свои «+» и «-». Принцип действия зуммера основан на открытом братьями Кюри в конце девятнадцатого века пьезоэлектрическом эффекте. Согласно ему, при подаче электричества на зуммер он начинает деформироваться. При этом происходят удары о металлическую пластинку, которая и производит “шум” нужной частоты.

Нужно также помнить, что зуммер бывает двух видов: активный и пассивный. Принцип действия у них одинаков, но в активном нет возможности менять частоту звучания, хотя сам звук громче и подключение проще. Подробнее об этом чуть ниже.

Если сравнивать с обыкновенными электромагнитными преобразователями звука, то пьезопищалка имеет более простую конструкцию, что делает ее использование экономически обоснованным. Частота получаемого звука задается пользователем в программном обеспечении (пример скетча представим ниже).

Примеры для зуммера активного:

Вывод короткого звукового сигнала.

Как видно из скетча, управлять Trema-зуммером со встроенным генератором так же легко, как и обычным светодиодом.

Продолжаем серию уроков “Arduino для начинающих”. Сегодня собираем модель с пьезоэлементом (динамиком), которые используются в робототехники для управления звуками, издаваемыми роботом. В статье вы найдете видео-инструкцию, листинг программы, схему подключения и необходимые компоненты.

Пьезоэлемент — электромеханический преобразователь, одним из разновидностей которого является пьезоизлучатель звука, который также называют пьезодинамиком, просто звонком или английским buzzer. Пьезодинамик переводит электричеcкое напряжение в колебание мембраны. Эти колебания и создают звук (звуковую волну).

В нашей модели частоту звука можно регулировать, задавая соответствующие параметры в программе. Такая модель может быть встроена в робота, который будет издавать звуки.

Видео-инструкция сборки модели:

Для сборки модели с пьезоэлементом нам потребуется:

• плата Arduino
• провода “папа-папа”
• пьезоэлемент
• программа Arduino IDE, которую можно скачать с сайта Arduino.

Что потребуется для подключения динамика на Arduino?

Схема подключения модели Arduino с пьезоэлементом:

Схема подключения пьезоэлемента (динамика) на Arduino

Для работы этой модели подойдет следующая программа (программу вы можете просто скопировать в Arduino IDE):

int p = 3; //объявляем переменную с номером пина, на который мы //подключили пьезоэлемент void setup() //процедура setup <pinMode(p, OUTPUT); //объявляем пин как выход > void loop() //процедура loop <tone (p, 500); //включаем на 500 Гц delay(100); //ждем 100 Мс tone(p, 1000); //включаем на 1000 Гц delay(100); //ждем 100 Мс >

Так выглядит собранная модель Arduino с пьезоэлементом:

Собранная модель подключения динамика на Arduino

После сборки модели попробуйте поменять в программе частоты звука и посмотрите, как изменится работа модели.

Посты по урокам:

Все посты сайта «Занимательная робототехника» по тегу Arduino.

Наш YouTube канал, где публикуются видео-уроки.

Пищалка на Ардуино, которую часто еще называют зуммером, пьезодинамиком или даже баззером – частый гость в DIY проектах. Этот простой электронный компонент достаточно легко подключается к платам Arduino, поэтому вы можете быстро заставить вашу схему издавать нужные звуки – сигнализировать, пищать или вполне сносно проигрывать мелодию. В данной статье расскажем про отличие активных и пассивных зуммеров, разберем схему подключения пьезоэлемента к плате Ардуино и покажем пример скетча для управления пищалкой. А еще вы найдете пример мелодии, которыми cможете снабдить свой проект.

Подключение и настройка Seeeduino Lotus

Для программирования платы Seeeduino можно использовать привычную всем среду Arduino IDE. Т.к. на борту у нас обычный микроконтроллер ATMEGA328, то в меню “Платы” можно выбрать обычную Arduino/Genuino Uno. Но у поставщика есть свои пакеты и библиотеки поддержки программирования для набора, рекомендуем установить их.

