線切割蜂鳴器

線切割蜂鳴器是線切割機器設備重要的安全裝備.

工作原理

一般所指的蜂鳴器是以壓電陶瓷為主要元件的。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉換能力的特殊陶瓷。這種能力緣于其特殊的晶體結構。當壓電陶瓷在一定方向上受到一個壓力使其晶體結構發(fā)生形變時，它就會在內(nèi)部產(chǎn)生一個電流，并且電流的變化與壓力的變化密切相關。反之亦然。所以利用這一特性，在壓電陶瓷上通過一定頻率的電流，就會引起壓電陶瓷微小形變，這一形變帶動空氣發(fā)生振動，如果頻率適當，就可以被人耳所聽見，也就是產(chǎn)生了蜂鳴聲。

線切割蜂嗚器的使用

蜂嗚器的使用只有兩種狀態(tài)：當功能選擇為“ON”時，蜂嗚器會對出現(xiàn)的異常自動報警；當功能選擇為“OFF”時，蜂嗚器不起作用。蜂嗚器主要起提示用，當機臺暫停時，提醒加工者將機臺繼續(xù)加工處理；2100433B

BUZZER蜂鳴器的分類：

1、按其驅動方式的原理分，可分為：有源蜂鳴器（內(nèi)含驅動線路，也叫自激式蜂鳴器）和無源蜂鳴器（外部驅動，也叫他激式蜂鳴器）；

2、按構造方式的不同，可分為：電磁式蜂鳴器和壓電式蜂鳴器；

3、按封裝的不同，可分為：DIP BUZZER（插針蜂鳴器）和SMD BUZZER（貼片式蜂鳴器）；

4、按電流的不同，可分為：直流蜂鳴器和交流蜂鳴器，其中，以直流最為常見壓電式蜂鳴器，用的是壓電材料，即當受到外力導致壓電材料發(fā)生形變時壓電材料會產(chǎn)生電荷。同樣，當通電時壓電材料會發(fā)生形變。

電磁式蜂鳴器，主要是利用通電導體會產(chǎn)生磁場的特性，用一個固定的永久磁鐵與通電導體產(chǎn)生磁力推動固定在線圈上的鼓膜。

由于兩種蜂鳴器發(fā)音原理不同，壓電式結構簡單耐用但音調(diào)單一，適用于報警器等設備。而電磁式由于音質(zhì)好，所以多用于語音、音樂等設備。

有源蜂鳴器和無源蜂鳴器

教你區(qū)分有源蜂鳴器和無源蜂鳴器有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的外觀如圖4中a、b所示。

圖5：有源和無源蜂鳴器的外觀

a)有源 b)無源

從圖4中a、b外觀上看，兩種蜂鳴器好像一樣，但仔細看，兩者的高度略有區(qū)別，有源蜂鳴器a，高度為9mm，而無源蜂鳴器b的高度為8mm。如將兩種蜂鳴器的引腳都朝上放置時，可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器，沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。

迸一步判斷有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，還可以用萬用表電阻檔Rxl檔測試:用黑表筆接蜂鳴器 "-"引腳，紅表筆在另一引腳上來回碰觸，如果觸發(fā)出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無源蜂鳴器;如果能發(fā)出持續(xù)聲音的，且電阻在幾百歐以上的，是有源蜂鳴器。

有源蜂鳴器直接接上額定電源(新的蜂鳴器在標簽上都有注明)就可連續(xù)發(fā)聲;而無源蜂鳴器則和電磁揚聲器一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。

有源蜂鳴器與無源蜂鳴器的區(qū)別：

注意：這里的“源”不是指電源，而是指震蕩源。

也就是說，有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以只要一通電就會叫；

而無源內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流信號無法令其鳴叫。必須用2K-5K的方波去驅動它

有源蜂鳴器往往比無源的貴，就是因為里面多個震蕩電路。

無源蜂鳴器的優(yōu)點是：

1. 便宜

2. 聲音頻率可控，可以做出“多來米發(fā)索拉西”的效果

3. 在一些特例中，可以和LED復用一個控制口

有源蜂鳴器的優(yōu)點是：程序控制方便。

壓電陶瓷蜂鳴器

概述:

