மைக்ரோஃபோன் மற்றும் அர்டுயினோவுடன் டி.பியில் ஒலி / சத்தம் அளவை அளவிடவும்

அதிக மக்கள் தொகை அடர்த்தி காரணமாக சத்த மாசுபாடு உண்மையில் முக்கியத்துவம் பெறத் தொடங்கியது. ஒரு சாதாரண மனித காது 0dB முதல் 140dB வரை ஒலி அளவைக் கேட்க முடியும், இதில் 120dB முதல் 140dB வரையிலான ஒலி நிலைகள் சத்தமாகக் கருதப்படுகின்றன. சத்தம் அல்லது ஒலி அளவுகள் பொதுவாக டெசிபலில் (டி.பி.) அளவிடப்படுகின்றன, டி.பியில் ஒலி சமிக்ஞைகளை அளவிடக்கூடிய சில கருவிகள் எங்களிடம் உள்ளன, ஆனால் இந்த மீட்டர்கள் சற்று விலை உயர்ந்தவை மற்றும் துரதிர்ஷ்டவசமாக டெசிபல்களில் ஒலி அளவை அளவிட பெட்டி சென்சார் தொகுதிக்கு வெளியே இல்லை. ஒரு சிறிய வகுப்பறை அல்லது வாழ்க்கை அறையில் ஒலி அளவை அளவிட வேண்டிய ஒரு சிறிய ஆர்டுயினோ திட்டத்திற்காக விலையுயர்ந்த மைக்ரோஃபோன்களை வாங்குவது சிக்கனமானது அல்ல.

எனவே இந்த திட்டத்தில் நாம் ஆர்டுயினோவுடன் ஒரு சாதாரண எலக்ட்ரெட் மின்தேக்கி மைக்ரோஃபோனைப் பயன்படுத்துவோம், மேலும் டி.பியில் ஒலி அல்லது ஒலி மாசு அளவை உண்மையான மதிப்புக்கு முடிந்தவரை நெருக்கமாக அளவிட முயற்சிப்போம். ஒலி சமிக்ஞைகளை பெருக்கி அதை ஆர்டுயினோவுக்கு உணவளிக்க ஒரு சாதாரண பெருக்கி சுற்று பயன்படுத்துவோம், இதில் டி.பியில் உள்ள ஒலி சமிக்ஞைகளை கணக்கிட பின்னடைவு முறையைப் பயன்படுத்துவோம். பெறப்பட்ட மதிப்புகள் சரியானதா என்பதைச் சரிபார்க்க, “சவுண்ட் மீட்டர்” ஆண்ட்ராய்டு பயன்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம், உங்களிடம் சிறந்த மீட்டர் இருந்தால் அதை அளவுத்திருத்தத்திற்குப் பயன்படுத்தலாம். இந்த திட்டம் dB ஐ துல்லியமாக அளவிடுவதை நோக்கமாகக் கொண்டிருக்கவில்லை என்பதையும், உண்மையான மதிப்புக்கு முடிந்தவரை மதிப்புகளை வழங்கும் என்பதையும் நினைவில் கொள்க.

தேவையான பொருட்கள்:

Arduino UNO
மைக்ரோஃபோன்
எல்.எம்.386
10 கே மாறி POT
மின்தடையங்கள் மற்றும் மின்தேக்கிகள்

சுற்று வரைபடம்:

இந்த Arduino சவுண்ட் லெவல் மீட்டருக்கான சுற்று மிகவும் எளிமையானது, இதில் ஒரு மின்தேக்கி மைக்ரோஃபோனிலிருந்து சிக்னல்களை பெருக்கி அதை Arduino இன் அனலாக் துறைமுகத்திற்கு வழங்க LM386 ஆடியோ பெருக்கி சுற்று பயன்படுத்தினோம். குறைந்த மின்னழுத்த ஆடியோ பெருக்கி சுற்று ஒன்றை உருவாக்க இந்த எல்எம் 386 ஐசியை நாங்கள் ஏற்கனவே பயன்படுத்தியுள்ளோம், மேலும் சுற்று அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ அப்படியே உள்ளது.

