Ludzkie ucho potrafi rozszyfrować głośność dźwięku. Ponadto, biorąc pod uwagę dwa sygnały dźwiękowe o różnym natężeniu, potrafi rozróżnić różnice. Ale czy istnieje urządzenie, które potrafi zrobić to samo? Jeśli jesteś tego ciekaw, ten artykuł jest stworzony dla Ciebie. Zanim jednak zagłębisz się w szczegóły, wiedz, że możesz stworzyć urządzenie, które potrafi zmierzyć poziom dźwięku. Nie potrzebujesz również wyszukanych komponentów. Wystarczy Arduino Uno i kilka innych elementów elektronicznych. Aby głębiej zrozumieć działanie modułu czujnika dźwięku i jak go stworzyć, czytaj dalej.
Co to jest moduł czujnika dźwięku?
Arduino, majsterkowanie i elementy elektroniczne
Jest to moduł, który będzie wykrywał natężenie sygnału dźwiękowego. Jest on powszechny w aplikacjach wykrywania dźwięku, takich jak systemy bezpieczeństwa, przełączniki i urządzenia monitorujące. Również można poprawić jego łatwość użycia, manipulując jego dokładnością wykrywania.
Jak działa moduł czujnika dźwięku?
Mikrofon audio w stylu retro
Moduł wykorzystuje czujnik mikrofonowy do wykrywania fal dźwiękowych. W tym module mikrofon ma membranę, która zmienia wibracje na sygnały. Inne krytyczne elementy systemu obejmują detektor szczytowy i wzmacniacz mocy.
Po wykryciu dźwięku, czujnik przekształca go na sygnał o/p. Następnie dźwięk wędruje do mikrokontrolera, który go przetwarza.
Czujnik skutecznie wykrywa poziom hałasu w zakresie częstotliwości od około 3kHz do 6kHz. Ludzkie ucho jest również wrażliwe na dźwięki w tym zakresie. Stąd też moduł czujnika doskonale odwzorowuje pracę ludzkiego ucha.
Również niektóre smartfony z systemem Android posiadają decybelomierz, który działa podobnie do modułu czujnika.
Konfiguracja pinów czujnika dźwięku
W czujniku dźwięku znajdziemy cztery piny. Obejmują one następujące elementy:
Pin VCC. Odpowiada za dostarczenie zasilania do czujnika. Wymaga on zasilania o wartości od 3,3V do 5V.
Pin GND- znany również jako masa. Odpowiada za zapewnienie połączenia masy z czujnikiem.
Pin DO- Pin wyjścia cyfrowego łączy się z pinem cyfrowym mikrokontrolera czujnika.
Pin AO- Analogowy pin wyjściowy łączy się z analogowym pinem mikrokontrolera.
Właściwości i specyfikacja
Zielona płytka drukowana (PCB) z elementami.
Cechy modułu czujnika dźwięku obejmują:
Specyfikacje modułu to:
Interfacing Sound Sensor with Arduino
Mikrofon w studio.
Przegląd sprzętu
Moduł czujnika dźwięku będzie składał się z małej płytki, mikrofonu o częstotliwości 50Hz-10kHz, który współpracuje z modułem czujnika detekcji.
Znajdują się na niej również inne przetwarzające obwody zewnętrzne elementy, które będą zmieniać fale dźwiękowe na sygnały elektryczne.
Kolejnym krytycznym elementem sprzętowym jest komparator LM393 o wysokiej precyzji. Urządzenie to jest niezbędne do digitalizacji sygnałów elektrycznych na wyjście cyfrowe d0.
Dodatkowo moduł będzie posiadał wbudowany potencjometr do regulacji czułości wyjścia cyfrowego d0.
Wymagane części
Poniżej wymieniono kluczowe elementy, które są niezbędne do realizacji projektu czujnika dźwięku:
Czujnik dźwięku z mikrofonem
Arduino Uno
Płyta LED
Różnokolorowa dioda LED
Płytka przyłączeniowa
Rezystor 220 Ohm
Zworki
Schemat
Zmontuj powyższe elementy tak, jak pokazano na tym rysunku:
Czujnik dźwięku z Arduino
Podczepienie sprzętu do Arduino jest dość proste. Najpierw podłącz pin VCC modułu czujnika do Arduino. Upewnij się, że VCC ma zasilanie 5V. Następnie połącz pin GND modułu czujnika z masą.
