原创 物联网系统中简易音频方案的发声方案_蜂鸣器分析

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物联网系统中为什么要使用蜂鸣器

物联网系统中使用蜂鸣器的原因主要可以归纳为以下几点：

提供音频反馈与警报

• 音频反馈：蜂鸣器能够发出声音，为物联网设备提供即时的音频反馈。例如，在智能家居系统中，当用户通过语音或手机APP控制家电设备时，蜂鸣器可以发出声音来确认命令的接收和执行，从而增强用户体验。
• 警报功能：当物联网设备检测到异常情况或需要引起用户注意时，蜂鸣器可以发出警报声。这种警报声可以迅速吸引用户的注意力，提醒用户及时采取措施处理异常情况。例如，在安防监控系统中，当摄像头检测到入侵者时，蜂鸣器会立即发出刺耳的警报声，吓退入侵者并提醒用户注意。

体积小、功耗低、易于集成

• 体积小巧：蜂鸣器通常只有几毫米大小，非常适合集成到各种物联网设备中，不会占用过多空间。
• 功耗低：蜂鸣器在工作时消耗的电流很小，适合于电池供电的设备。这有助于延长设备的续航时间，降低使用成本。
• 易于集成：蜂鸣器的接口简单，易于与单片机等微控制器连接。开发人员可以轻松地将蜂鸣器集成到物联网设备中，实现音频反馈和警报功能。

综上所述，物联网系统中使用蜂鸣器的原因主要包括提供音频反馈与警报、适应多种应用场景以及体积小、功耗低、易于集成等方面。这些优点使得蜂鸣器在物联网系统中具有广泛的应用前景

适应多种应用场景

• 远程监控系统：在远程监控系统中，蜂鸣器可用于发出警报，指示设备故障或传感器读数异常。这种即时的警报功能有助于快速定位问题并采取相应的解决措施。
• 防窃电系统：在电力物联网系统中，蜂鸣器可用于防窃电。当用户企图非法打开计量箱进行窃电时，蜂鸣器会发出刺耳的警报声，对窃电者起到震慑作用，并引起周围用户的注意。这种防窃电措施有助于降低电能损失和经济损失，确保电网的可靠运行。
• 工业自动化与交通控制：在工业自动化和交通控制领域，蜂鸣器也可以发挥重要作用。例如，在智能交通信号灯控制系统中，蜂鸣器可以发出声音信号来指示车辆和行人通行；在工业自动化生产线中，蜂鸣器可以发出警报声来提醒操作人员注意设备状态或异常情况。

其他场景

• 报警和提醒：如火灾报警器、安全系统、定时器等。
• 通知和通信：如电话、对讲机、无线电等。
• 控制和指示：如电梯、自动售货机、交通信号灯等。
• 娱乐和教育：如音乐播放器、电子琴、教学设备等。
• 医疗和健康：如心率监测器、血压计、呼吸机等。

本文会再为大家详解传音频器件家族中的一员——蜂鸣器。

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蜂鸣器定义

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，它采用直流电压供电，通过电流的热效应和机械振动来产生声音。蜂鸣器广泛应用于各种电子设备和系统中，用于提醒、警告、通知和控制等目的。

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蜂鸣器的原理

蜂鸣器的工作原理主要基于电流的热效应和机械振动。当电流通过蜂鸣器的线圈或压电材料时，会产生磁场或形变，进而驱动振膜或磁铁振动，从而产生声音。具体步骤如下：

• 输入电流：为蜂鸣器提供电流，电流大小决定声音的音调。
• 热效应：电流通过线圈时产生热量，导致线圈振动。
• 机械振动：线圈的振动传递到振膜或磁铁，使其振动并产生声音。
• 声音输出：振膜的振动通过空气传播，形成可听到的声音。

