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1.2.1 アクティブブザー

前書き

このレッスンでは、PNPトランジスタでアクティブブザーを鳴らす方法を学習する。

部品

_images/list_1.2.1.png

原理

ブザー

統合された構造を持つ電子ブザーの一種として、DC電源によって電圧供給されるブザーは、コンピューター、プリンター、コピー機、警報器、電子玩具、自動車用電子装置、電話、タイマー、その他の電子製品または音声装置で広く使用されている。ブザーは、アクティブとパッシブに分類できる（次の図を参照）。ピンが上を向くようにブザーを回し、緑色の回路基板を備えたブザーはパッシブブザーで、黒いテープで囲まれたブザーはアクティブである。

アクティブブザーとパッシブブザーの違い：

_images/image101.png

アクティブブザーとパッシブブザーの違いは次の通りである：アクティブブザーには振動源が内蔵されているため、通電すると音が鳴る。ただし、パッシブブザーにはそのような振動源がないため、DC信号が使用されてもビープ音は鳴らない。代わりに、周波数が2K〜5Kの方形波を使用して駆動する必要がある。アクティブブザーは、多くの場合、複数の発振回路が内蔵されているため、パッシブブザーよりも高価である。

以下はブザーの電気記号である。両極の2つのピンが搭載されている。表面の+は陽極を表し、もう1つは陰極を表す。

_images/image102.png

ブザーのピンをチェックすることができ、長い方が陽極で、短い方が陰極である。接続時にそれらを混同しないでください。混同すると、ブザーが鳴らない。

回路図

この実験では、アクティブブザー、PNPトランジスタ、および1k抵抗器をトランジスタのベースとGPIOの間に使用して、トランジスタを保護する。Raspberry Pi出力のGPIO17にプログラミングによって低レベル（0V）が供給されると、電流飽和のためトランジスタが導通し、ブザーが音を出す。しかし、Raspberry PiのIOに高レベルが供給されると、トランジスターが切断され、ブザーは音を出さない。

_images/image332.png

実験手順

ステップ1： 回路を作る。（ブザーの両極に注意してください：+ラベルが付いている方が正極で、もう一方が負極である。）

_images/image104.png

C言語ユーザー向け

ステップ2： コードファイルを開く。

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/1.2.1/

ステップ3： コードをコンパイルする。

gcc 1.2.1_ActiveBuzzer.c -lwiringPi

ステップ4： EXEファイルを実行する。

sudo ./a.out

コードが実行されると、ブザーが鳴く。

コード

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>

#define BeepPin 0
int main(void){
    if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed, print messageto screen
        printf("setup wiringPi failed !");
        return 1;
    }

    pinMode(BeepPin, OUTPUT);   //set GPIO0 output
    while(1){
        //beep on
        printf("Buzzer on\n");
        digitalWrite(BeepPin, LOW);
        delay(100);
        printf("Buzzer off\n");
        //beep off
        digitalWrite(BeepPin, HIGH);
        delay(100);
    }
    return 0;
}

コードの説明

digitalWrite(BeepPin, LOW);

この実験ではアクティブブザーを使用しているため、直流に接続すると自動的に音が鳴く。このスケッチは、I/Oポートを低レベル（0V）に設定して、トランジスタを管理し、ブザーを鳴らすためのものである。

digitalWrite(BeepPin, HIGH);

I/Oポートを高レベル（3.3V）に設定するため、トランジスターは通電されず、ブザーは鳴らない。

Python言語ユーザー向け

ステップ2： コードファイルを開く。

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python

ステップ3： 実行する。

sudo python3 1.2.1_ActiveBuzzer.py

コードが実行されると、ブザーが鳴く。

コード

注釈

以下のコードを 変更/リセット/コピー/実行/停止 できます。 ただし、その前に、 davinci-kit-for-raspberry-pi/python のようなソースコードパスに移動する必要があります。

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# Set #17 as buzzer pin
BeepPin = 17

def setup():
    # Set the GPIO modes to BCM Numbering
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    # Set LedPin's mode to output,
    # and initial level to High(3.3v)
    GPIO.setup(BeepPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)

def main():
    while True:
        # Buzzer on (Beep)
        print ('Buzzer On')
        GPIO.output(BeepPin, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.1)
        # Buzzer off
        print ('Buzzer Off')
        GPIO.output(BeepPin, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.1)

def destroy():
    # Turn off buzzer
    GPIO.output(BeepPin, GPIO.HIGH)
    # Release resource
    GPIO.cleanup()

# If run this script directly, do:
if __name__ == '__main__':
    setup()
    try:
        main()
    # When 'Ctrl+C' is pressed, the program
    # destroy() will be  executed.
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

コードの説明

GPIO.output(BeepPin, GPIO.LOW)

ビープ音を鳴らすには、ブザーピンを低レベルに設定してください。

time.sleep(0.1)

0.1秒待つ。このパラメーターを変更して、スイッチング周波数を変更する。

注釈

これは音の周波数ではない。アクティブブザーは音の周波数を変更できない。

GPIO.output(BeepPin, GPIO.HIGH)

ブザーを閉じる。

現象画像

_images/image105.jpeg