Подключение платы

Для загрузки поддержки платы требуется добавить источник в менеджеры плат. Для этого откройте Настройки (Файл – Настройки) и введите следующую строчку в поле “Дополнительные ссылки для Менеджера Плат” (несколько ссылок можно перечислять через запятую).

Настройка менеджера плат Seeeduino Studio

После этого мы переходим в Менеджер плат (Инструменты – Плата – Менеджер плат), находим элемент Seeeduino AVR и загружаем модуль поддержки этой платы.

Загрузка пакета поддержки для платы Seeeduino AVR

После завершения загрузки нам остается перейти в меню Инструменты – Плата и выбрать из списка плату Seeeduino Lotus.

Выбор платы Seeeduino Lotus

Все, можно приступать к программированию. Некоторые полезные примеры появились в соответствующем разделе меню Файл – Примеры.

Резонансный объем

Правильный выбор акустического объема – это самая важная вещь, о которой почти никогда не пишут. Что это такое и зачем он нужен? Все вы когда-нибудь видели гитару. Я имею в виду акустическую гитару. У нее тоже есть коробка, которая усиливает звук. Если ее убрать и оставить только гриф со струнами звук будет в разы тише. Аналогичный объем нужен и для нашей пищалки. Обычно, пищалки монтируют в корпус прибора, поэтому элементы корпуса и будут формировать нужный объем. Я реализовал его с помощью кольца, которое вклеивается внутри корпуса. На фото кольца напечатаны на 3D принтере. Вы можете изготовить его из любого прочного материала – пластика, древесины и т.д.. Звук выходит через отверстие в корпусе. Размеры кольца и отверстия:

Диаметр кольца – примерно 28мм Высота кольца – 2.6мм Диаметр выходного отверстия – 5мм.

Обратите внимание, какой стороной вклеена пищалка. Для того, чтобы вывести провода в кольце сделан специальный паз

Проще было бы вклеивать пищалку так, чтобы оба провода выходили сверху. Так раньше и делал. Но оказалось, что при таком положении звук значительно громче.

P.S. Размеры внутренних объемов различных пищалок:

С чего начать работу с Ардуино

Если вы делаете первые шаги в мире Ардуино, то советуем вам заранее приготовиться к двойному потоку знаний. Во-первых, вам придется разобраться с тем, что такое контроллер Arduino, какие устройства можно к нему подключить и как это сделать. Потребуется разобраться с основами электроники. Во-вторых, придется научиться навыкам программирования в Arduino. Для профессиональной работы нужны знания C++, для начинающих доступны многочисленные графические среды с блочным программированием. Например, mBlock или ArduBlock. При отсутствии реальной платы можно воспользоваться одним из эмуляторов ардуино.

Все это потребует и времени, и знаний, но результатом станет удивительное ощущение восторга от сделанных своими руками умных устройств

Счастья от того, что вы стали почти волшебником, приближаясь шаг за шагом к вершинам технического мастерства. Крайне важно, чтобы теория сочеталась с практикой и вы как можно быстрее переходили от чтения статей к созданию реальных устройств

Калибровка датчика звука

Для получения точных показаний с вашего звукового датчика, рекомендуется сначала его откалибровать.

Для калибровки цифрового выхода (OUT) модуль содержит встроенный потенциометр.

Поворачивая движок потенциометра, вы можете установить пороговое значение. Таким образом, когда уровень звука превышает пороговое значение, светодиод статуса загорается, а на цифровой выход (OUT) выдается низкий логический уровень.

Теперь, чтобы откалибровать датчик, хлопайте рядом с микрофоном и подстраивайте потенциометр, пока вы не увидите, что светодиод состояния на модуле мигает в ответ на ваши хлопки.

Теперь ваш датчик откалиброван и готов к использованию.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели вопросы использования пищалки в проектах Arduino: разобрались с пассивным и активным зуммерами, осветили некоторые теоретические вопросы по строению пьезоэлемента. Узнали, как подключить пьезопищалку к ардуино и как запрограммировать скетч для работы с активными, пассивными модулями. Как видно, ничего особенно сложного в работе с зуммерами нет и вы сможете легко включить аудио возможности в свой проект. Причем помимо обычных гудков вы можете создавать целые музыкальные произведения.

