第（dì）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（yuán）理；

2、掌握声音传感器数据采集的方法；

3、通（tōng）过编程（chéng）驱动噪（zào）声（shēng）警报器的正（zhèng）常运行（háng）。

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声音传感器简介——Science

声音传感器（qì）也可（kě）称为声敏传感器，它是一（yī）种可以（yǐ）将在气体、液体或固体中传播的机械振动转换成电（diàn）信号的器件或装（zhuāng）置（zhì），它采用接触或非接触的方（fāng）式检测（cè）信号（hào）。在（zài）电（diàn）子电路中，声（shēng）音（yīn）传（chuán）感（gǎn）器作为一种触发器（qì）件来（lái）使用（yòng），常见的触发方式是声音的（de）有无。

声（shēng）音传感器的种类有很多，我（wǒ）们科创板用到的声音传感器是电容式（shì）声音（yīn）传感器。

二、声音传感器（qì）工作（zuò）原（yuán）理及应用——Engineering and Technology

STEAM百科

声（shēng）音传感器工作原理（lǐ）

声音传感器内置一个对声音敏（mǐn）感（gǎn）的电容式驻极体话（huà）筒，声波使话筒内的驻极（jí）体薄膜振动（dòng），导致电容的变化（huà），从（cóng）而产生与之对（duì）应变化的微小电压（yā）。这一电（diàn）压随后被转化成0-5V的（de）电压，经过A/D（A是模拟量（liàng），D是数据量）转换被（bèi）数（shù）据采（cǎi）集器接受，并传送给计算处理器；声（shēng）音传感（gǎn）器也可以显示声音的振动图（tú）象。

声（shēng）音传感器应用（yòng）

1、日常（cháng）生活

声音传感器对声音信号进行采样，应用（yòng）到话筒，录（lù）音机（jī），手机等器件中；声（shēng）控照明（míng）灯（dēng）内装有声（shēng）音传感器等等。

2、工业

缝（féng）纫设备生产厂家大部分已采用电子检测仪器来监测声响（xiǎng），检验机（jī）器（qì）最大声源的产生处，测（cè）定（dìng）零部件（jiàn）受（shòu）力大（dà）小（xiǎo）、振动大小等。

3、军事（shì）

声音传感器利用声波来确定密（mì）闭集装箱内的材料化学组成（chéng），以此加（jiā）强港口的安全防（fáng）护（hù）；防（fáng）御狙击（jī）手的袭击，声（shēng）音传感系统能（néng）对狙击火力进行定位和（hé）分类（lèi），并提（tí）供狙击火（huǒ）力的（de）方位角、仰角（jiǎo）、射程（chéng）、口径和（hé）误差（chà）距离等。

4、医疗

光纤麦克风（fēng）具有对（duì）磁场天然的抗干扰能力，可以应用于核（hé）磁共振（zhèn）成像的通信（xìn），是唯（wéi）一在核磁共振成像扫（sǎo）描时，可以在病（bìng）人和医生之间进行（háng）通讯的麦克风。

三、试验与科学——Technology and Math

1、声音采集

科创（chuàng）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（yòng）到模数转换代码块，也称（chēng）ADC（模拟量转换为）。

认识“初始化模拟输入管脚（jiǎo）”代码块（kuài）以及“获取模拟输入值（zhí）”代（dài）码块

两（liǎng）个代码块均位于“输入（rù）\输出”模（mó）块中。其中（zhōng）“初始化模拟输入管脚”代（dài）码块作用为初始化指定管脚为模拟（nǐ）输（shū）入（rù）管（guǎn）脚；“获取模拟输入值”代（dài）码块作用为（wéi）获取指定管脚（jiǎo）模（mó）拟输入的值（范围为0~4095）。

认识（shí）“参考电压设置”代码块

“参（cān）考（kǎo）电压设置”代码块位于“输（shū）入\输出”模块中，它的功能是（shì）设置指定模拟输入管脚的参考电压为3.3V，这个代码块（kuài）对于（yú）科创板板载的传感器是（shì）非（fēi）常必要（yào）的，如果没有设置，板载传感器（qì）的精（jīng）度就会受到影响。

获取声音传（chuán）感器数值程序如下：

将上（shàng）面（miàn）的程序下载到科创板（bǎn）后，会（huì）发（fā）现信息菜单会有一列0，轻吹声（shēng）音传感器探（tàn）头会（huì）发现信息（xī）菜单出现一些数值（zhí），吹（chuī）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（yīn）传感器（qì）测得（dé）的（de）数值在电脑（nǎo）上显（xiǎn）示出来了，那我们是（shì）不（bú）是也可（kě）以让声音传（chuán）感器测得的数（shù）值（zhí）直接（jiē）显示在（zài）OLED显示屏上呢？回答（dá）是：当然能。

认（rèn）识“转字（zì）符串”代码块

“转字符串”代码块位（wèi）于“文本”模（mó）块中，作用是将一个数字转化为一（yī）个字符串，换句话就是将科创板不可显示（shì）的（de）语言转换成科创板（bǎn）可显（xiǎn）示的语言。

声音传感器（qì）测得的数值直接（jiē）显示（shì）在OLED显示（shì）屏（píng）上的程序：

当（dāng）我们将这段程（chéng）序下载到科（kē）创板中，运行后会发现OLED显示屏可以显示当（dāng）前声音传（chuán）感（gǎn）器（qì）测得的值了。

3、噪（zào）声警（jǐng）报器（qì）

我们已经学会将声（shēng）音传感器的测得值变成我们可测可用（yòng）的数值了，接下来我（wǒ）们就用这个（gè）值（zhí），做一个小创意。

现（xiàn）实生活中，在医（yī）院、图（tú）书（shū）馆等需要安（ān）静的地方，总是有人（rén）不遵守（shǒu）公共秩序，大声喧哗。我们可以做一个噪声警报器，当喧闹声（shēng）达（dá）到了（le）一定的强度时，大厅显示屏（píng）会显示警（jǐng）戒噪音（yīn）值，蜂鸣（míng）器就会（huì）报（bào）警，可以（yǐ）自动提醒这（zhè）些人保持安静。

噪声警报器（qì）的工作（zuò）过（guò）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（shēng）音（yīn）传感器靠的太近，所以数值设置（zhì）偏高，自己做（zuò）的话可根据实际情况而定），OLED显示（shì）屏显示（shì）voice>800，蜂鸣器发出2秒（miǎo）的警报声（shēng）。

下面的代码可以发出滴滴声：

要响2秒（miǎo），即需要执行10次（因为每次（cì）滴滴声的周期是200ms），这时我们需要用到（dào）一个（gè）for循（xún）环程序：

噪（zào）声警报器的（de）最终程序如下：

执行（háng）以（yǐ）上（shàng）程序，噪声警报器就（jiù）可（kě）以正常工作了。

四（sì）、延伸与扩（kuò）展——Arts

想（xiǎng）一想，能不能（néng）用声音传感器结合OLED显（xiǎn）示屏做一个声控灯呢，怎样去（qù）实现？

请以小组的形式进行合作，尝试（shì）做（zuò）一个声控（kòng）灯。

设（shè）计要求：

（当（dāng）声音（yīn）传（chuán）感器测得（dé）数值（zhí）大于500时，白灯亮3秒（miǎo），同时OLED显示屏显示灯亮；

（保证控制方式安全可靠（kào）。