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蜂鸣器的分类

蜂鸣器主要分为以下几种类型：

• 按工作原理分类：
• 压电式蜂鸣器：使用压电材料作为声音发生元件，当电压施加到压电材料上时，材料发生形变并产生声音。
• 电磁式蜂鸣器：使用电磁线圈和磁铁作为声音发生元件，电流通过线圈时产生磁场，驱动振膜振动发声。
• 按是否带振荡电路分类：
• 有源蜂鸣器：内部集成了振荡电路，只需外部提供直流电源即可工作，产生固定频率的声音。
• 无源蜂鸣器：没有内置振荡电路，需要外部提供交流信号来驱动，可以产生多种频率的声音。

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蜂鸣器的选型参数

在选择蜂鸣器时，需要考虑以下参数：

• 尺寸：影响音量和频率，根据实际需求选择合适的尺寸。
• 工作电压：确保与电源电压匹配，避免损坏蜂鸣器。
• 消耗电流：电磁式蜂鸣器消耗电流较大，压电式则相对省电。
• 驱动方式：自激式蜂鸣器只需接直流电即可发声，他激式则需外部提供特定频率的交流信号。
• 音压：表示声音强度，根据需要选择适当的音压等级。
• 频率响应：电磁式蜂鸣器通常频率较低，压电式则频率范围较广。

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蜂鸣器的使用注意事项

• 确保电源电压匹配：过高或过低的电压都可能导致蜂鸣器损坏。
• 避免过载：确保电路中的电流不超过蜂鸣器的额定电流。
• 选择合适的驱动方式：根据蜂鸣器类型选择合适的驱动电路。
• 注意声音反馈：在某些应用中，可能需要考虑声音反馈对系统性能的影响。
• 合理布置线路：避免过长的线路导致电压降低或信号干扰。
• 蜂鸣器有正负极，顶部印有+号的为正极，若蜂鸣器引脚没剪，则长的为正极。

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蜂鸣器驱动电路

三极管驱动

单片机引脚不能直接蜂鸣器

加NPN型三极管进行驱动，因为单片机的引脚驱动能力有限，蜂鸣器的功率比较大，所以需要通过三极管来驱动，R1为限流电阻，单片机引脚如果给高电平，则三极管导通，VCC便给蜂鸣器供电，如果给低电平，则三极管断开

PNP型三极管同理，只不过是单片机引脚输出低电平导通，输出高电平断开

集成电路驱动

ULN2003D芯片本是用来作步进电机驱动的，只不过引脚太多没用完，就把蜂鸣器用这个芯片驱动，如果单独用这个芯片驱动蜂鸣器就比较浪费，因为蜂鸣器可以只用一个三极管驱动，如蜂鸣器模块

该芯片由7对达令顿管组成，每一对其实就是两个三极管，如图中的是一对，其内部有两个三极管组成，当1B输入1，取反后右边输出0，输入0取反后输出1

无源蜂鸣器不能长期通电，但开发板上设计得不合理，P15上电就为1，经过ULN2003D芯片后输出0到蜂鸣器，因为都是给0驱动给1不驱动的，而蜂鸣器另一端接VCC，相当于一上电就直接驱动了，处于工作状态，只不过没给频率没有响

按键提示音项目

在该项目中，如果使用之前的按键检测方法，则一按下按键蜂鸣器就一直响，不会停下，达不到想要的效果，要对按键检测方法进行修改

//之前的检测方法，在想要按一下按键蜂鸣器就响一下时达不到效果

if(P3_1 == 0)

{

Delay1ms(30);

if(P3_1 == 0)

{

keynum = 1;

}

while(!P3_1);

}

//修改之后的检测方法，可以达到预期效果

if(P3_1 == 0)

{

Delay1ms(30);

while(P3_1 == 0);

Delay1ms(30);

keynum = 1;

}

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供应商A:蜂鸣电子

1、产品能力

（1）选型手册

（2）主推型号1：YS-SBZ9650DYB05

对应的产品详情介绍

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