Podłącz również pin wyjścia cyfrowego do pinu cyfrowego oznaczonego #7 na Arduino. Dodatkowo kliknij pin sterujący modułu do pinu cyfrowego #8 Arduino Uno.
Podczas montażu należy również bezwzględnie zadbać o to, aby moduł przekaźnika ustawił się w jednej linii z urządzeniem AC, którym chcemy sterować. Oznacza to, że musisz przeciąć linię AC pod napięciem i podłączyć jeden koniec do COM. Następnie drugi należy podłączyć do zacisku NO.
Po zmontowaniu elementów elektrycznych wprowadź następujący kod Arduino:
Kod Arduino
Następnie klaszcz obok mikrofonu czujnika. Po wpisaniu kodu powinna zapalić się dioda Status. Jeśli nie reaguje, możesz wyregulować czujnik, obracając potencjometr. Przyjrzymy się temu procesowi szczegółowo w następnym rozdziale.
Kalibracja czujnika dźwięku
Czujnik dźwięku posiada wbudowany potencjometr.
Pomoże on skalibrować czujnik dźwięku, aby uzyskać z niego dokładny odczyt. Zauważ, że moduł czujnika posiada wbudowany potencjometr. Jest on pomocny przy kalibracji wyjścia cyfrowego modułu.
Możesz również ustawić próg czujnika, obracając pokrętło potencjometru. Po ustawieniu będziesz wiedział, kiedy poziom dźwięku przekroczy określoną granicę. Dioda LED stanu zapala się, gdy wyjście audio przekracza określoną grupę. Z kolei praca cyfrowa (do) da wynik niski.
Teraz możesz przystąpić do kalibracji czujnika. Najpierw klaszcz lub wydaj jakiś dźwięk w pobliżu mikrofonu. W tym samym czasie staraj się regulować potencjometr, aż dioda LED Status zacznie migać. Powinna ona mrugać przy każdym klaśnięciu, aby wskazać, że jest sprawna.
Teraz upewniłeś się, że czułość czujnika jest na odpowiednim poziomie.
Zastosowania
Moduł czujnika dźwięku jest ważny w urządzeniach audio.
Wykrywanie zanieczyszczenia dźwiękiem za pomocą Solar Powered City Pollution Monitor (SPCPM).
Zastosowanie na baby monitor z czujnikiem dźwięku.
Projekt trackera kory psa z czujnikiem dźwięku.
Kontrola urządzenia USB za pomocą dźwięku.
Projekty automatyki domowej.
Aparaty słuchowe.
Telefony i urządzenia audio.
Nadawanie programów radiowych i telewizyjnych.
Niezbędne w systemach technologii rozpoznawania prędkości.
Zastosowania w robotyce.
Przydatne we wzmacniaczach audio.
Niezbędne w systemach wykrywania poziomu dźwięku.
Smartfony do detekcji dźwięku i głosu.
Przydatne w systemach obwodów szpiegowskich.
Instrumenty do rozpoznawania dźwięków otoczenia.
Systemy bezpieczeństwa w domu i biurze.
Rozwiązywanie problemów
Ilustracja sygnału szumów
Może się okazać, że czujnik dźwięku nie działa pomimo prawidłowego montażu. Oto kilka wskazówek dotyczących rozwiązywania problemów, które mogą pomóc:
Podsumowanie
Omówiliśmy właśnie, jak można stworzyć niedrogi system detekcji dźwięku dla projektu zabezpieczenia domu. System ten jest również łatwy do połączenia z innymi zewnętrznymi komponentami. Również montaż jest łatwy do wykonania, jak widać na ilustracji, którą przedstawiliśmy powyżej.
Teraz nic nie powstrzymuje cię przed realizacją projektu. Ale w przypadku, gdy jest coś, co chciałbyś, aby wyjaśnić, porozmawiaj z nami. Niezwłocznie odpowiemy na Twoje pytania w najlepszy możliwy sposób.