第（dì）三章第（dì）3课 科创板-声音采集

1、认（rèn）识声音传感器并了（le）解其工作原理；

2、掌握声音传感器数据采（cǎi）集的方法；

3、通过（guò）编（biān）程驱动噪声警报器的正常运（yùn）行。

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声音传感器（qì）简介——Science

声音传感（gǎn）器也可称（chēng）为（wéi）声敏传感器，它是一种可（kě）以将在气体（tǐ）、液（yè）体或固体中传（chuán）播的机械振（zhèn）动转换成电信号的器件或装置，它采用接触或非接触（chù）的方式（shì）检测信号。在电子电路中，声音传感器作为一种触（chù）发器（qì）件来使用，常见的触发方式是声（shēng）音的有无（wú）。

声音传感器的种类（lèi）有（yǒu）很多，我们科创板用到的声音传感（gǎn）器是（shì）电容式声音传感器（qì）。

二、声音（yīn）传感器（qì）工作原理及应用——Engineering and Technology

STEAM百科

声音（yīn）传感器工作原理（lǐ）

声音传感（gǎn）器内置一个（gè）对声音敏感的电（diàn）容式驻（zhù）极体话筒，声波（bō）使话筒（tǒng）内（nèi）的驻极体薄膜振动，导（dǎo）致电（diàn）容（róng）的变化，从而产生与之对（duì）应（yīng）变（biàn）化的微小电压。这一电压随后（hòu）被转化成（chéng）0-5V的电压，经过（guò）A/D（A是模（mó）拟（nǐ）量，D是（shì）数据（jù）量）转换被（bèi）数据采（cǎi）集器（qì）接受，并传送给计算处理器；声音传感器也（yě）可以显示（shì）声（shēng）音的振（zhèn）动图象。

声音传（chuán）感器（qì）应用

1、日常（cháng）生活

声音传感器对声音信号进行采样（yàng），应用（yòng）到话筒，录音（yīn）机，手机（jī）等器（qì）件中；声控照明灯内装有声音（yīn）传（chuán）感器等等（děng）。

2、工业

缝纫设备生产厂（chǎng）家大部分已采（cǎi）用电子（zǐ）检（jiǎn）测仪器来（lái）监测声响（xiǎng），检验（yàn）机（jī）器最大声源的产生处，测定（dìng）零部件受力大小（xiǎo）、振动（dòng）大小（xiǎo）等（děng）。

3、军事

声音传感器利（lì）用声（shēng）波来确定密闭集装箱内的材料化学组成（chéng），以此加强港口（kǒu）的安全防护；防御狙击手的袭（xí）击（jī），声（shēng）音传感系统能（néng）对狙（jū）击火力进行定位（wèi）和分（fèn）类（lèi），并提供狙击火力（lì）的（de）方位（wèi）角、仰（yǎng）角、射程、口径和（hé）误差距离等。

4、医疗（liáo）

光纤麦（mài）克风（fēng）具（jù）有对（duì）磁场天（tiān）然的（de）抗干扰能力，可（kě）以应用于（yú）核磁共（gòng）振成像的通信，是唯一在核磁共（gòng）振成像扫描（miáo）时，可以在（zài）病人和（hé）医（yī）生之间进行通（tōng）讯的（de）麦克风（fēng）。

三（sān）、试验与科学——Technology and Math

1、声音（yīn）采集

科（kē）创板板载声音（yīn）传感器的管脚为（wéi）39，而且声音传感器（qì）采（cǎi）集的（de）信号为模拟信号，所以会用到（dào）模数（shù）转换代码（mǎ）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（yǐ）及“获取（qǔ）模拟输入值”代（dài）码块

两个代码块均位于“输入\输出”模块中。其中（zhōng）“初（chū）始化模拟输入（rù）管脚”代码（mǎ）块作用为初始化指定（dìng）管脚为模拟（nǐ）输入管脚；“获（huò）取模拟输（shū）入（rù）值”代码块作用为获取指（zhǐ）定（dìng）管脚模拟输入的值（范围为0~4095）。

认（rèn）识“参考电（diàn）压设置”代（dài）码（mǎ）块

“参考电压设（shè）置”代码块位于“输入（rù）\输出（chū）”模块中（zhōng），它的功能是设置（zhì）指定模拟（nǐ）输入（rù）管脚（jiǎo）的参考电压为3.3V，这个代码块（kuài）对于科创板板载的（de）传感器是非常（cháng）必（bì）要的，如果没有设置，板载传感器的精（jīng）度就会受到（dào）影（yǐng）响（xiǎng）。

获取声音传感器（qì）数值（zhí）程序如下（xià）：

将上面的程序下载到科创板后，会发（fā）现信息菜单会（huì）有一列0，轻吹声音传感器（qì）探头会发（fā）现信息菜单出现一（yī）些（xiē）数值（zhí），吹（chuī）得（dé）动静越大，数（shù）值越大。

2、OLED屏幕联动声音传感器（qì）

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

认识“转（zhuǎn）字符串”代码块

“转字符串”代码块（kuài）位（wèi）于（yú）“文（wén）本”模块（kuài）中，作用是将（jiāng）一个数字转（zhuǎn）化为一个字符串，换句话就（jiù）是（shì）将科创板不可显示的语言转换成科创板可显示（shì）的语言。

声音传感器测得的数值直接显示（shì）在OLED显（xiǎn）示屏上的（de）程序：

当我们将这（zhè）段程序下载到科创板中，运行后会（huì）发现OLED显示屏可以显示（shì）当前声音传（chuán）感器测得的值了。

3、噪声警（jǐng）报器

我们（men）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（jiē）下来我们就用（yòng）这个值，做一个（gè）小（xiǎo）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（zuò）一个噪声警报器，当喧闹（nào）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（tí）醒（xǐng）这些人（rén）保持安静（jìng）。

噪声警（jǐng）报器的工作（zuò）过程是（shì）当声音传感器（qì）的数（shù）值（zhí）超过（guò）800时（shí）（科创板上的蜂鸣（míng）器与声音传感器靠的（de）太近（jìn），所以数（shù）值设置偏高（gāo），自己做的话可根据实（shí）际（jì）情况而定），OLED显示屏显示voice>800，蜂鸣器发出2秒的（de）警报声。

下面（miàn）的代码可以发出滴滴声：

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

噪声警报器的最终程序如下：

执行以（yǐ）上程序（xù），噪声警报（bào）器（qì）就可以正常工作（zuò）了。

四、延伸与扩展——Arts

想一（yī）想，能不能用声音（yīn）传感器结合OLED显示屏做（zuò）一个声控（kòng）灯呢（ne），怎样去实现？

请以（yǐ）小组的形式进行合（hé）作（zuò），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（liàng）；

（保证控制方式安全可靠。