第三（sān）章第3课（kè） 科创板-声音采（cǎi）集

1、认识声音传感器并（bìng）了解其工作（zuò）原理；

2、掌握声（shēng）音传感器数据采（cǎi）集的方法；

3、通过（guò）编程驱（qū）动噪（zào）声警报器的正（zhèng）常（cháng）运行。

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声音传感器（qì）简介——Science

声（shēng）音（yīn）传感器也可（kě）称为声敏传（chuán）感器（qì），它是一种（zhǒng）可以将（jiāng）在气（qì）体、液体或固体中传播的机械振动转换成电信（xìn）号的器件或装置，它采用接触（chù）或非接（jiē）触的方式检测信号。在电子电路（lù）中，声音传感（gǎn）器作（zuò）为一种触发器件来使用（yòng），常（cháng）见的触发（fā）方式是声（shēng）音（yīn）的有无。

声音传（chuán）感器的种类有很多，我们科创板用到（dào）的（de）声音传感器是电容式声（shēng）音传感器。

二、声（shēng）音传感器工（gōng）作原理（lǐ）及应用——Engineering and Technology

STEAM百（bǎi）科

声音传（chuán）感器工作原理

声音传感（gǎn）器内置一个对声音敏感的电（diàn）容式驻极体话筒，声波使（shǐ）话筒内的驻（zhù）极体薄膜（mó）振动，导致电容的变化，从而产生与（yǔ）之（zhī）对应变化的微小电压（yā）。这一（yī）电压随后被转（zhuǎn）化成0-5V的电压，经（jīng）过（guò）A/D（A是模（mó）拟量，D是数据（jù）量（liàng））转换被数据采（cǎi）集器接受，并传送给计（jì）算处理器（qì）；声音（yīn）传（chuán）感器（qì）也可以显示声音的振动图（tú）象。

声音传（chuán）感器应用

1、日常生活

声（shēng）音传感器对（duì）声音（yīn）信号进（jìn）行采样，应用到话筒，录音机，手机等器（qì）件中（zhōng）；声控照明（míng）灯内装有声音（yīn）传（chuán）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（yuán）的（de）产生处，测定（dìng）零部（bù）件受力大小、振动大小等。

3、军事

声音传感器利用（yòng）声波来确定密闭集（jí）装箱（xiāng）内的材（cái）料化学（xué）组成（chéng），以此加强港口的（de）安全防护（hù）；防御狙（jū）击手的（de）袭击（jī），声音传感（gǎn）系统能对狙击火（huǒ）力（lì）进行定位和分类，并提供（gòng）狙击火力（lì）的方位角、仰角、射程、口径和误差距离等。

4、医疗（liáo）

光纤麦克风具有对磁场天然的抗干扰（rǎo）能（néng）力，可以（yǐ）应用于核（hé）磁共振（zhèn）成像的通信，是（shì）唯一（yī）在核（hé）磁共振（zhèn）成像（xiàng）扫描（miáo）时，可（kě）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（cǎi）集（jí）

科创板板载声音传感器的管脚为39，而（ér）且声（shēng）音传感器（qì）采集的信号（hào）为模拟信号（hào），所以会用到模数转（zhuǎn）换代码块，也（yě）称ADC（模拟量转换为）。

认识“初始化（huà）模拟输入管脚（jiǎo）”代码块以及“获取模拟（nǐ）输入值”代码块

两个代码块均位于（yú）“输（shū）入\输（shū）出”模块中。其中“初始化模拟（nǐ）输入管脚”代码块作用为初始化指（zhǐ）定管脚为（wéi）模拟输入管脚；“获取（qǔ）模拟输入值”代（dài）码块作用（yòng）为获取指定（dìng）管脚模拟输入的（de）值（范围为（wéi）0~4095）。

认识（shí）“参考电压设置”代（dài）码块

“参考电压设置”代（dài）码块（kuài）位于“输入\输出”模（mó）块中，它的功能是（shì）设（shè）置指定模拟输入管（guǎn）脚的（de）参（cān）考（kǎo）电压为3.3V，这个代（dài）码块对于科（kē）创板板载的传感器（qì）是非常（cháng）必要的，如果没有设置，板载传感器的（de）精度就会受到影响。

获取声音传感器数值程（chéng）序（xù）如下（xià）：

将上面的程序下载（zǎi）到科创（chuàng）板后，会发现信息菜单会有一列（liè）0，轻吹（chuī）声音传感（gǎn）器（qì）探头会（huì）发现信息菜单出现一些数值，吹得动静（jìng）越大（dà），数值越大。

2、OLED屏幕（mù）联动声音传（chuán）感器

我们已经（jīng）可以（yǐ）将声音传（chuán）感器测得的数（shù）值在电脑上显示出来了，那我们是不是（shì）也可以（yǐ）让声音传感器测得（dé）的数值直接显（xiǎn）示在OLED显示屏上呢？回答是：当然能。

认识“转字符（fú）串”代码块

“转（zhuǎn）字符串”代码块位于“文本”模块中，作用是将一个数字转化为（wéi）一（yī）个字符串，换句（jù）话就是将科（kē）创（chuàng）板不可显示的语言转换成科创板（bǎn）可显示的（de）语言（yán）。

声（shēng）音传感器测得的数（shù）值直接显（xiǎn）示在OLED显示屏上的程序：

当（dāng）我们将（jiāng）这（zhè）段程序下载（zǎi）到科创板中，运行后（hòu）会发现（xiàn）OLED显（xiǎn）示屏可以显示当前声音传感器测（cè）得的值了。

3、噪（zào）声警（jǐng）报器

我们已（yǐ）经学会将声音传感器的测（cè）得值（zhí）变成我（wǒ）们可测可用的数值（zhí）了，接下来我们就用这（zhè）个值，做（zuò）一个（gè）小（xiǎo）创意。

现实生活（huó）中，在医院、图书（shū）馆等需要（yào）安静的地方，总是有人不遵守（shǒu）公共秩序，大声喧哗。我（wǒ）们可以（yǐ）做一个噪声警报器，当喧闹声达到（dào）了（le）一定的强度（dù）时，大厅显示（shì）屏会显（xiǎn）示警（jǐng）戒噪音值，蜂鸣器就（jiù）会报警，可以自动提醒（xǐng）这些（xiē）人（rén）保持安静。

噪（zào）声警报器的（de）工作过程（chéng）是当声（shēng）音传（chuán）感（gǎn）器的数（shù）值超过800时（科（kē）创（chuàng）板上的（de）蜂鸣器与声音传感（gǎn）器靠的太近，所以（yǐ）数（shù）值设（shè）置偏高，自己做的话可根据（jù）实际情（qíng）况而定），OLED显示屏显示voice>800，蜂鸣器发出2秒的警报声。

下（xià）面的代码可以发出滴（dī）滴声：

要响2秒，即需要执行10次（因为每（měi）次滴滴声（shēng）的周期（qī）是（shì）200ms），这时我（wǒ）们需要（yào）用到一（yī）个for循环程序：

噪（zào）声警（jǐng）报器（qì）的（de）最终程序如下：

执（zhí）行以上程序，噪声警报（bào）器就可以正常工作了。

四、延伸与扩展——Arts

想一（yī）想（xiǎng），能不能（néng）用声音传（chuán）感器结合OLED显示屏做一个声（shēng）控灯呢，怎样去实现？

请以小组的形式进行（háng）合作（zuò），尝试做一个声控灯。

设计要求：

（当（dāng）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（xiǎn）示灯亮；

（保（bǎo）证控制方式安全（quán）可靠。