Arduino - Zumbador piezoeléctrico
En este tutorial, vamos a aprender a usar el zumbador con Arduino. En detalle, aprenderemos:
- Zumbador activo vs zumbador pasivo
- Cómo funciona el zumbador
- Cómo conectar el zumbador piezoeléctrico a Arduino
- Cómo programar Arduino para controlar el zumbador piezoeléctrico para generar sonido y melodía
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Acerca de Buzzer
Los zumbadores se utilizan para generar sonido, pitidos o incluso la melodía de una canción. Vienen en varios tipos, clasificados por características distintas. Vamos a explorar estas categorías basadas en las siguientes características:
- Método de control:
- Zumbadores activos
- Zumbadores pasivos
- Mecanismo generador de sonido:
- Zumbadores piezoeléctricos
- Zumbadores comunes
- Voltaje de funcionamiento:
- Bajo voltaje (3-5V)
- Alto voltaje (12V)
- Zumbador activo:
- Emite sonido cuando se aplica voltaje.
- Necesita una señal eléctrica continua para producir sonido.
- Más fácil de usar, solo se requiere una fuente de voltaje.
- Comúnmente utilizado en aplicaciones básicas de alerta.
- Zumbador pasivo:
- Requiere una señal oscilante externa para generar sonido.
- Puede generar diferentes tonos cambiando la frecuencia de entrada.
- Requiere circuitería más compleja para operar.
- Comúnmente utilizado en aplicaciones musicales y en tareas de generación de tonos.
- Zumbador piezoeléctrico:
- Utiliza cristales piezoeléctricos.
- Emite sonidos agudos y claros.
- Versátil con varios tonos y frecuencias.
- Eficiente y comúnmente utilizado en alarmas y dispositivos musicales.
- Zumbador regular:
- Utiliza bobinas electromagnéticas.
- Produce sonidos básicos y zumbantes.
- Variación de tono limitada.
- Se utiliza en aplicaciones más simples como timbres y alarmas básicas.
- Cuando conectes este zumbador directamente al pin de Arduino, producirá un sonido normal, adecuado como indicador sonoro, similar al sonido de un teclado.
- Cuando conectes este zumbador a un voltaje alto mediante un relé, producirá un sonido fuerte, adecuado como sonido de advertencia.
- Pin negativo (-): Conecte este pin a la tierra (0V).
- Pin positivo (+): Este pin recibe la señal de control desde el Arduino, ya sea directamente o a través de un relé.
- Pin GND: Conecte este pin a GND (0V).
- Pin VCC: Conecte este pin a una fuente de alimentación (5V o 3.3V).
- Pin I/O: Este pin recibe la señal de control PWM desde un pin GPIO del ESP32.
- Si se conecta VCC al pin positivo, el zumbador piezoeléctrico genera un sonido constante.
- Si se genera una onda cuadrada de la frecuencia especificada (y con un ciclo de trabajo del 50%) en el pin positivo, el zumbador piezoeléctrico genera tonos. Una frecuencia diferente produce un tono distinto. Al cambiar la frecuencia de la señal en el pin positivo, podemos crear la melodía de una canción.
- A diferencia del zumbador activo, si solo se conecta VCC al pin positivo, el zumbador pasivo no genera el sonido constante.
- Al igual que el zumbador activo, si se genera una onda cuadrada de la frecuencia especificada (y un ciclo de trabajo del 50%) en el pin positivo, el zumbador piezoeléctrico genera tonos. Una frecuencia distinta produce un tono diferente. Al cambiar la frecuencia de la señal en el pin positivo, podemos crear la melodía de una canción.
Veamos más detalles.
Zumbador activo vs Zumbador pasivo
Zumbador Piezoeléctrico vs Zumbador Regular
En el mercado, hay un zumbador activo de 3V-24V, que se puede usar como zumbador activo de 3-5V o zumbador de alta tensión (12V...).
En este tutorial, aprenderemos sobre zumbadores piezoeléctricos activos y pasivos de 3-5 V. Para el zumbador de 12V, consulte el tutorial de zumbador Arduino de 12V
Diagrama de pines
Pinout del zumbador
Un zumbador estándar suele tener dos pines:
Pinout del módulo de zumbador piezoeléctrico
Un módulo de zumbador piezoeléctrico generalmente incluye tres pines:
Cómo funciona un zumbador activo
Cómo funciona un zumbador pasivo
Diagrama de Cableado
- El cableado entre Arduino y el zumbador piezoeléctrico
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
- El cableado entre Arduino y el módulo de zumbador piezoeléctrico
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Cómo programar para un zumbador
Gracias a la biblioteca de Arduino, tocar una melodía es fácil. No necesitamos saber cómo generar la onda cuadrada. Solo necesitamos usar dos funciones: tone() y noTone() de la biblioteca.