இந்த குறிப்பிட்ட ஒப்-ஆம்பின் ஆதாயத்தை முள் 1 மற்றும் 8 முழுவதும் ஒரு மின்தடை அல்லது மின்தேக்கியைப் பயன்படுத்தி 20 முதல் 200 வரை அமைக்கலாம். அவை இலவசமாக விடப்பட்டால் ஆதாயம் இயல்பாக 20 ஆக அமைக்கப்படும். எங்கள் திட்டத்திற்கு இந்த சுற்று மூலம் நாம் அதிகபட்ச ஆதாயத்தைப் பெறுகிறோம், எனவே ஊசிகள் 1 மற்றும் 8 க்கு இடையில் 10uF மதிப்பின் மின்தேக்கியைப் பயன்படுத்துகிறோம், இந்த முள் துருவமுனைப்பு உணர்திறன் மற்றும் மின்தேக்கியின் எதிர்மறை முள் முள் 8 உடன் இணைக்கப்பட வேண்டும் என்பதை நினைவில் கொள்க. சுற்று Arduino இலிருந்து 5V முள் மூலம் இயக்கப்படுகிறது.

மைக்ரோஃபோனிலிருந்து டிசி சத்தத்தை வடிகட்ட மின்தேக்கி சி 2 பயன்படுத்தப்படுகிறது. அடிப்படையில் மைக்ரோஃபோன் உணரும்போது ஒலி அலைகள் ஏசி சிக்னல்களாக மாற்றப்படும். இந்த ஏசி சிக்னலில் சில டிசி சத்தம் இருக்கலாம், அதனுடன் இந்த மின்தேக்கியால் வடிகட்டப்படும். இதேபோல், பெருக்கத்திற்குப் பிறகும் ஒரு மின்தேக்கி சி 3 பெருக்கத்தின் போது சேர்க்கப்பட்ட எந்த டிசி சத்தத்தையும் வடிகட்ட பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ADC மதிப்பிலிருந்து dB ஐக் கணக்கிட பின்னடைவு முறையைப் பயன்படுத்துதல்:

எங்கள் சுற்றுடன் நாங்கள் தயாரானவுடன், அர்டுயினோவை கணினியுடன் இணைத்து, எங்கள் மைக்ரோஃபோனிலிருந்து செல்லுபடியாகும் ஏடிசி மதிப்புகளைப் பெறுகிறோமா என்று சோதிக்க ஆர்டுயினோவிலிருந்து “அனலாக் ரீட் சீரியல்” எடுத்துக்காட்டு நிரலைப் பதிவேற்றலாம். இப்போது நாம் இந்த ஏடிசி மதிப்புகளை டி.பியாக மாற்ற வேண்டும்.

வெப்பநிலை அல்லது ஈரப்பதத்தை அளவிடுவது போன்ற பிற மதிப்புகளைப் போலன்றி, dB ஐ அளவிடுவது நேரடியான பணி அல்ல. ஏனெனில் dB இன் மதிப்பு ADC இன் மதிப்புடன் நேரியல் அல்ல. நீங்கள் வர சில வழிகள் உள்ளன, ஆனால் நான் முயற்சித்த ஒவ்வொரு அடியிலும் எனக்கு நல்ல பலன்கள் கிடைக்கவில்லை. நீங்கள் முயற்சி செய்ய விரும்பினால் இந்த Arduino மன்றத்தின் மூலம் இங்கே படிக்கலாம்.

