第三章 科创板-声音采集

第三章第3课 科创板-声音采集

1、认识声音传感器并了解其工作原理；

2、掌握声音传感器数据采集的方法；

3、通过编程驱动噪声警报器的正常运行。

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声音传感器简介——Science

声音传感器也可称为声敏传感器，它是一种可以将在气体、液体或固体中传播的机械振动转换成电信号的器件或装置，它采用接触或非接触的方式检测信号。在电子电路中，声音传感器作为一种触发器件来使用，常见的触发方式是声音的有无。

声音传感器的种类有很多，我们科创板用到的声音传感器是电容式声音传感器。

二、声音传感器工作原理及应用——Engineering and Technology

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声音传感器工作原理

声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒，声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，从而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D（A是模拟量，D是数据量）转换被数据采集器接受，并传送给计算处理器；声音传感器也可以显示声音的振动图象。

声音传感器应用

1、日常生活

声音传感器对声音信号进行采样，应用到话筒，录音机，手机等器件中；声控照明灯内装有声音传感器等等。

2、工业

缝纫设备生产厂家大部分已采用电子检测仪器来监测声响，检验机器最大声源的产生处，测定零部件受力大小、振动大小等。

3、军事

声音传感器利用声波来确定密闭集装箱内的材料化学组成，以此加强港口的安全防护；防御狙击手的袭击，声音传感系统能对狙击火力进行定位和分类，并提供狙击火力的方位角、仰角、射程、口径和误差距离等。

4、医疗

光纤麦克风具有对磁场天然的抗干扰能力，可以应用于核磁共振成像的通信，是唯一在核磁共振成像扫描时，可以在病人和医生之间进行通讯的麦克风。

三、试验与科学——Technology and Math

1、声音采集

科创板板载声音传感器的管脚为39，而且声音传感器采集的信号为模拟信号，所以会用到模数转换代码块，也称ADC（模拟量转换为）。

认识“初始化模拟输入管脚”代码块以及“获取模拟输入值”代码块

两个代码块均位于“输入\输出”模块中。其中“初始化模拟输入管脚”代码块作用为初始化指定管脚为模拟输入管脚；“获取模拟输入值”代码块作用为获取指定管脚模拟输入的值（范围为0~4095）。

认识“参考电压设置”代码块

“参考电压设置”代码块位于“输入\输出”模块中，它的功能是设置指定模拟输入管脚的参考电压为3.3V，这个代码块对于科创板板载的传感器是非常必要的，如果没有设置，板载传感器的精度就会受到影响。

获取声音传感器数值程序如下：

将上面的程序下载到科创板后，会发现信息菜单会有一列0，轻吹声音传感器探头会发现信息菜单出现一些数值，吹得动静越大，数值越大。

2、OLED屏幕联动声音传感器

我们已经可以将声音传感器测得的数值在电脑上显示出来了，那我们是不是也可以让声音传感器测得的数值直接显示在OLED显示屏上呢？回答是：当然能。

认识“转字符串”代码块

“转字符串”代码块位于“文本”模块中，作用是将一个数字转化为一个字符串，换句话就是将科创板不可显示的语言转换成科创板可显示的语言。

声音传感器测得的数值直接显示在OLED显示屏上的程序：

当我们将这段程序下载到科创板中，运行后会发现OLED显示屏可以显示当前声音传感器测得的值了。

3、噪声警报器

我们已经学会将声音传感器的测得值变成我们可测可用的数值了，接下来我们就用这个值，做一个小创意。

现实生活中，在医院、图书馆等需要安静的地方，总是有人不遵守公共秩序，大声喧哗。我们可以做一个噪声警报器，当喧闹声达到了一定的强度时，大厅显示屏会显示警戒噪音值，蜂鸣器就会报警，可以自动提醒这些人保持安静。

噪声警报器的工作过程是当声音传感器的数值超过800时（科创板上的蜂鸣器与声音传感器靠的太近，所以数值设置偏高，自己做的话可根据实际情况而定），OLED显示屏显示voice>800，蜂鸣器发出2秒的警报声。

下面的代码可以发出滴滴声：

要响2秒，即需要执行10次（因为每次滴滴声的周期是200ms），这时我们需要用到一个for循环程序：

噪声警报器的最终程序如下：

执行以上程序，噪声警报器就可以正常工作了。

四、延伸与扩展——Arts

想一想，能不能用声音传感器结合OLED显示屏做一个声控灯呢，怎样去实现？

请以小组的形式进行合作，尝试做一个声控灯。

设计要求：

（当声音传感器测得数值大于500时，白灯亮3秒，同时OLED显示屏显示灯亮；

（保证控制方式安全可靠。