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  • 声音传感器

    千次阅读 2018-07-15 16:29:18
    验采用OJ模拟声音传感器,驻极体检测声音大小,并经过放大电路输出模拟量。所以,检测声音的大小就与输出的模拟量成正比。实验中,我们采用模拟声音传感器循环检测外部音量,当超过一定值后,点亮LED,延时一段时间...
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  • 目标1、认识声音传感器2、读取声音传感器数值3、制作声控灯实验材料X-TACO板配套USB数据线配套磁吸线配套声音传感器配套LED灯内容实验步骤①将声音传感器的四个针脚连接磁吸线上的四个针脚②将磁吸线连接到X-TACO板...

    目标

    1、认识声音传感器
    2、读取声音传感器数值
    3、制作声控灯

    实验材料

    X-TACO板
    配套USB数据线
    配套磁吸线
    配套声音传感器
    配套LED灯

    内容

    实验步骤

    ①将声音传感器的四个针脚连接磁吸线上的四个针脚

    ②将磁吸线连接到X-TACO板上的P1磁吸口上

    实物连接如下图所示:

    742fe5df2d2b095b54dea39528a1aaeb.png

    运行程序

    需要读取声音传感器数值

    ①数据读取程序与上篇中的温度传感器相似,先从“串口”中拖出“Serial波特率9600”和“Serial打印(自动换行)”:

    33aa57fedc71ec72010317766b62aeac.png

    ② 由于声音传感器的数值是模拟值,所以从“xforce”中拖出“获取磁吸口P1模拟值”语句,放入“Serial打印(自动换行)”后,当然还需要加入延时语句:

    453fe31a37e1fc2451ba62eac48693d7.png

    ③将程序“上传”后,打开“串口监视器”观察在当前状态下声音传感器所读取的数据:

    962a65e30ffe77fe346cbe889fed855e.png

    试着对着声音传感器发出声音,会发现,数值发生了很大的变化,一般都在100以上。

    生活中声音传感器的运用很多,就让我们来完成一个声控灯的制作吧。

    ①将声音传感器连接到X-TACO板的P1口,LED灯连接到P2口上

    实物连接如下图所示:

    770951581854bfea2fb7202ca3db2028.png

    ②在串口读取时,当大于100时为识别到有声音,所以程序中可以将100设置为界限,在楼道的声控灯一般会延时一段时间再灭,所以可得程序为:

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    实验现象

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    总结分析

    学会声音传感器的运用,理解声控灯的原理。需要注意的是, 在串口监视器中我们可以观察到,与光敏传感器不同的是,声音传感器测量到的值是突变的,需要我们仔细观察记录。

    以上为声音传感器的运用方法,想进一步了解类似知识点,请关注相关信息。

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    声音传感器又可称之为声敏传感器,它是一种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。声敏传感器的种类很多,按测量原理可分为压电、电致伸缩效应、电磁感应、静电效应和磁致伸缩等等。

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    随着科学技术的发展进步,声控电路和电器设备已经逐步深入人们的日常生活中,逐步成为了人们生活的必需品。而声控设备中的一个关键部分就是声音传感器,声音传感器也广泛应用于人们的家庭生活中。

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    一、声控电灯的应用

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    声控电灯的使用是声音传感器在人们现实生活中的具体应用。作为电子技术的一个部分,声音传感器参入的声控开关,实现了电灯的自动发亮、节能节电、延长灯使用寿命的目标。声控电路不需要专门的传统开关,在黑色的夜晚,只要有人通过,打出声音,电灯就会自动点亮,当人离开以后,电灯又会自动关闭。声控开关广泛应用于楼梯、走廊、办公区、招待所等公共场合,声控开关给人们的工作生活带来了很多方便,使用也越来越广泛。

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    模拟声控电灯:

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    声音传感器能侦测到环境是否有声音

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    用LED小灯模拟生活中的电灯

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    设备连接方式

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    程序演示及黑暗状况下的情况

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    程序演示及有声音发出的情况

    视频说明:当有声音发出,电灯亮起,程序中设定10秒之后等自动熄灭,可以根据实际情况修改时间。

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    二、声控电扇的应用

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    声控电扇操作十分简单,只要人打出声音,告诉它打开电扇即可开始工作。声控电扇实际上是也通过声控开关来对电扇进行控制启动的。

