如何设计低成本蜂鸣器

时间:2014-11-03来源:网络

  蜂鸣器两端的续流二极管的选择十分的重要。如果二极管选择不当,可能会引起蜂鸣器电路的不稳定。通常使用的1N4148开关二极管,可能会使电路的充电回路不稳定,使蜂鸣器的发声比较嘶哑。在此电路中笔者建议二极管最好选择肖特基类型的二极管。

  

 

  图5 无源蜂鸣器驱动电路

  第二,为电路加入了一个控制端。在实际的电路中,不能让蜂鸣器一直鸣叫,所以需要进行控制。控制电路,笔者想到了两种,读者也可以发挥自己的想象,改进电路。

  (1)在Q的B极通过一个小的电阻接到单片机的IO口,但此方法要求单片机IO处于开漏或弱上拉状态。当单片机输出低电平时,B极电压非常低,不会饱和导通,振荡也就停止了,蜂鸣器不叫;当IO输出高电平,由于处于弱上拉(内部上拉电阻一般几十K欧姆)或开漏状态,对电路的充放电电路几乎没有影响,电路开始振荡,蜂鸣器鸣叫,电路如图6的a图所示。

  (2)使用一个二极管对电路电路进行隔离,如果单片机IO一不小心处于了推挽输出状态,使用第一种方式电路的频率就将被改变。如果使用二极管隔离,这样不用担心电路异常了,可以实现如(1)相同的简单控制。但要注意,此时二极管的导通压降一定要比三极管的Vbe小,使三极管处于截止状态,电路如图6的b图所示。

  通过比较两种方式可以发现加一个小电阻是一个即简单又廉价的控制方式,但如果想要“偷懒”,二极管的隔离是很好的选择。

  

 

  图6 无源蜂鸣器控制电路

  1.4 无源蜂鸣器电路兼容设计

  

 

  图7 无源蜂鸣器兼容设计电路

  为了电路的兼容性的设计,即可驱动无源蜂鸣器又能驱动有源蜂鸣器,笔者设计如图7所示的改进电路。与图6的b图所示的电路比较,主要增加了两个电阻和两个电容。在实际的使用的过程中,可以根据实际的工程应用,选择合适的驱动电路。

  如果是驱动无源蜂鸣器,如图7的a图所示,图中标为红色的器件都不用焊接。而如果在设计过程中想让电路使用有源蜂鸣器,可以修改为如图7的b图所示的电路,同样图中的红色的器件不用焊接即可。

  1.5 驱动电路局限性分析

  其实,仔细的分析这个电路也存在一定的局限性。由于此三极管多谐振荡电路的振荡频率主要是通过RC的冲放电时间来决定的。所以,电阻和电容的选择尤其的重要。在大多数环境下,其实电阻的稳定性是比较好的,电容最易受到温度变化的影响。本次试验笔者使用了100nF电容,通过厂家提供的器件手册,在-55~+125度范围内误差为±10%。也就是说,如果常温(25度)频率为2.4KHz,在恶劣的温度环境下振荡将在2.16KHz~2.64KHz范围内,因此,在高低温的环境下音调可能会发生一定的变化。

  为了验证猜想,笔者也做了一个简单的试验作为验证。笔者将电路板的温度控制到85度左右,然后使用示波器抓取此时三极管的输出波形。通过示波器发现,确实如所预料的一般,振荡频率发生了改变,变成了2.7KHz左右,与预估的频率相近。然后,为了测试电路的低温特性,又将电路板的温度控制到-40度左右。此时,测试蜂鸣器的输出频率为2.25KHz左右。这个数据也在初始的预计的范围以内,有兴趣的读者也可以自己实践试一试。

  1.6 产品推荐

  如图8所示,此为广州致远电子设计的M283工业级核心板。此产品是基于Freescale i.MX283 ARM9高性能处理器设计,频率高达454MHz,电源管理单元集成高效片上DC/DC,极低功耗,支持锂离子电池供电。M283核心板适用于快速开发一系列最具创新性的应用,如智能网关、手持机、扫描仪以及便携式医疗设备等。

  

 

  图8 M283核心板

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关键词: 蜂鸣器 PWM 微控制器

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