新DiFi第8課蜂鳴器

蜂鳴器：可以產生聲音的裝置(註)。

聲音的三要素

1.音量（響度） ：聲音的大小（強弱），聲波的振幅（即振動的能量），振幅愈大，響度愈大，單位為分貝(dB)。

2.音調（音頻） ：聲音的高低，聲波的頻率，振動愈快，頻率愈大，音調愈高，單位為赫茲(Hz)(次/秒)。

3.音色（音品） ：聲音的特色，聲波的波形，不同的發聲體會有不同的波形。

壹、音量測試

使用Jump直接將D8和BEEP接上。

利用類比輸出(PWM)模擬不同的電壓輸出，讓蜂鳴器發出不同的音量。

先拉一個[腳位(號碼)模式設為(OUTPUT)]的積木。

做一個變數[音量]，[腳位(8類比輸出(音量)]，改變[音量]的數值，輸出的電壓就會改變，蜂鳴器發出的音量也就跟著改變。

將音量變數由255慢慢減少，蜂鳴器發出的音量就愈來愈小聲。

程式下載：音量.sb2

延伸：

聲音控制LED顏色

LED顏色隨音量大小而改變

程式下載：音量（亮燈）.sb2

貳、音調改變

一、聽力測試

人類能聽到的音調頻率大約在20Hz到20000Hz之間，事實上每個人能聽到的範圍都不一樣。 

利用蜂鳴器來測試您能夠聽到的音調(頻率)範圍。

程式執行時輸入您要聽的頻率，蜂鳴器就會發出一秒鐘的該頻率。

程式下載：聽力測驗.sb2

實際上因為蜂鳴器的規格限制，及scratch+DiFi的規格限制，很多頻率是無法產生聲音的。或是聽到的其實不是本來設定的頻率。

二、播放一聲Do

聲音的高低就是聲波的頻率得快慢，聲音振動愈快，頻率愈大，發出的音調愈高，單位為赫茲(Hz)(次/秒)。

先拉一個[腳位(號碼)模式設為OUTPUT]的積木，設定數位腳位D8為輸出。

使用 [腳位(8)播放音調，頻率為：(C2,523)Hz，時間為：(500)ms] ，就可以播出0.5秒的Do

程式下載：Do.sb2

三、播放一首歌

音階–頻率對照表(單位：Hz)

參考資料：http://210.70.70.242/eegc/epaper/10008/10008P-2.html

1.直接編曲

直接在 [腳位(8)播放音調，頻率為：(C1,262)Hz，時間為：(500)ms] 積木上選擇要發出的音階頻率，或是參考上面的音階-頻率對照表，設定不同音階對應的頻率。

依照歌曲需求拉一些音調播放積木就可以組合成一首歌了。

記得每個音之後都要接等待幾秒，讓音階唱完。

程式下載：小星星.sb2

延伸：

發出模擬救護車、消防車、警車的聲音

2.使用[製作一個積木]

一般歌曲都會有一些重複的曲段，因此將歌曲分成數段，使用[製作一個積木]，將重複部分自訂成積木，可以縮短程式。

以小星星為例，主要分成3段，各用了2次。

主程式變得很簡短。

註：如果使用[製作一個積木]來寫程式的好處就是程式比較有規律，修改、除錯都比較容易。

程式下載：小星星(積木).sb2

延伸：

使用[製作一個清單]，參考上面的音階-頻率對照表，將音階頻率製成清單，在音調播放積木裡，將頻率換為對應的清單音階。

四、電子琴

使用鍵盤來彈奏音樂

注意：

記得先檢查[輸入法]是否為[英]，當輸入法不對時，鍵盤按鍵對應的值是錯的，無法正確反應動作。

按下鍵盤上的1、2、3、4、5、6、7分別代表Do、Re、Mi、Fa、Sol、La、Si

程式執行時只要按下不同的數字鍵，就可以彈奏出音樂了。

程式下載：電子琴.sb2

五、計時器

接線圖如前，按下[綠旗]後，輸入倒數時間，然後開始計時，時間到，蜂鳴器發出聲響。

程式開始先問要計時多久，輸入時間。

設定變數[倒數計時]為[答案]

重複等待1秒，並將倒數計時變數 -1

時間到了，將造型換成[時間到]，並發出聲音。

程式下載：計時器.sb2

延伸：

1.設計可以有不同時間的計時器。例如：

    按[1]開始計時1分鐘，按[2]開始計時2分鐘，按[3]開始計時3分鐘……………..

2.再加上LED，就聲、光效果都有了。

3.將時間到的do聲改成音樂。

六、鬧鐘

設定時間到，蜂鳴器要發出聲音。

檔案下載：鬧鐘.sb2

複雜版請參考http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/104089/695595

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註：

DiFi搭配的是3.3V有源蜂鳴器。

蜂鳴器品質相差很多，學生實驗用的比較便宜，性能差別很大，可能發出來的聲音品質會差距很大，甚至造成當機。

A.蜂鳴器可分為電磁式及壓電式兩種 

1.電磁式：由電流驅動，聲音較大但較為耗電。 

2.壓電式：半導體電壓轉換陶磁片振動，由電壓驅動(陶磁片)，較省電但聲音較小。 

B.無論電磁式或壓電式依其驅動方式又分為兩種：自激式與他激式 

1.自激式(有源)：內藏驅動電路，只需直流電即可動作。 

2.他激式(無源)：內無驅動電路，需加入交流電源及動作訊號才可動作。

注意，這裡的“源”不是指電源。而是指震盪源。

(一)無源蜂鳴器的特點是：

(1)無源內部不帶震盪源，所以如果用直流信號無法令其鳴叫。必須用2K~5K的方波去驅動它

(2)聲音頻率可控，可以做出“多來米發索拉西”的效果。

(3)在一些特例中，可以和LED複用一個控制口

(二)有源蜂鳴器的特點是：

(1)有源蜂鳴器內部帶震盪源，所以只要一通電就會叫

(2)程式控制方便，單片機一個高低電平就可以讓其發出聲音，而無源蜂鳴器卻做不到。

參考資料：http://www.cpu.com.tw/kh/elec/buzz/buzz-s.html

          http://goods.ruten.com.tw/item/show?21537607828784

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