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    将声控电灯中的电灯换成了电扇

    视频说明:当有声音发出,电扇转动,程序中设定10秒之后等自动停止,可以根据实际情况修改时间。

    另外,声控电路是声音和光控制电路工作的电子装置。所以,它可以把声音和光转换成电信号,从而实现对各种电器设备的控制,因此,声控电路在很多家用电器和工业电器设备中都有广泛应用。

    图文:科学组

    编辑:校编辑部余娟

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    1. 声音传感器及其配置

    声音传感器如下图所示:

    将 VCC 引脚接入树莓派 5V 引脚,将 GND 引脚接入树莓派 GND 引脚,将 OUT 引脚接入树莓派 GPIO20。

    要注意,模块在环境声音强度达不到设定阈值时,OUT输出高电平(1),当外界环境声音强度超过设定阈值时,模块OUT输出低电平(0)。

    2. GPIO Event 机制

    树莓派提供了三种电信号事件反馈机制。

    (1)GPIO.wait_for_edge:直接等待电信号达到某种条件(升高还是降低或者任意),并且可以设置超时时间。在超时时间内,函数会一直等待,直到期望的电信号改变出现,或者超时。

    #wait for up to 5 seconds for a rising edge (timeout is in milliseconds)

    channel = GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO_RISING, timeout=5000)if channel isNone:print('Timeout occurred')else:print('Edge detected on channel', channel)

    (2)GPIO.add_event_detect:设置事件触发检测,一旦检测到,会返回True。

    GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING) #add rising edge detection on a channel

    do_something()ifGPIO.event_detected(channel):print('Button pressed')

    (3)GPIO.add_event_detect:回调函数机制。注册回调函数,一旦指定事件触发,回调函数会被调用。

    defmy_callback(channel):print('This is a edge event callback function!')print('Edge detected on channel %s'%channel)print('This is run in a different thread to your main program')

    GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING, callback=my_callback) #add rising edge detection on a channel

    3. 利用声音检查模块控制Led灯

    实现目标:当检测到声音时,改变Led 灯的状态。

    3.1 代码

    importRPi.GPIO as GPIOimporttimefrom time importsleep

    SOUND_PIN_NUM= 20 #声音模块的输出引脚接的GPIOLED_PIN_NUM= 26 #LED 的长脚接的GPIOstate=0 #保存led 的状态

    timeLast=time.time() #保存上次触发的时间#in one sounding, the callback function will be invoked for a few times, so need wait for some time to

    validDuration = 0.1GPIO.setmode(GPIO.BCM)

    GPIO.setup(SOUND_PIN_NUM, GPIO.IN)

    GPIO.setup(LED_PIN_NUM, GPIO.OUT)defcallback_fun_soundOccurred(input_pint):globaltimeLast

    timeNow=time.time()

    duration= timeNow -timeLastif (duration

    timeLast=timeNowreturn

    print("accepted for valid duration" +str(duration))

    timeLast=timeNow

    switchLed()defswitchLed():globalstateif(state):

    turnOffLed()

    state=0else:

    turnOnLed()

    state= 1

    defturnOnLed():print("Turn on")

    GPIO.output(LED_PIN_NUM,GPIO.HIGH)defturnOffLed():print("Turn off")

    GPIO.output(LED_PIN_NUM, GPIO.LOW)

    GPIO.add_event_detect(SOUND_PIN_NUM, GPIO.RISING, callback=callback_fun_soundOccurred)try:whileTrue:

    sleep(0.1)exceptKeyboardInterrupt:

    GPIO.remove_event_detect(SOUND_PIN_NUM)

    GPIO.cleanup()

    3.2 两个小技巧

    (1)尽管一个只需要一块五毛钱,但声音检测模块的灵敏度是可以调节的。使用螺丝刀转动上面的旋钮,边转变说话,看其开关指示灯的反应,亮表示检测到声音,亮度表示声音大小。旋到合适的位置即可。默认时,它非常灵敏,任何细小的声音都会触发它。

    (2)在一句话说话过程中,回调函数会被触发好多次。因此,需要的话,如上面代码,可以计算两次调用之间的事件间隔,把太短的间隔过滤掉。下面是一句短话过程中函数被触发的情况:

    ignored because duration 0.000501155853271 istoo short

    ignored because duration0.000110864639282 istoo short

    ignored because duration0.00215411186218 istoo short

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    ignored because duration0.000470161437988 istoo short

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    ignored because duration0.000425815582275 istoo short

    ignored because duration0.0010621547699 istoo short

    ignored because duration0.000314950942993 istoo short

    ignored because duration0.000555038452148 istoo short

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    参考链接:

    欢迎大家关注我的个人公众号:

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