אלקטרוניקה ומחשבים – יצחק, ברקת ושוהם כהן אתר מגמת אלקטרוניקה ומחשבים
רמקול – BUZZER
תוכן עניינים
מדריך מפורט לשימוש ברמקול – BUZZER המחובר למיקרו-בקר ארדואינו אונו, במדריך שלפניכם ניתן למצוא פירוט בשפה פשוטה:
1. מהו?
2. עיקרון פעולה.
3. כיצד לחבר לארדואינו אונו.
4. קודי הפעלה לדוגמא.
הפוסט מומלץ לכל תלמיד, סטודנט, מורה או מרצה בתחום ה- Arduino ובתחום הנחיית הפרויקטים.
הקדמה:
רמקולים הם רכיבים אלקטרוניים המאפשרים השמעה של צלילים או מוזיקה. הם הופכים אותות חשמליים לגלי קול שאנו יכולים לשמוע. חיבור רמקול ללוח ארדואינו מאפשר לנו להוסיף יכולות שמע והשמעת צלילים לפרויקטים שלנו בצורה פשוטה וזולה.
לדוגמה, ניתן לתכנת את הלוח להשמיע צלילי אזעקה, התרעות או אפקטים על פי אירועים שונים שאנחנו מזהים, כמו על ידי לחיצה על כפתור או קריאת ערכים מחיישנים. כמו כן, אפשר לנגן מוזיקה או קטעי אודיו קצרים.
בפוסט זה נלמד כיצד לבצע חיבור בסיסי של רמקול ללוח ארדואינו אונו בכמה שלבים פשוטים. נראה איך להשתמש בפקודה tone כדי להפיק צלילים בתדרים שונים מהרמקול, ונבין כיצד לשלוט בעוצמת הצליל ומשכו. בואו נתחיל!
מהו רמקול
רמקול הוא רכיב שתפקידו לשדר קול. הרמקול מורכב ממגנט קבוע וסליל (קויל) הנמצא בשדה המגנטי. כאשר אות חשמלי (שמשתנה בצורה מסוימת) עובר בסליל, הוא יוצר שדה מגנטי משתנה שגורם לתנועה של קרום הרמקול. תנועה זו של הקרום יוצרת שינויים בלחץ האוויר, ובכך גלי קול שאנחנו שומעים כצליל.
כלומר, הרמקול הופך אותות חשמליים לאנרגיית קול שאנו יכולים לשמוע. השליטה באות החשמלי הנכנס לסליל מאפשרת לנו לשלוט בעוצמת הצליל ותדירותו, ובכך להפיק מגוון רחב של צלילים ומוזיקה.
בפרויקטים של ארדואינו אנחנו מחברים את הרמקול בין פין (יציאה) בלוח לבין האדמה (GND). ושולחים אותות משתנים מהלוח אל הרמקול כדי להשמיע צלילים כרצוננו.
מפרט טכני של החיישן
☸ מתח עבודה: 5v
☸ הספק: 0.5W
☸ התנגדות: 8Ω
☸ קוטר: 50 מ”מ
☸ גובה: 16 מ”מ
☸ טווח תדרי שמע: 100Hz – 20KHz
☸ רגישות: 85dB/W/M
☸ יחס אות לרעש: 75dB ≥
☸ חומר הקרום: פלסטיק PVC
☸ משקל: 30 גרם
☸ תאימות: ארדואינו, רספברי פיי, ESP32 וכו’.
הבדל בין סוגי רמקולים
קיימים סוגים שונים של רמקולים, החל מרמקולים קטנים וזולים שמיועדים בעיקר להשמעת צלילי אזעקה או צפצופים, ועד רמקולים איכותיים יותר המסוגלים לשמש להשמעת מוזיקה באיכות טובה.
הרמקולים הקטנים והזולים מספיקים במקרים שאנחנו רוצים רק “לצפצף” או לתת התרעה בסיסית. במקרים אלו אין צורך במגבר חיצוני.
