ماژول بازر پسیو 

کلمه buzzer از کلمه آلمانی “summer” به معنای buzz (صدای کوتاه و پیوسته ویز ویز کردن) می آید. بازر اساساً یک دستگاه پخش کننده صدا است که به طور سنتی به عنوان یک دستگاه سیگنال استفاده می شود. بازر ها دارای دو نوع اکتیو و پسیو هستند و می توانند الکترو مکانیکی یا پیزو الکتریک باشند. در این مطلب قصد داریم به بررسی اینکه ماژول بازر پسیو چیست بپردازیم.

بازر پسیو چیست؟

زنگ یا Buzzerها نقش یکپارچه ای در ساختار مبدل های الکترونیکی، منبع تغذیه ولتاژ DC، رایانه ها، چاپگرها ، دستگاه های کپی ، آلارم، اسباب بازی های الکترونیکی، تجهیزات الکترونیکی خودرو، تلفن ها، تایمر و غیره ایفا می‌کنند.

Buzzer نوعی دستگاه صوتی است که انرژی الکتریکی را به سیگنال صوتی تبدیل می کند و عمدتاً برای زنگ هشدار یا آلارم استفاده می شود. با توجه به طراحی و کاربرد مختلف، می تواند صدای موسیقی، صدای فلوت، زنگ، صدای زنگ، زنگ برق و سایر صداهای مختلف را تولید کند.

بازرها به دو دسته تقسیم می شوند؛ بازر اکتیو و بازر پسیو.

بازر پسیو در واقع یک صدای جیغ مانند الکترومغناطیسی است که برای تولید سیگنال های صوتی با فرکانس های مختلف استفاده می شود.

ماژول بازر اکتیو ساده ترین ماژول برای تولید صدایی در حدود 2 کیلو هرتز است که اغلب هنگام کار با آردوینو و پروژه های دیگر به آن نیاز است.

ماژول بازر پسیو

در حالت کلی دو نوع بازر وجود دارد: Piezo Buzzer و Magnetic Buzzer

در Piezo Buzzer بازرتوسط مولتی ویبراتور، . resonance Boxe ،تطبییق امپدانس  و سایر اجزا Piezo می‌شود که برخی ازاین نوع بازرها به دیودهای نوری مجهز شده‌اند که با روشن شدن سوییچ در محدوده ولتاژ عملکرد،نوسانساز شروع به کار کرده و سیگنال خروجی به صورت سیگنال صوتی در محدوده فرکانس 1.5 تا 2.5 کیلوهرتز را تولید می‌کند.

در Magnetic Buzzerبازر توسط نوسان ساز، سیم پیچ الکترومغناطیسی، آهنربا، دیافراگم و سایر اجزای سازنده Magnetic می‌شود. پس از روشن شدن، سیگنال صوتی توسط جریان نوسان ساز از طریق سیم پیچ الکترومغناطیسی که این سیم پیچ الکترومغناطیسی یک میدان مغناطیسی را تولید کرده است، ایجاد می شود.

ازفرکانس‌های مختلف سیگنال PWM می توان برای ایجاد صداهای مختلف با استفاده از Piezo-Buzzer استفاده کرد.
با آردوینو می توانید کارهای زیادی انجام دهید، متداول ترین آنها برای نمایش های صدا و نور است.

تفاوت بین بازر پسیو و بازر اکتیو چیست؟

بازر اکتیو به این دلیل اکتیو نامیده می شود که برای تولید صدا فقط به ولتاژ DC نیاز دارد در حالی که بازر پسیو برای تولید صدا به ولتاژ AC نیاز دارد. تفاوت اصلی بین بازر اکتیو و بازر پسیو این است که بازر اکتیو به طور مستقل صدا تولید می کند. برای انجام این کار، کاربر باید با اعمال ولتاژ به کنتاکت ها یا با قطع برق، به سادگی آن را روشن یا خاموش کند.

از طرف دیگر، یک بازر پسیو به منبع سیگنال نیاز دارد که پارامترهای سیگنال صدا را تنظیم می کند. یک برد آردوینو می تواند چنین منبعی باشد. بازر اکتیو، سیگنال صوتی بلندتری نسبت به رقیب خود تولید می کند. فرکانس صدای منتشر شده توسط بازر اکتیو 2.5 کیلوهرتز +/- 300 هرتز است. ولتاژ منبع تغذیه برای صدای جیغ مانند از 3.5 ولت تا 5 ولت متغیر است.

شکل هندسی بازرها به هیچ وجه با یکدیگر تفاوتی ندارد و نمی‌توان عنصری را با توجه به این مشخصه به نوع دیگری نسبت داد. در صورت وجود مقاومت و تقویت کننده روی برد، از نظر بصری، بازر را می توان اکتیو تشخیص داد. یک بازر پسیو فقط یک عنصر کوچک پیزو روی برد دارد.

