Пищалка

У этой штуки несколько названий.

Кто-то называет эту штуку буззером (от английского boozer), кто-то зуммером. Поскольку мы — русские люди, а назначение этой штучки — пищать, то давайте так и будем её называть — пищалка. (И в самом деле, она ведь не "буззает" и не "зуммает", а пищит!)

Приведённая на фотке пищалка неплохая и вполне годная вещь для многих применений. И если у вас по какой-то причине до сих пор всё ещё не сложились отношения с паяльником, то можете и не переживать! Продолжайте и дальше пользоваться этой пищалкой! Но если вы овладели искусством пайки, то я предлагаю вам произвести незатейливые изменения и существенно улучшить потребительские свойства этой пищалки.

Поехали!

Для начала обратимся к оригинальной схеме этого изделия.

Как видите, схема не самая сложная

Вывод GND — это общий провод.

Вывод I/O — сюда подается управляющее напряжение.

Вывод VCC — сюда подаётся напряжение питания.

Всё просто! Подключаем пищалку к Ардуино — вывод GND к общему проводу, вывод VCC к проводу питания. Если управляющий вывод пищалки замкнуть на общий провод, то пищалка запищит. Если его "оставить в воздухе" (то есть никуда не подключать) или замкнуть на VCC, то пищалка замолкнет.

Однако у этого варианта пищалки есть небольшой недостаток, который мы чуть погода исправим. Но сначала давайте поймём, в чём заключается этот недостаток.

Во первых, было бы логичнее управлять звуком так: подали на напряжение — запищало, сняли напряжение — молчит. В цифровой электронике управление почти всегда осуществляется подачей логического нуля или подачей логической единицы на управляющий вход. Поэтому было бы логичнее, если пищалка пищала при подаче на её управляющий вход логической единицы, а не логического нуля. Ну, согласитесь — логично ведь: подали ноль — молчит, подали единицу — пищит.

Во вторых. Поскольку сейчас в тренде микроконтроллеры, то управление звуком скорее всего будет осуществляться подачей логической единицы (лог "1") и логическеого нуля (лог "0") на вывод микроконтроллера. И вот тут нас поджидает небольшая проблема.

Дело в том, что если вы используете микроконтроллер с питанием +5 В, то всё ещё работает. Но если у вас питание микроконтроллера +3.3 В, то у вас пищалка будет пищать заметно тише. А может и вообще не запищать.

Более того, вы не можете подать на вывод VCC пищалки напряжение большее, чем напряжение питания микроконтроллера. Если вы это сделаете, то транзистор будет всегда открыт -- посмотрите на схему и вы сами поймёте — почему это так будет.

Подсказка: чтобы транзистор открылся, нужно подать на его база-эмиттерный переход напряжение большее 0.6-0.7 В. Если это напряжение будет меньше, то транзистор не откроется. "А теперь внимательно следите за руками!" (с) Если вы используете микроконтроллер, у которого питание 3.3 В, и при этом вы хотите чтобы пищалка работала достаточно громко, то нужно подключить её к большему напряжению питания. Но если это напряжение будет равным или большим чем 3.3 + 0.7 = 4.0 В, то транзистор вы уже никак не сможете закрыть. Значит, пищалка не выключиться ни при каких условиях. "Пичалька!" (с)

Поэтому нужно что-то предпринять. Я предлагаю слегка переделать схему пищалки. Я предлагаю заменить транзистор S8550, проводимость которого p-n-p. Вместо него нужно установить транзистор с проводимостью n-p-n. Например, широко распространённый и чрезвычайно недорогой BC847B. У этих (и большинства других) транзисторов выводы совпадают, поэтому резать проводнички на печатной плате и затем их соединять как-то по другому не потребуется. Просто выпаиваем транзистор S8550, и на его место впаиваем BC847.

Но это ещё не всё! Надо выпаять саму пищалку и впаять её обратно, повернув её на 180 градусов (то есть нужно поменять полярность её подключения).

После такой переделки сменятся наименования выводов на плате. Там где раньше был вывод GND, сейчас будет вывод VCC. А вместо вывода VCC будет ввод GND. Изменённая схема будет выглядеть так:

Я ещё раз хочу обратить ваше внимание на обозначение выводов на плате (названия пинов) — выводы VCC и GND поменялись местами! Пока вы не забыли — сотрите старые обозначения на плате и напишите новые. Я поступил просто — я воспользовался белой изолентой, на которой перманентными маркерами написал названия цепей.

В результате получилось вот так:

Итак, давайте посмотрим, что мы получили в результате. Теперь мы можем на вход I/O подавать от микроконтроллера сигналы управления уже в нормальной логике. Подача логической единицы будет включать пищалку, а подача логического нуля — выключать. Логично!

Но самое главное — мы отвязались от необходимости подавать на вывод VCC напряжения, равного напряжению питания микроконтроллера. Теперь мы можем на вывод VCC подавать совершенно любое напряжение. Пищалка будет работать независимо от того — большее напряжение подано на её, чем напряжение питания микроконтроллера, или же меньшее. Она всегда будет работать. Более того, чем большее напряжение будет на неё подано, тем громче пищалка будет пищать. Попробуйте подать на пищалку 12 В и вы оцените силу её звука! Напряжение большее чем 12-15 В на пищалку подавать, я думаю, наверно, не стоит — она вполне может выйти из строя.

Вот, с помощью таких нехитрых манипуляций, мы с вами существенно улучшили потребительские свойства обычной пищалки.

Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь их задавать!