எனது பயன்பாட்டிற்கு, dB மதிப்புகளை அளவிடும்போது எனக்கு அதிக துல்லியம் தேவையில்லை, எனவே ADC மதிப்புகளை dB மதிப்புகளுடன் நேரடியாக அளவீடு செய்வதற்கான எளிதான வழியைப் பயன்படுத்த முடிவு செய்தேன். இந்த முறைக்கு, எங்களுக்கு ஒரு எஸ்பிஎல் மீட்டர் தேவைப்படும் (ஒரு எஸ்பிஎல் மீட்டர் என்பது டிபி மதிப்புகளைப் படித்து அதைக் காட்டக்கூடிய ஒரு கருவி), ஆனால் துரதிர்ஷ்டவசமாக என்னிடம் ஒன்று இல்லை, நிச்சயமாக நம்மில் பெரும்பாலோர் அவ்வாறு செய்ய மாட்டார்கள். எனவே “சவுண்ட் மீட்டர்” எனப்படும் ஆண்ட்ராய்டு பயன்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம், இது ப்ளே ஸ்டோரிலிருந்து இலவசமாக பதிவிறக்கம் செய்யப்படலாம். இதுபோன்ற பல வகையான பயன்பாடுகள் உள்ளன, மேலும் நீங்கள் விரும்பும் எதையும் பதிவிறக்கம் செய்யலாம். இந்த பயன்பாடுகள் தொலைபேசியின் உள்ளடிக்கிய மைக்ரோஃபோனைப் பயன்படுத்தி சத்தம் அளவைக் கண்டறிந்து அதை எங்கள் மொபைலில் காண்பிக்கின்றன. அவை மிகவும் துல்லியமானவை அல்ல, ஆனால் நிச்சயமாக எங்கள் பணிக்கு வேலை செய்யும். ஆகவே, ஆண்ட்ராய்டு பயன்பாட்டை நிறுவுவதன் மூலம் ஆரம்பிக்கலாம், திறந்ததும் என்னுடையது கீழே இதுபோன்றது

நான் முன்பு கூறியது போல் dB க்கும் அனலாக் மதிப்புகளுக்கும் இடையிலான தொடர்பு நேரியல் அல்ல, எனவே இந்த இரண்டு மதிப்புகளையும் வெவ்வேறு இடைவெளியில் ஒப்பிட வேண்டும். உங்கள் மொபைல் தொலைபேசியில் காண்பிக்கப்படும் வெவ்வேறு dB க்காக திரையில் காண்பிக்கப்படும் ADC இன் மதிப்பைக் கவனியுங்கள். நான் சுமார் 10 வாசிப்புகளை எடுத்தேன், அவை கீழே இதுபோல் இருந்தன, நீங்கள் கொஞ்சம் மாறுபடலாம்

ஒரு எக்செல் பக்கத்தைத் திறந்து இந்த மதிப்புகளைத் தட்டச்சு செய்க, இப்போது மேலே உள்ள எண்ணிற்கான பின்னடைவு மதிப்புகளைக் கண்டறிய எக்செல் பயன்படுத்துவோம். அதற்கு முன் ஒரு வரைபடத்தைத் திட்டமிட்டு, அவை இரண்டும் எவ்வாறு தொடர்புபடுகின்றன என்பதைச் சரிபார்க்கலாம், என்னுடையது இதுபோன்று கீழே இருந்தது.

DB இன் மதிப்பு ADC உடன் நேர்கோட்டுடன் தொடர்புடையது அல்ல என்பதை நாம் காண முடியும், அதாவது அனைத்து ADC மதிப்புகளுக்கும் அதன் சமமான dB மதிப்புகளைப் பெறுவதற்கு பொதுவான பெருக்கி உங்களிடம் இருக்க முடியாது. அவ்வாறான நிலையில் “நேரியல் பின்னடைவு” முறையைப் பயன்படுத்தலாம். அடிப்படையில், இது இந்த ஒழுங்கற்ற நீலக்கோட்டை மிக நெருக்கமான நேர் கோட்டுக்கு (கருப்பு கோடு) மாற்றி, அந்த நேர் கோட்டின் சமன்பாட்டை நமக்கு வழங்கும். அர்டுயினோ அளவிடும் ADC இன் ஒவ்வொரு மதிப்புக்கும் dB க்கு சமமான மதிப்பைக் கண்டுபிடிக்க இந்த சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்.

எக்செல் இல் தரவு பகுப்பாய்விற்கான செருகுநிரல் எங்களிடம் உள்ளது, இது உங்கள் மதிப்புகளின் தொகுப்பிற்கான பின்னடைவை தானாகக் கணக்கிட்டு அதன் தரவை வெளியிடும். இந்த திட்டத்தின் எல்லைக்கு வெளியே இருப்பதால், அதை எக்செல் மூலம் எவ்வாறு செய்வது என்பதை நான் மறைக்கப் போவதில்லை, மேலும் இது கூகிள் மற்றும் அதைக் கற்றுக்கொள்வது உங்களுக்கு எளிதானது. மதிப்பிற்கான பின்னடைவை நீங்கள் கணக்கிட்டதும், எக்செல் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளதைப் போன்ற சில மதிப்புகளைக் கொடுக்கும். கீழே சிறப்பிக்கப்பட்டுள்ள எண்களில் மட்டுமே நாங்கள் ஆர்வமாக உள்ளோம்.

