Buzzer

Do rozbudowy naszego termometru użyjemy czerwonej diody LED oraz elementu odpowiadającego za wyemitowanie sygnału dźwiękowego. Mowa tu o brzęczyku, nazywanym też buzzerem. Wykorzystamy popularny element oznaczony symbolem TMB12A05. Jest to brzęczyk aktywny, czyli taki, który posiada wbudowany generator. Oznacza to, że buzzer wydaje dźwięk po przyłożeniu napięcia zasilającego (w naszym przypadku wynosi ono 5 V).

Sam brzęczyk ma kształt walca z dwiema metalowymi nóżkami. Podobnie jak w przypadku diod LED, są one różnej długości. Dłuższa nóżka to anoda (oznaczona na obudowie symbolem +), zaś krótsza to katoda.

R4AFVX5DZHGOM

Zdjęcie przedstawia walec plastikowy, posiada on 2 nóżki, jedną niezncznie krótszą.

Pracę zaczniemy od przygotowania układu zbudowanego w poprzednim materiale. 

Oto układ połączeń z termometrem.

R5C6UMBB5M5PL

Ilustracja przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia.

Wyślijmy do płytki Arduino kod odpowiedzialny za mierzenie temperatury i wyświetlanie wyników na ekranie komputera. 

const int sensor = A0;

void setup() {
	Serial.begin(9600);
}

void loop() {
	int odczyt = analogRead(sensor);  
	float napiecie = odczyt * 5.0;
	napiecie = napiecie / 1024.0;
	float tempC = (napiecie -0.5 ) * 100;
    
	Serial.print("Temperatura: ");
	Serial.print(tempC);
	Serial.print(" stopni C");
	Serial.println();
	delay(1000);
}

Budowa układu

Rozbudujmy nieco termometr, dodając do niego diodę i brzęczyk. Elementy te będą podłączone do pinów nr 6 i 7.

RKHHZ6AZBZ55T

Ilustracja przedstawia schemat połączeń arduino uno do termometru, diody oraz brzęczyka. Od pinów 5V do modułu TMP36, od A0 do TMP36 oraz od GND do TMP36 - moduł nie posiada oznaczeń pinowych. Od pinu 7 poprzez rezystor 220 om do LED a następnie pin GND. Od pinu 6 poprzez rezystor 220 om do brzęczyka (dodatni teminal) a następnie do pinu GND.

Anodę (dłuższą nóżkę) diody LED wtykamy do dowolnego otworu szyny danych, natomiast katodę umieszczamy dwa wiersze niżej. W tym samym wierszu co anoda powinna się znaleźć jedna nóżka rezystora. Jego końcówki można wygiąć tak, aby umieścić je w dwóch sąsiadujących wierszach, jednak wygodniej jest wpiąć jedną nóżkę w tym samym wierszu co anoda diody LED, a drugą kilka wierszy wyżej lub niżej. Następnie doprowadzamy do diody zasilanie, łącząc przewodem pin nr 7 z tym samym wierszem płytki stykowej, w którym znajduje się druga końcówka rezystora (ta, która nie ma kontaktu z diodą LED).

Łączymy katodę diody z masą płytki stykowej. Użyjmy drugiej szyny ujemnej na płytce. Pamiętajmy, aby obie szyny ujemne na płytce stykowej połączyć ze sobą przewodem. Podłączamy brzęczyk. Jego dłuższą nóżkę wpinamy w jedną szynę danych, zaś krótszą - w drugą szynę. Dzięki temu obok buzzera pozostanie miejsce na inne styki.

Podobnie jak w przypadku diody, wpinamy jedną nóżkę rezystora w tym samym wierszu, w którym znajduje się anoda, a drugą nieco wyżej (lub niżej). Teoretycznie rezystor nie jest niezbędny - brzęczykowi nic nie grozi przy napięciu 5 V (jest to jego nominalne napięcie pracy). Opornik jest nam potrzebny do regulowania głośności dźwięku. Na liście elementów umieściliśmy rezystor 220 Ωomega, ale możemy przetestować także inne oporniki. Im wyższa będzie wartość rezystancji, tym niższe napięcie zasili brzęczyk. Przełoży się to na zmniejszenie głośności generowanego dźwięku.

Drugą nóżkę rezystora łączymy przewodem z pinem nr 6.

Katodę łączymy z masą płytki stykowej. Podłączamy płytkę Arduino do komputera.

Programowanie

Brzęczykiem steruje się tak samo jak diodą LED. Jeżeli buzzer ma wydawać dźwięk, to poziom napięcia na jego anodzie musi być wysoki. Jeśli zależy nam by ucichł, powinniśmy obniżyć napięcie do zera.

Rozbudujmy teraz szkic odpowiedzialny za obsługę termometru. Zapiszmy go pod nazwą termometr_alarm.

1. Poniżej stałej sensor deklarujemy zmienne – przypisujemy do nich numery pinów:

const int sensor = A0;
int ledPin = 7;
int buzzPin = 6;

2. W ciele funkcji loop() definiujemy wyjścia (mają być nimi piny nr 6 i 7):

void setup() {
	Serial.begin(9600);
	pinMode(ledPin, OUTPUT);
	pinMode(buzzPin, OUTPUT);
}

3. Korzystając z instrukcji warunkowej if, określamy, jak ma się zachowywać nasz termometr. Załóżmy, że jeśli temperatura przekroczy 25°C, powinien się uruchomić alarm (zarówno świetlny, jak i dźwiękowy). W przeciwnym wypadku dioda i brzęczyk mają być wyłączone. Instrukcję warunkową umieszczamy przed funkcją delay(). Dodatkowo możemy zażądać wyświetlania informacji, że jest za gorąco:

if (tempC > 25) {
	digitalWrite(ledPin, HIGH);
	digitalWrite(buzzPin, HIGH);
	Serial.print("Za goraco!");
	Serial.println();
} else {
	digitalWrite(ledPin, LOW);
	digitalWrite(buzzPin, LOW);
}

4. Weryfikujemy kod i przesyłamy szkic do płytki. Klikamy symbol monitora portu szeregowego, aby go uruchomić. Następnie podgrzewamy czujnik, ujmując go w palce, i sprawdzamy, czy alarm działa. Pamiętajmy, aby dostosować próg włączania alarmu do własnych potrzeb.

Oto cały kod szkicu sterującego działaniem termometru z alarmem temperaturowym:

const int sensor = A0;
int ledPin = 7;
int buzzPin = 6;

void setup() {
	Serial.begin(9600);
	pinMode(ledPin, OUTPUT);
	pinMode(buzzPin, OUTPUT);
}

void loop() {
	int odczyt = analogRead(sensor);  
	float napiecie = odczyt * 5.0;
	napiecie = napiecie / 1024.0;
	float tempC = (napiecie -0.5 ) * 100;
  
	Serial.print("Temperatura: ");
	Serial.print(tempC);
	Serial.print(" stopni C");
	Serial.println();
  
	if (tempC > 25) {
		digitalWrite(ledPin, HIGH);
		digitalWrite(buzzPin, HIGH);
		Serial.print("Za goraco!");
		Serial.println();
	} else {
		digitalWrite(ledPin, LOW);
		digitalWrite(buzzPin, LOW);
	}
  
	delay(1000);
}