مزیت یک بازر پسیو این است که تن و صدای زنگ را می توان با فرکانس و قدرت محرک شکل موجی که برای هدایت آن استفاده می شود، کنترل کرد. در مقابل بازرهای اکتیو دارای مدار درایو هستند، بنابراین یک سیگنال سطح منطقی ساده، بازر را فعال می‌کند.

نحوه تشخیص بازر پسیو از بازر اکتیو

یک راه آسان برای تشخیص بازرهای اکتیو و پسیو، اتصال آنها به منبع ولتاژ DC مانند باتری 9 ولتی است. بازر ها پلاریزه هستند، بنابراین قبل از اتصال آن به باتری، بررسی کنید که کدام ترمینال مثبت و کدام ترمینال منفی است.

هنگامی که یک بازر پسیو را به باتری وصل می کنید، بازر صدای کلیک تند پخش می شود. اما هنگامی که یک بازر اکتیو را به باتری وصل می کنید، بازر صدای وزوز بلندی ایجاد می کند.

عملکرد بازر پسیو

بازر پسیو نوعی بازر مغناطیسی است. در داخل بازر، سیم پیچی وجود دارد که به پین های بازر وصل شده است. یک آهنربای گرد هم وجود دارد که سیم پیچ سیم را احاطه کرده است. یک فیلم فلزی نازک با وزنه فلزی متصل به قسمت بالایی بالای آهنربای گرد و سیم پیچ قرار می گیرد.

هنگامی که پالس های جریان به سیم پیچ اعمال می‌شود، اندوکتانس یا ظرفیت القاء مغناطیسی باعث می‌شود وزن فلز و فیلم فلزی به بالا و پایین ارتعاش کنند. ارتعاش فیلم فلزی امواج صوتی تولید می کند:

نحوه استفاده از بازر پسیو درARDUINO

یکی از مزایای بازر پسیو نسبت به بازر اکتیو این است که می‌توانید تن یا میزان صدای تولید شده توسط بازر را کنترل کنید. با بازرهای اکتیو فقط تولید یک صدا امکان‌پذیر است، اما با بازرهای پسیو می توانید هر صدایی در محدوده دینامیکی بازر را تولید کنید. بازر پسیو برای تولید صدا به سیگنال موج مربعی نیاز دارد و با تغییر فرکانس موج مربع می توانید زیر و بم صدا را تغییر دهید.

آردوینو دارای تابعی به نام tone()  است که امواج مربعی را در طیف وسیعی از فرکانس ها تولید می کند:

tone(pin, frequency, duration);

تابع tone ()  سه پارامتر دارد – عدد پینی که می‌خواهید موج مربعی را به آن بفرستید، فرکانس تن بر حسب هرتز و در صورت تمایل مدت زمان تن بر حسب میلی‌ثانیه.

تابع noTone()  می تواند برای خاموش کردن تابع tone()  استفاده شود:

noTone();

نحوه راه اندازی بازر پسیو با ARDUINO

بیایید مداری بسازیم که در میان مجموعه ای از نت های موسیقی از A تا G حرکت کند. برای انجام این کار به این قطعات نیاز خواهید داشت:

• برد آردوینو UNO
• بازر پسیو

ابتدا بازر پسیو را به این صورت به آردوینو وصل کنید:

مشخصات فنی ماژول بازر پسیو

ماژول بازر یک passive piezoelectric buzzer تشکیل شده است که با روشن و خاموش شدن سوییچ و با توجه به فرکانس ورودی می‌تواند طیف وسیعی از صداها بین فرکانس 1.5 تا 2.5 کیلوهرتز را تولید نماید.

مشخصات در جدول زیر آمده است:

پایه های ماژول

اتصال پایه ها در برد Arduino  و  Raspberry PI در جدول زیر آمده است:

مدار اتصالات ماژول بازر اکتیو

پایه های مختلف ماژول را مطابق جدول بالا و به صورت آنچه در تصویر زیر مشاهده می‌شود به برد آردوینو متصل کنید.

نحوه پروگرام کردن یک بازر پسیو در ARDUINO

هنگامی که بازر پسیو وصل شد، این کد را در آردوینو آپلود کنید:

int buzzerPin = 8; void setup() { pinMode(buzzerPin, OUTPUT); tone(buzzerPin, 1000, 2000); } void loop() { tone(buzzerPin, 440); // A4 delay(1000); tone(buzzerPin, 494); // B4 delay(1000); tone(buzzerPin, 523); // C4 delay(1000); tone(buzzerPin, 587); // D4 delay(1000); tone(buzzerPin, 659); // E4 delay(1000); tone(buzzerPin, 698); // F4 delay(1000); tone(buzzerPin, 784); // G4 delay(1000); noTone(buzzerPin); delay(1000); }

ابتدا یک متغیر برای buzzerPin اعلام می کنیم و آن را برابر با پایه 8 آردوینو قرار می دهیم. سپس buzzerPin را به عنوان OUTPUT در قسمت setup() قرار می دهیم.