Código de Arduino
/*
* Este código de Arduino fue desarrollado por es.newbiely.com
* Este código de Arduino se proporciona al público sin ninguna restricción.
* Para tutoriales completos y diagramas de cableado, visite:
* https://es.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-piezo-buzzer
*/
#include "pitches.h"
#define BUZZER_PIN 8 // The Arduino pin connected to the buzzer
// notes in the melody:
int melody[] = {
NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4
};
// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:
int noteDurations[] = {
4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4
};
void setup() {
// iterate over the notes of the melody:
for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {
// to calculate the note duration, take one second divided by the note type.
//e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
tone(BUZZER_PIN, melody[thisNote], noteDuration);
// to distinguish the notes, set a minimum time between them.
// the note's duration + 30% seems to work well:
int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
delay(pauseBetweenNotes);
// stop the tone playing:
noTone(BUZZER_PIN);
}
}
void loop() {
// no need to repeat the melody.
}
Pasos R\u00e1pidos
- Conecta Arduino al PC mediante un cable USB
- Abre Arduino IDE, selecciona la placa y el puerto correctos
- Copia el código anterior y ábrelo con Arduino IDE
- Crea el archivo pitches.h en Arduino IDE mediante:
- Haz clic en el botón justo debajo del icono del monitor serie y elige New Tab, o usa las teclas Ctrl+Shift+N.
- Dar el nombre del archivo pitches.h y haz clic en el botón Aceptar
- Copie el código a continuación y péguelo en el archivo creado pitches.h.
- Haz clic en el botón Subir en Arduino IDE para subir el código al Arduino
- Disfruta de la melodía
/*************************************************
* Public Constants
*************************************************/
#define NOTE_B0 31
#define NOTE_C1 33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1 37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1 41
#define NOTE_F1 44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1 49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1 55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1 62
#define NOTE_C2 65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2 73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2 82
#define NOTE_F2 87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2 98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2 110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2 123
#define NOTE_C3 131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3 147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3 165
#define NOTE_F3 175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3 196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3 220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3 247
#define NOTE_C4 262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4 294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4 330
#define NOTE_F4 349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4 392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4 440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4 494
#define NOTE_C5 523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5 587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5 659
#define NOTE_F5 698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5 784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5 880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5 988
#define NOTE_C6 1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6 1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6 1319
#define NOTE_F6 1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6 1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6 1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6 1976
#define NOTE_C7 2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7 2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7 2637
#define NOTE_F7 2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7 3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7 3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7 3951
#define NOTE_C8 4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8 4699
#define NOTE_DS8 4978
Modificando el código de Arduino
Ahora, vamos a modificar el código para reproducir la canción 'Jingle Bells'.
Solo necesitamos cambiar el valor de dos arreglos: int melody[] y int noteDurations[].
/*
* Este código de Arduino fue desarrollado por es.newbiely.com
* Este código de Arduino se proporciona al público sin ninguna restricción.
* Para tutoriales completos y diagramas de cableado, visite:
* https://es.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-piezo-buzzer
*/
#include "pitches.h"
#define BUZZER_PIN 8 // The Arduino pin connected to the buzzer
// notes in the melody:
int melody[] = {
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_G5, NOTE_C5, NOTE_D5,
NOTE_E5,
NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5,
NOTE_F5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_D5, NOTE_E5,
NOTE_D5, NOTE_G5
};
// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc, also called tempo:
int noteDurations[] = {
8, 8, 4,
8, 8, 4,
8, 8, 8, 8,
2,
8, 8, 8, 8,
8, 8, 8, 16, 16,
8, 8, 8, 8,
4, 4
};
void setup() {
// iterate over the notes of the melody:
int size = sizeof(noteDurations) / sizeof(int);
for (int thisNote = 0; thisNote < size; thisNote++) {
// to calculate the note duration, take one second divided by the note type.
//e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
tone(BUZZER_PIN, melody[thisNote], noteDuration);
// to distinguish the notes, set a minimum time between them.
// the note's duration + 30% seems to work well:
int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
delay(pauseBetweenNotes);
// stop the tone playing:
noTone(BUZZER_PIN);
}
}
void loop() {
// no need to repeat the melody.
}
※ Nota:
El código anterior usa la función delay(). Esto bloquea el resto del código durante la reproducción de la melodía. Para evitar bloquear el resto del código, usa la biblioteca ezBuzzer en su lugar. Esta biblioteca está diseñada para que el zumbador emita pitidos o reproduzca una melodía sin bloquear el resto del código.
Video Tutorial
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Desafíate a ti mismo
- Utiliza un zumbador Piezo para reproducir la canción que amas
- Activa automáticamente una alarma cuando alguien se acerque a tus pertenencias valiosas. Consejo: Consulte Arduino - Sensor de Movimiento.