壓電蜂鳴片 由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。

壓電陶瓷片是一種電子發(fā)音元件，在兩片銅制圓形電極中間放入壓電陶瓷介質(zhì)材料，當在兩片電極上面接通交流音頻信號時，壓電片根據(jù)信號的大小頻率發(fā)生震動而產(chǎn)生相應的聲音來。壓電陶瓷片由于結構簡單造價低廉，被廣泛的應用于電子電器方面如：玩具，發(fā)音電子表，電子儀器，電子鐘表，定時器等方面。超聲波電機就是利用相關的性質(zhì)制成。

工作原理:

電路圖如圖6：

三極管BG1和BG2等組成兩級直耦式低頻放大電路，在放大器輸入端BG1管的基極與放大器輸出端BG2管的集電極之間接入一塊壓電陶瓷片HTD。在這 里，HTD既是反饋元件（利用極間分布電容），又是發(fā)音元件，從而簡化了電路。

電阻R1是BG1管的偏置電阻，其阻值大小一方面決定電路工作電流，同時對發(fā)音音調(diào)的高低也有很大的影響。R1阻值增大，HTD頻率變低，R1阻值減小，HTD頻率變高。電阻R2是三極管BG2的集電極負載電阻。電容C1是BG1管的負反饋電容，改變其容量大小，可改變HTD的發(fā)音。

優(yōu)點：

壓電式蜂鳴器具有體積小、靈敏度高、耗電省、可靠性好,造價低廉的特點和良好的頻率特性。因此它廣泛應用于各種電器產(chǎn)品的報警，造價低廉的特點和良好的頻率特性、靈敏度高壓電式蜂鳴器具有體積小。最常見的莫過于音樂賀卡、電子門鈴和電子玩具等小型電子用品上作發(fā)聲器件、耗電省、可靠性好、電子手表、發(fā)聲用途、袖珍計算器。

電磁式蜂鳴器

電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成，接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。

電磁式蜂鳴器廣泛應用于計算機、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(chǎn)品中作發(fā)聲器件。

電式蜂鳴器是以壓電陶瓷的壓電效應，來帶動金屬片的振動而發(fā)聲；電磁式蜂鳴器，則是用電磁的原理，通電時將金屬振動膜吸下，不通電時依振動膜的彈力彈回，故壓電式蜂鳴器是以方波來驅動，電磁式是1/2方波驅動，壓電式蜂鳴器需要比較高的電壓才能有足夠的音壓,一般建議為9V以上。壓電的有些規(guī)格，可以達到120dB以上，較大尺寸的也很容易達到100dB。

電磁式蜂鳴器:用1.5V就可以發(fā)出85dB以上的音壓了，唯消耗電流會大大的高于壓電式蜂鳴器，而在相同的尺寸時，電磁式的蜂鳴器，響應頻率可以做的比較低；電磁式蜂鳴器的音壓一般最多到90dB.機械式蜂鳴器是電磁式蜂鳴器中的一個小類別。

蜂鳴器（英文Buzzer）是一種一體化結構的電子訊響器，屬于電子元器件的一種，采用直流電壓或者交流電壓供電，廣泛應用領域：計算機行業(yè)（主板蜂鳴器，機箱蜂鳴器，電腦蜂鳴器）打印機（控制板蜂鳴器）、復印機、報警器行業(yè)（報警蜂鳴器，警報蜂鳴器）、電子玩具（音樂蜂鳴器）、農(nóng)業(yè) 、汽車電子設備行業(yè)（車載蜂鳴器，倒車蜂鳴器，汽車蜂鳴器，摩托車蜂鳴器）電話機（環(huán)保蜂鳴器）、定時器，空調(diào)，醫(yī)療設備等電聲行業(yè)。 環(huán)境監(jiān)控 。

結構原理

1．電壓式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。

多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出100~500HZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。

壓電蜂鳴片 由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。

2．電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。

接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。

蜂鳴器工作發(fā)聲原理圖

蜂鳴器的發(fā)聲原理由振動裝置和諧振裝置組成，而蜂鳴器又分為無源他激型與有源自激型。

無源他激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理是：方波信號輸入諧振裝置轉換為聲音信號輸出，無源他激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理圖如圖1：