Теперь давайте рассмотрим схему датчика.

Кроме операционного усилителя нам понадобится еще несколько легкодоступных компонентов.

Самый обычный микрофон. Если полярность микрофона не обозначена, то достаточно взглянуть на его контакты. Минусовой всегда уходит на корпус, а в схеме, соответственно, соединяется с «землей».

В моем случае в качестве «золотой середины» применен резистор на 620 кОм.

Но в идеале нужно использовать переменный резистор соответствующего номинала. При чем, как показали опыты больший номинал лишь повышает чувствительность устройства, но при этом появляется больше «шумов».

Сборка завершена. Схему установил в корпусе, который изготовил из небольшого обрезка пластиковой трубки.Переходим к тестированию устройства. Я подключу его к плате Arduino UNO. Переходим в среду разработки Ардуино и открываем пример AnalogReadSerial в разделе Basics.

Перед загрузкой в плату изменяем задержку на 50 миллисекунд и вгружаем. После этого делаем пробный хлопок и следим за показаниями. В момент хлопка они подскакивают, постарайтесь примерно запомнить это значение и вернитесь к скетчу.В скетч добавляем пару строк.

Вместо «Х» вставляете то самое значение, загружаете и снова хлопаете. Так продолжайте до тех пор, пока не подберете оптимальное значение срабатывания. При завышенном значении условие будет выполняться лишь при хлопке на очень близком расстоянии. При заниженном значении условие будет выполняться при малейшем шуме или звуке шагов.

Модули KY-038 и KY-037 представляют собой датчики звука. Отличие версии 037 от 038 лишь в размере микрофона. Эти модули находят свое применение в различных системах управления. Например, такие модули часто устанавливают в подъездах для включения освещения при звуке шагов, что позволяет значительно сэкономить электроэнергию. Также с помощью этих модулей можно управлять роботом посредством хлопков или других звуков.

Модуль состоит из микрофона и потенциометра, позволяющего регулировать чувствительность датчика. Также в модуле имеется компаратор – устройство, посылающее цифровой сигнал при достижении аналоговым сигналом на входе определенных значений.

Характеристики:

• Питание: 3,3-5 В постоянного тока
• Потребляемый ток: 10 мА
• Выходной сигнал: цифровой и аналоговый

Модуль имеет 4 вывода:

“A0” – аналоговый выход, передающий выходное напряжения на микрофоне

“D0” – цифровой выход, посылающий логическую единицу при достижении порогового уровня громкости

Подключение к Arduino

Для подключения датчика нам необходимы:

• Любая Arduino-совместимая плата
• Компьютер с установленной средой Arduino IDE.
• USB кабель для подключения Arduino к персональному компьютеру

В примере мы будем рассматривать подключение при помощи проводов типа папа-папа и макетной платы для соединения без пайки.

1) Для начала просто подключим датчик к плате, для анализа выходных сигналов.

Принципиальная схема подключения компонентов:

После того как этот скетч загрузится в плату, откройте монитор порта и наблюдайте за получаемыми значениями в тишине и при возникновении шума.

Попробуйте изменить чувствительность датчика, вращая винт потенциометра и повторите наблюдение.

2) Теперь добавим в нашу схему светодиод и попробуем управлять им с помощью хлопков.

Для подключения светодиода необходим резистор номиналом около 220 Ом.

Принципиальная схема подключения компонентов:

Похожие записи:

Как производится пластик? упрощенный процесс производства пластмасс Самостоятельная утилизация строительного мусора Даташит isd1820 pdf ( datasheet ) Самодельный заточной станок для цепей бензопил Устройство запорного клапана сливного бачка унитаза Устройство артезианской скважины: плюсы и минусы, документальное оформление, виды и работы по бурению