לעומת זאת, כאשר אנחנו רוצים שהרמקול יוכל להשמיע מוזיקה, התרעות או אזעקות בעוצמה חזקה יותר – יש צורך להוסיף מגבר. המגבר מגדיל את כוח האות שנכנס לרמקול, ובכך מאפשר השמעה ברמות עוצמה גבוהות יותר.
הצורך במגבר
ישנו צורך לחבר מגבר לרמקול במטרה להגדיל את הספק (כח) האות החשמלי שנכנס לרמקול. זאת מכיוון שהרמקולים הבסיסיים שניתן לחבר לארדואינו או רספברי פיי הם בעלי הספק מוגבל, ויכולים רק “לצעוק” בעוצמה מסוימת.
כאשר אנחנו רוצים להגדיל את עוצמת השמע, הדרך הפשוטה ביותר היא לחבר מגבר (Amplifier) שתפקידו להגדיל את כח האות לפני שמגיע לרמקול עצמו. לדוגמה, המודול LM386 יכול לספק עד 0.5W הספק לרמקול, לעומת הספק מקסימלי של עשרות מיליוואט לרמקול כשהוא מחובר ישירות ללוח.
יתרונות של שימוש במגבר:
☸ הגברת עוצמת השמע
☸ שליטה טובה יותר באות המוזיקה או השמע
☸ הגנה על הלוח (ארדואינו/רספברי פיי) מפני עומס יתר
מגבר מודל LM385
ה-LM386 הוא מודול מגבר שמע אינטגרלי (אינטגרטיבי) קטן וזול שמיועד לשימוש עם מערכות מיקרו-בקר כדוגמת ארדואינו.
המגבר פועל בטווח מתח של 4-12V ובעל הספק מרבי של כ-0.5W על רמקול 8 אוהם. הוא אמור להפיק הספק גדול מספיק לרוב הפרויקטים שדורשים השמעת צפצוף, אזעקה ואפילו מוזיקה.
על המודול יש 3 פינים עיקריים:
☸ Input – כניסת האות המיועד להגברה
☸ Ground – הארקה/מסה
☸ Output – יציאת האות המוגבר אל הרמקול
הסבר פקודות
tone(pin, frequency) – יוצר גל סינוס (צליל) בתדר מסוים על פין נתון:
פרמטרים:
– pin – מספר הפין ליציאה (למשל 3,5,9 וכו’)
– frequency – תדר הצליל בהרץ (לדוגמה: 440, 1000 וכו’)
דוגמה:
tone(3, 440); //יוצר צליל בתדר 440hz על פין 3
tone(pin, frequency, duration) – יוצר צליל לפרק זמן נתון (במילישניות):
פרמטרים:
– pin – מספר הפין אליו מחובר הרמקול
– frequency – תדר הצליל בהרץ
– duration – משך הצליל במילישניות
דוגמה:
tone(3, 440, 500); // צליל במשך חצי שנייה
noTone(pin) – מפסיק את יצירת הצליל על פין נתון
פרמטר:
pin – מספר הפין שהצליל מושמע ממנו
דוגמה:
noTone(3); // הפסקת הצליל מפין 3
הפקת צליל ברמקול ללא מגבר
שם הרגל ברמקול | לוח ארדואינו אונו |
+ אדום (רגל ארוכה) | רגל 8 |
– שחור (רגל קצרה) | GND |
כ
קוד
void setup()
{
// הגדרת פין דיגיטלי 3 כיציאה
pinMode(3, OUTPUT);
}
void loop()
{
// הוצאת צליל בתדר 1 קילו הרץ ברגל 3
tone(3, 1000);
// המתנה של 0.5 שניות
delay(500);
// הפסקת יצירת הצליל
noTone(3);
// המתנה נוספת של 0.5 שניות
delay(500);
}