اگر می خواهید زمانی که پروژه شما برای اولین بار اجرا می شود، صدایی پخش شود، می توانید تابع ()tone را در بخش setup()  قرار دهید. از آنجایی که بخشsetup()  تنها یک بار در هنگام شروع طرح اجرا می شود، زنگ صدا در هنگام راه اندازی یک صدای واحد تولید می کند. در این طرح، در هنگام راه اندازی، یک نواختن 1000 هرتز به مدت 2000 میلی‌ثانیه خواهیم داشت.

در بخشloop()  در مقیاس هفت نت موسیقی، A، B، C، D، E، F و G چرخه می‌زنیم. می توانید فرکانس‌های هر نت موسیقی بر حسب هرتز را به صورت آنلاین پیدا کنید. هفت نت وجود دارد، بنابراین ما به هفت تابعtone()  نیاز داریم.

هر تابعtone()  دارای اولین پارامتر تنظیم شده برای خروجی در buzzerPin است. پارامتر دوم فرکانس بر حسب هرتز است. نت A4 440 هرتز است، بنابراین 440 به عنوان دومین پارامتر در تابعtone()  برای نت موسیقی A4 استفاده می شود.

برای نت B4، پارامتر دوم 494 است که مربوط به 494 هرتز است. C4 523 هرتز است و به همین ترتیب تا G4 ادامه دارد.

زمانی که تابعtone()  در بخش loop()  استفاده می شود، پارامتر duration خیلی خوب کار نمی کند. بنابراین برای تنظیم مدت زمان تن در حلقه، از یک تابع delay() بعد از هر تابع tone() استفاده کنید. در این طرح، یک تابع ()delay وجود دارد که یک تاخیر 1000 میلی ثانیه ای (یک ثانیه ای) بعد از هر تابع ()tone را مشخص می کند.

در انتهای حلقه، تابع noTone() و تاخیر 1000 میلی ثانیه ای برای اضافه کردن یک دوره سکوت قبل از تکرار حلقه استفاده می شود. بعد از وصل کردن بازر و آپلود کردن کد، باید صدای بازر را بشنوید که از میان 7 نت در یک حلقه عبور می کند.

طبق کد که در زیر آمده است هنگامی که یک میدان مغناطیسی وجود داشته باشد پین 13 آردوینو (LED) روشن می‌شود.

int buzzer = 8 ; // Declaration of the buzzer-output pin
void setup ()
{
pinMode (buzzer, OUTPUT) ;// Initialization of the output pin.
}
void loop ()
{
unsigned char i;
while (1)
{

// The buzzer will be controlled by 2 different frequencies in this program.
// The signal is a square wave signal.
// The on and off of the buzzer will generate a sound which is nearly the sound of the frequency.
// The frequency will be defined from the time of the on and off period.

//Frequency 1

for (i = 0; i <80; i++)
{
digitalWrite (buzzer, HIGH) ;
delay (1) ;
digitalWrite (buzzer, LOW) ;
delay (1) ;
}

//Frequency 2

for (i = 0; i <100; i++)
{
digitalWrite (buzzer, HIGH) ;
delay (1) ;
digitalWrite (buzzer, LOW) ;
delay (1) ;
}

//Frequency 2’

//for (i = 0; i <100; i++)
//{
//digitalWrite (buzzer, HIGH) ;
//delay (2) ;
//digitalWrite (buzzer, LOW) ;
//delay (2) ;
//}

//Frequency 2”

//for (i = 0; i <100; i++)
//{
//digitalWrite (buzzer, HIGH) ;
//delay (3) ;
//digitalWrite (buzzer, LOW) ;
//delay (3) ;
//}

//Frequency 2”’
//for (i = 0; i <100; i++)
//{
//digitalWrite (buzzer, HIGH) ;
//delay (8) ;
//digitalWrite (buzzer, LOW) ;
//delay (8) ;
//}

}
}

برنامه نویسی رزبری پای

#Needed modules will be imported and configured.
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 
#The output pin, which is connected with the buzzer, will be declared here.
GPIO_PIN = 24
GPIO.setup(GPIO_PIN, GPIO.OUT)
#The software-PWM module will be initialized - a frequency of 500Hz will be taken as default.
Frequenz = 500 #In Hertz
pwm = GPIO.PWM(GPIO_PIN, Frequenz)
pwm.start(50)
# The program will wait for the input of a new PWM-frequency from the user.
# Until then, the buzzer will be used with the before inputted frequency (default 500Hz).
try:
    while(True):
        print "----------------------------------------"
        print "Current frequency: %d" % Frequenz
        Frequenz = input("Please input a new frequency (50-5000):")
        pwm.ChangeFrequency(Frequenz)
         
# Scavenging work after the end of the program.
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()

ویدیو نحوه ارتباطات مدار و راه اندازی آن

ما در این ویدیو به شما نحوه ارتباط پایه های ماژول بازر پسیو (KY-006) با دیسکاوری بورد Arduino UNO را نمایش می دهیم