有源自激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理是：直流電源輸入經(jīng)過振蕩系統(tǒng)的放大取樣電路在諧振裝置作用下產(chǎn)生聲音信號，有源自激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理圖如圖2：

電路原理圖

如圖3 所示，使用SH69P43 為控制芯片，使用4MHz 晶振作為主振蕩器。

PORTC.3/T0 作為I/O 口通過三極管Q2 來驅動蜂鳴器LS1，而PORTC.2/PWM0 則作為PWM 輸出口通過三極管Q1 來驅動蜂鳴器LS2。另外在PORTA.3 和PORTA.2 分別接了兩個按鍵，一個是PWM 按鍵，是用來控制PWM 輸出口驅動蜂鳴器使用的；另一個是PORT 按鍵，是用來控制I/O 口驅動蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O 口開內(nèi)部上拉電阻。

軟件設計方法

先分析一下蜂鳴器。所使用的蜂鳴器的工作頻率是100Hz，也就是說蜂鳴器的驅動信號波形周期是10000μs，由于是1/2duty 的信號，所以一個周期內(nèi)的高電平和低電平的時間寬度都為5000μs。軟件設計上，我們將根據(jù)兩種驅動方式來進行說明。

a) PWM 輸出口直接驅動蜂鳴器方式

由于PWM 只控制固定頻率的蜂鳴器，所以可以在程序的系統(tǒng)初始化時就對PWM 的輸出波形進行設置。

首先根據(jù)SH69P43 的PWM 輸出的周期寬度是10 位數(shù)據(jù)來選擇PWM 時鐘。系統(tǒng)使用4MHz 的晶振作為主振蕩器，一個tosc 的時間就是0.25μs，若是將PWM 的時鐘設置為tosc 的話， 則蜂鳴器要求的波形周期500μs 的計數(shù)值為500μs/0.25μs=（2000）10=（7D0）16，7D0H 為11 位的數(shù)據(jù)，而SH69P43 的PWM

輸出周期寬度只是10 位數(shù)據(jù)，所以選擇PWM 的時鐘為tosc 是不能實現(xiàn)蜂鳴器所要的驅動波形的。

這里我們將PWM 的時鐘設置為4tosc，這樣一個PWM 的時鐘周期就是1μs 了，由此可以算出500μs 對應的計數(shù)值為500μs/1μs=（500）10=（1F4）16，即分別在周期寄存器的高2 位、中4 位和低4 位三個寄存器中填入1、F 和4，就完成了對輸出周期的設置。再來設置占空比寄存器，在PWM 輸出中占空比的實現(xiàn)是

通過設定一個周期內(nèi)電平的寬度來實現(xiàn)的。當輸出模式選擇為普通模式時，占空比寄存器是用來設置高電平的寬度。250μs 的寬度計數(shù)值為250μs/1μs=（250）10=（0FA）16。只需要在占空比寄存器的高2 位、中4 位和低4 位中分別填入0、F 和A 就可以完成對占空比的設置了，設置占空比為1/2duty。

以后只需要打開PWM 輸出，PWM 輸出口自然就能輸出頻率為100Hz、占空比為1/2duty 的方波。

b) I/O 口定時翻轉電平驅動蜂鳴器方式

使用I/O 口定時翻轉電平驅動蜂鳴器方式的設置比較簡單，只需要對波形分析一下。由于驅動的信號剛好為周期500μs，占空比為1/2duty 的方波，只需要每250μs 進行一次電平翻轉，就可以得到驅動蜂鳴器的方波信號。在程序上，可以使用TIMER0 來定時，將TIMER0 的預分頻設置為/1，選擇TIMER0 的始終為系統(tǒng)時鐘(主振蕩器時鐘/4)，在TIMER0 的載入/計數(shù)寄存器的高4 位和低4 位分別寫入00H 和06H，就能將TIMER0 的中斷設置為250μs。當需要I/O 口驅動的蜂鳴器鳴叫時，只需要在進入TIMER0 中斷的時候對該I/O 口的電平進行翻轉一次，直到蜂鳴器不需要鳴叫的時候，將I/O 口的電平設置為低電平即可。不鳴叫時將I/O 口的輸出電平設置為低電平是為了防止漏電。