Звуковой датчик для arduino

Типы звуковых датчиков для Arduino

Звуковые датчики для Arduino обнаруживают различные свойства звука или сигналов, производимых в воздухе. Они известны под разными названиями, такими как измерители уровня звука, звуковые или аудиодатчики, а также ультразвуковые датчики. Эти датчики бывают различных типов, и каждый из них обладает уникальными возможностями для измерения уровней звука.

• Датчики на основе микрофона:

  Этот звуковой датчик основан на простой схеме с чувствительным к звуку транзистором. Это распространенный звуковой датчик, который имеет множество модификаций для усиления или ограничения его функций. Этот базовый датчик не имеет большого количества функций, но его можно улучшить с помощью креатива. Этот датчик можно использовать для создания системы сигнализации с использованием Arduino. При обнаружении любого шума или звука выше определенного уровня он может активировать оповещение.

• Датчики на основе MEMS:

  MEMS означает микроэлектромеханические системы, которые представляют собой миниатюрные машины, созданные с использованием современных микротехнологий производства, таких как MEMS-индустрия. MEMS-микрофон - это прочный, компактный чип, изготовленный с использованием микроэлектроники, которая интегрирует механические и электронные системы. Он отличается превосходными акустическими характеристиками и широко используется для миниатюризации электронных устройств, которые взаимодействуют с электронным миром. Благодаря своим небольшим размерам и исключительной качеству звука он подходит для применения в потребительской электронике.

• Датчики с аналоговым выходом:

  В этих датчиках выход передается непосредственно на микроконтроллер для дальнейшей обработки и манипулирования. Выход представляет собой переменное напряжение, которое инженер или техник будет изучать и интерпретировать. Этот тип датчика может управлять системой сигнальных маяков. Он имеет микрофон, который обнаруживает звук, и специальную интегральную схему, которая генерирует переменное выходное напряжение, показывающее уровень присутствующего звука.

• Датчики с цифровым выходом:

  Датчики с цифровым выходом выдают простой сигнал вкл./выкл. Таким образом, микроконтроллер может только обнаружить, находится ли присутствующий звук выше или ниже заданного уровня. Эти датчики являются направленными, то есть они могут измерять звук в одном направлении. С помощью этих датчиков можно выполнять направленный мониторинг уровня звука. Он состоит из двух датчиков с цифровым выходом, которые помогают измерять уровень звука в двух разных направлениях в одном устройстве.

Функции и особенности

Звуковые датчики для Arduino имеют множество функций, которые могут помочь различать различные звуки. Ниже приведены некоторые общие функции звуковых датчиков для Arduino и их функции:

• Тип микрофона: MEMS-микрофон обычно используется в звуковых датчиках для Arduino. Он обнаруживает звук за счет колебаний давления, вызываемых акустическими волнами. Функции шумоподавления в микрофоне удаляют фоновый шум из разговоров, что делает его идеальным для моделей машинного обучения и приложений по измерению уровня шума.
• Чувствительность: Для распознавания речи и приложений для слабослышащих используются датчики с очень высокой чувствительностью, чтобы обеспечить измерение даже самых слабых звуков. Датчики с высокой чувствительностью могут помочь в точных системах измерения и обнаружения звука, в то время как датчики с более низкой чувствительностью могут хорошо работать для общих приложений.
• Обработка уровня звукового давления: Обработка уровня звукового давления (SPL) определяет максимальный уровень силы, который датчик может выдержать. Важно знать SPL в конкретной ситуации, чтобы знать, может ли датчик выдержать давление, не повредившись. Например, датчики для приложений на концертах и с громкими машинами должны иметь хорошую обработку SPL.
• Диапазон частот: Диапазон частот показывает диапазон частот от уровня звукового давления (SPL), который может обнаружить датчик. Диапазон начинается с самой низкой частоты и заканчивается самой высокой. Способность датчика обнаруживать частоту, попадающую в этот диапазон, может помочь определить, для каких приложений можно использовать этот датчик.
• Выходное напряжение: Звуковые датчики могут иметь либо аналоговый, либо цифровой выход. Аналоговое выходное напряжение является непрерывным и меняется в диапазоне, в то время как цифровые выходы являются только высокими или низкими. Тип выхода будет зависеть от приложения и необходимого выхода для дальнейшей обработки или измерения.
• Размер: Размер датчика может быть решающим фактором для применения датчика. Более мелкие датчики лучше подходят для приложений, где ограничено пространство, в то время как более крупные датчики могут использоваться для приложений промышленного уровня.
• Блок питания: Большинству звуковых датчиков требуется 5 В для питания схемы и датчика. Важно использовать напряжение питания, соответствующее требованиям датчика, чтобы он работал правильно. Некоторые датчики поставляются с вариантом питания, который позволяет их питать от сети.

Сценарии

• Измерение уровней звука:

  В лабораториях или на предприятиях инженеры или исследователи используют звуковые датчики Arduino для проверки громкости звука (уровней звука). Они могут узнать больше о звуке вокруг них, глядя на числа (данные) от датчика и графики, которые они создают (визуализации).

• Проверка уровня шума:

  В некоторых местах существуют правила, касающиеся допустимого уровня шума (максимальный уровень шума), поэтому звуковые датчики могут помочь гарантировать соблюдение этих правил путем постоянного мониторинга. Школы, больницы или офисы могут использовать эти датчики для простого отслеживания уровней шума в таких условиях.