இந்த எண்களைப் பெற்றவுடன் நீங்கள் கீழே உள்ள சமன்பாட்டை உருவாக்க முடியும்

ADC = (11.003 * dB) - 83.2073

இதிலிருந்து நீங்கள் இருக்க வேண்டியது dB

dB = (ADC + 83.2073) / 11.003

அளவுத்திருத்தம் வேறுபடக்கூடும் என்பதால் நீங்கள் உங்கள் சொந்த சமன்பாட்டை இயக்க வேண்டியிருக்கும். இருப்பினும், இந்த மதிப்பை பாதுகாப்பாக வைத்திருங்கள், ஏனெனில் Arduino ஐ நிரலாக்கும்போது நமக்கு இது தேவைப்படும்.

DB இல் ஒலி அளவை அளவிட Arduino திட்டம்:

DB ஐ அளவிடுவதற்கான முழுமையான நிரல் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது, சில முக்கியமான வரிகள் கீழே விளக்கப்பட்டுள்ளன

மேலே உள்ள இரண்டு வரிகளில், முள் A0 இன் ADC மதிப்பைப் படித்து, இப்போது நாம் பெற்ற சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி அதை dB ஆக மாற்றுகிறோம். இந்த dB மதிப்பு உண்மையான dB மதிப்பிற்கு நாம் துல்லியமாக இருக்காது, ஆனால் மொபைல் பயன்பாட்டில் காட்டப்படும் மதிப்புகளுக்கு மிக நெருக்கமாக இருக்கிறது.

adc = அனலாக் ரீட் (MIC); // பெருக்கி dB = (adc + 83.2073) / 11.003 இலிருந்து ADC மதிப்பைப் படியுங்கள்; // பின்னடைவு மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி ADC மதிப்பை dB ஆக மாற்றவும்

நிரல் சரியாக வேலை செய்கிறதா என்று சோதிக்க, டிஜிட்டல் முள் 3 இல் ஒரு எல்.ஈ.டி யையும் சேர்த்துள்ளோம், இது ஆர்டுயினோ 60 டி.பிக்கு மேல் ஒரு பெரிய சத்தத்தை அளவிடும்போது 1 நொடிக்கு உயரச் செய்யப்படுகிறது.

if (dB> 60) {DigitalWrite (3, HIGH); // எல்.ஈ.டியை இயக்கவும் (HIGH என்பது மின்னழுத்த நிலை) தாமதம் (1000); // இரண்டாவது டிஜிட்டல்ரைட்டுக்காக காத்திருங்கள் (3, குறைந்த); }

Arduino ஒலி நிலை மீட்டரின் வேலை:

குறியீடு மற்றும் வன்பொருளுடன் நீங்கள் தயாரானதும், குறியீட்டைப் பதிவேற்றி, உங்கள் ஆர்டுயினோவால் அளவிடப்பட்ட dB மதிப்புகளைப் பார்க்க உங்கள் தொடர் மானிட்டரைத் திறக்கவும். இந்த குறியீட்டை எனது அறையில் சோதித்துக்கொண்டிருந்தேன், அங்கு வெளியே போக்குவரத்து தவிர அதிக சத்தம் இல்லை, எனது சீரியல் மானிட்டரில் கீழேயுள்ள மதிப்புகள் கிடைத்தன, மேலும் ஆண்ட்ராய்டு பயன்பாடும் இதற்கு நெருக்கமான ஒன்றைக் காட்டியது

திட்டத்தின் முழுமையான செயல்பாட்டை இந்த பக்கத்தின் இறுதியில் கொடுக்கப்பட்ட வீடியோவில் காணலாம். அறையில் ஒலியைக் கண்டறிவதற்கு நீங்கள் திட்டமிட பயன்படுத்தலாம் மற்றும் ஏதேனும் செயல்பாடு இருக்கிறதா அல்லது ஒவ்வொரு வகுப்பறையிலும் எவ்வளவு சத்தம் உருவாகிறது அல்லது அது போன்ற ஏதாவது இருக்கிறதா என்று சோதிக்கவும். 60 டி.பிக்கு மேல் ஒலி பதிவு செய்யப்பட்டிருந்தால் 2 விநாடிகளுக்கு உயர எல்.ஈ.டி செய்துள்ளேன்.