• Проекты Soundy:

  Людям, которые любят конструировать (любителям), можно подключить датчики к своим Arduino и создавать устройства, которые реагируют на шум (звук). Например, они могут заставить мигать или менять свет в зависимости от уровня звука.

• Умные дома:

  В будущем дома, подключенные к Интернету (умные дома), могут использовать звуковые датчики для включения устройства (прибора), когда они слышат звук, например хлопки или чью-то речь (голосовые команды).

• Помощь людям с проблемами слуха:

  Люди с плохим слухом (с нарушениями слуха) могут использовать датчики, которые позволяют им видеть и понимать звуковые сигналы (звуковые оповещения), подключая сигналы тревоги или уведомления в тихих местах, таких как классы или рабочие места.

• Мониторинг окружающей среды:

  Звуковые датчики могут помочь исследователям узнать о звуках природы, таких как пение птиц или шелест деревьев. Они могут размещать их рядом с лесами, парками или заповедниками, чтобы проверять шумы природы (естественные звуки) и наблюдать за поведением диких животных (поведением животных).

• Университетские исследования:

  Университеты могут использовать звуковые датчики в своих классах, чтобы помочь студентам узнать о датчиках, электронике и программировании, выполняя практические занятия (эксперименты) с ними.

Как выбрать звуковые датчики для Arduino

Без проведения обширных исследований и разработок невозможно выбрать звуковой датчик для проекта Arduino. Конкретное применение датчика предоставит важную информацию для понимания типа датчика, который следует использовать. Следующие шаги помогут покупателям выбрать правильный звуковой датчик для обнаружения звука.

• Датчики шума: Датчики шума используются для мониторинга уровней шума в общественных местах или на промышленных объектах. Эти датчики можно использовать для мониторинга уровней шума в общественных местах, на мероприятиях или в промышленных условиях. При покупке датчиков шума для Arduino учитывайте датчики, которые соответствуют стандартам сертификации для датчиков шума, таким как EN 61260 и ISO 1996.
• Заказ у производителей, которые предоставляют датчики с цифровыми разъемами: Датчики с цифровыми выходами более устойчивы к шуму и являются отличным выбором для проектов, которые требуют точных измерений уровня звука. Устройства с цифровым выходом могут выдавать плавные цифровые сигналы, которые упрощают подключение к микроконтроллерам и другим цифровым устройствам.
• Покупка датчиков, которые могут работать в заданной среде: Датчики, предназначенные для использования на улице, должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать колебания температуры, влажности и других погодных условий. Датчики, имеющие сертификацию IP65 и рейтинг прочности не менее среднего, подходят для наружного применения.
• Приложения: Существует множество типов звуковых датчиков, чтобы удовлетворить потребности различных отраслей промышленности. К ним относятся измерители уровня звука, которые измеряют интенсивность звука, например, в развлекательных заведениях и медицинских учреждениях; акустические датчики, используемые в системах безопасности для обнаружения разбитого стекла; и системы оповещения, которые реагируют на увеличение шума.
• Аналоговые датчики: Если звуковой датчик для проектов Arduino будет измерять широкий диапазон значений, аналоговые датчики отлично подходят, поскольку они могут генерировать различные напряжения в зависимости от уровня акустического давления. Аналоговые датчики лучше подходят для датчиков, которые будут измерять непрерывные значения. Важно иметь в виду, что аналоговые датчики требуют дополнительных компонентов для фильтрации шума, так как выход может быть нестабильным.
• Цифровые датчики: В отличие от аналоговых датчиков, цифровые датчики выдают фиксированный сигнал напряжения, либо ВЫСОКИЙ, либо НИЗКИЙ. Цифровые датчики более стабильны и их проще интегрировать с микроконтроллерами и цифровыми устройствами, чем аналоговые датчики.

Звуковой датчик для Arduino: вопросы и ответы

В1: Почему звуковой датчик Arduino так важен?

О1: С помощью звукового датчика плата Arduino может слышать и реагировать на окружающую среду. Она может отвечать на шум или звук, выполняя заранее заданное действие (например, включение светодиода). Благодаря этой способности она может способствовать разработке интеллектуальных устройств.

В2: Каков принцип работы звукового датчика Arduino?

О2: Принцип работы звукового датчика Arduino основан на микрофоне. Микрофон улавливает звуковые волны в воздухе и преобразует их в электрические сигналы. Затем операционный усилитель усиливает эти сигналы. Чувствительность и выходное напряжение датчика зависят от уровня звука.

В3: Чем отличается звуковой датчик от Arduino и микрофона?

О3: Хотя они могут казаться похожими, звуковой датчик Arduino и звуковой датчик или микрофон - это не одно и то же. Звуковой датчик преобразует звуковые волны в электрические импульсы, в то время как микрофон Arduino только улавливает звуковые волны и передает звук.

В4: Какие характеристики следует учитывать при выборе звукового датчика?

О4: При выборе звукового датчика следует учитывать чувствительность, частотную характеристику, тип выхода, рабочее напряжение и совместимость с микроконтроллером. Эти качества оказывают значительное влияние на производительность звукового датчика и совместимость с различными приложениями.