வேலை செய்வது மிகவும் திருப்திகரமாக இருக்கிறது, ஆனால் திட்டங்கள் மற்றும் பிற அடிப்படை முன்மாதிரிகளுக்கு நிச்சயமாக பயன்படுத்தப்படலாம். இன்னும் சில தோண்டல்களுடன் சிக்கல் உண்மையில் வன்பொருளில் இருப்பதைக் கண்டேன், அது இப்போதும் இப்போதும் எனக்கு சத்தம் தருகிறது. எனவே குறைந்த பாஸ் மற்றும் உயர்-பாஸ் வடிப்பானைக் கொண்ட தீப்பொறி வேடிக்கையான மைக்ரோஃபோன் பலகைகளில் பயன்படுத்தப்படும் பிற சுற்றுகளை முயற்சித்தேன். நீங்கள் முயற்சிக்க கீழே உள்ள சுற்று பற்றி விளக்கினேன்.

வடிப்பான்கள் சுற்றுடன் பெருக்கி:

இந்த ஒலி நிலை அளவீட்டு சுற்றுகளில் சத்தத்தை குறைக்க ஆம்ப்ளிஃபையருடன் குறைந்த பாஸ் மற்றும் உயர் பாஸ் வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்தினோம், இதனால் துல்லியத்தை அதிகரிக்க முடியும்.

மேலேயுள்ள இந்த சுற்றில், மைக்ரோஃபோனிலிருந்து வரும் சிக்னல்களை பெருக்க பிரபலமான எல்எம் 358 பெருக்கியைப் பயன்படுத்தினோம். பெருக்கியுடன் நாங்கள் இரண்டு வடிப்பான்களையும் பயன்படுத்தியுள்ளோம், உயர்-பாஸ் வடிகட்டி R5, C2 ஆல் உருவாகிறது மற்றும் குறைந்த-பாஸ் வடிகட்டி C1 மற்றும் R2 ஆல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த வடிப்பான்கள் 8Hz முதல் 10KHz வரை மட்டுமே அதிர்வெண்ணை அனுமதிக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, ஏனெனில் குறைந்த பாஸ்-வடிப்பான் 8Hz க்கு கீழே எதையும் வடிகட்டுகிறது மற்றும் ஹை பாஸ் வடிகட்டி 15KHz க்கு மேல் எதையும் வடிகட்டும். இந்த அதிர்வெண் வரம்பு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனென்றால் எனது மின்தேக்கி மைக்ரோஃபோன் 10Hz முதல் 15KHZ வரை மட்டுமே கீழே உள்ள தரவுத்தாள் காட்டப்பட்டுள்ளது.

உங்கள் அதிர்வெண் தேவை மாறினால், உங்களுக்கு தேவையான அதிர்வெண்ணிற்கான மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கியின் மதிப்பைக் கணக்கிட பின்வரும் சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தலாம்.

அதிர்வெண் (F) = 1 / (2πRC)

மேலும், இங்கு பயன்படுத்தப்படும் மின்தடையின் மதிப்பு பெருக்கியின் ஆதாயத்தையும் பாதிக்கும் என்பதை நினைவில் கொள்க. இந்த சுற்றில் பயன்படுத்தப்படும் மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கியின் மதிப்பிற்கான கணக்கீடு கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. அதிர்வெண் மதிப்புகளை மாற்றுவதற்கும் பின்னடைவு மதிப்புகளைக் கணக்கிடுவதற்கும் எக்செல் தாளை இங்கிருந்து பதிவிறக்கம் செய்யலாம்.

முன்னாள் சுற்று எனது எதிர்பார்ப்புகளுக்கு திருப்திகரமாக வேலை செய்தது, எனவே நான் இதை ஒருபோதும் முயற்சித்ததில்லை. இந்த சுற்றுக்கு நீங்கள் முயற்சி செய்ய நேர்ந்தால், கருத்துகள் மூலம் முந்தையதை விட இது சிறப்பாக செயல்படுகிறதா என்பதை எனக்குத் தெரியப்படுத்துங்கள்.