第三（sān）章第3课 科创板-声音采集

1、认识声音传感（gǎn）器并了解其工作原（yuán）理；

2、掌握（wò）声音传感器（qì）数据采集的方法；

3、通过编程（chéng）驱（qū）动（dòng）噪声警报器的正常运行。

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声音传感器简介（jiè）——Science

声音传感器也可称为声敏（mǐn）传感器，它是一种（zhǒng）可以将（jiāng）在（zài）气（qì）体（tǐ）、液体或固体中传播的机（jī）械振动转换成电（diàn）信号的器件或装（zhuāng）置，它采用接触或非接（jiē）触的（de）方式检测信号。在电子（zǐ）电路中，声音传感器作（zuò）为（wéi）一种触发器件（jiàn）来使用（yòng），常见的触发方（fāng）式是声音的有无。

声音传感器的种类有很（hěn）多，我（wǒ）们科创板用到的声音传感器是电（diàn）容式声音传感器。

二（èr）、声音传感器工作原（yuán）理及应用（yòng）——Engineering and Technology

STEAM百科

声音传感器工作原理

声音传（chuán）感器内置一个对声音敏感的电容式驻（zhù）极体话筒（tǒng），声波（bō）使话筒内的（de）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（xiǎo）电（diàn）压。这一电压随后被转（zhuǎn）化成0-5V的电压，经过A/D（A是模拟量，D是数（shù）据量）转换被数（shù）据采集器（qì）接受，并传送给计算处理器；声音传（chuán）感器也可以显（xiǎn）示声（shēng）音的振动图象。

声音传感器应用

1、日常生活（huó）

声音传感器对声（shēng）音（yīn）信号进行采样，应用到话筒，录音机，手机等器件中（zhōng）；声控照（zhào）明灯内（nèi）装（zhuāng）有声音传感器等等（děng）。

2、工业（yè）

缝纫设（shè）备（bèi）生产厂家（jiā）大部分已采用电（diàn）子检测仪（yí）器来监测声（shēng）响（xiǎng），检验机器最大声（shēng）源的产生处，测（cè）定零部件受力大（dà）小、振动大小等。

3、军（jun1）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（xué）组成，以此（cǐ）加强港口的安全防护；防御（yù）狙（jū）击手的（de）袭（xí）击，声音传感系（xì）统能（néng）对狙击火力进行定位和分类，并提（tí）供狙击（jī）火力的方位角、仰角、射程、口径和误差距离等。

4、医疗

光（guāng）纤麦（mài）克风具有对磁场天然的抗干扰能力，可（kě）以应用于核磁（cí）共振成（chéng）像的通（tōng）信，是（shì）唯一在核磁（cí）共振成像扫描时，可以在病人和医生（shēng）之间进行通（tōng）讯的麦克风。

三、试验与科学——Technology and Math

1、声音采集

科创板板载（zǎi）声音传感器的（de）管脚为39，而且（qiě）声（shēng）音传（chuán）感器（qì）采集（jí）的信号为模拟（nǐ）信号（hào），所以会用到模数转换代码块，也称ADC（模拟量转换为）。

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

两个代（dài）码（mǎ）块均位于（yú）“输入（rù）\输出（chū）”模块中（zhōng）。其中“初（chū）始化模（mó）拟（nǐ）输入（rù）管脚”代码（mǎ）块作（zuò）用（yòng）为（wéi）初始化指定管脚为模拟（nǐ）输入管脚；“获取模拟输入值”代码块作用为获取指定管脚（jiǎo）模拟输入的值（zhí）（范围为0~4095）。

认识“参考电压设置”代码块

“参考（kǎo）电压（yā）设（shè）置”代码（mǎ）块位于“输入\输（shū）出”模块中（zhōng），它的功能是设置（zhì）指定模拟输入管（guǎn）脚的参考电压为3.3V，这个代（dài）码块对于科创板板载的（de）传感器是（shì）非常必要（yào）的，如果没有（yǒu）设置（zhì），板载传感器的精度就会受到影响。

获取声音传感（gǎn）器数值程序（xù）如下：

将上面的程序下载到科创板后（hòu），会发现信息菜单会（huì）有一（yī）列0，轻吹声音传感器探头会发现信息菜单出（chū）现一些数值，吹得动静越（yuè）大（dà），数值越（yuè）大。

2、OLED屏幕联动声音传感器

我（wǒ）们已经可（kě）以将声音传感（gǎn）器测得（dé）的数值在电脑（nǎo）上显示出来了，那我们是（shì）不是（shì）也（yě）可以让声音传感器测得的（de）数值直接显示在OLED显示屏（píng）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（kuài）中，作用是（shì）将（jiāng）一个数字转化为一个字符串（chuàn），换（huàn）句话就是将科创板不可显示（shì）的语言转换成科创板可显示（shì）的语（yǔ）言。

声（shēng）音传感器测得（dé）的数值直接显示（shì）在OLED显（xiǎn）示屏上（shàng）的程序：

当我们将这段（duàn）程序下载到科创板（bǎn）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（zào）声警报器

我（wǒ）们已经（jīng）学（xué）会将声音传感（gǎn）器（qì）的测得值变成我们可测可（kě）用的数值了，接下来我们就用（yòng）这（zhè）个值，做一个小创意（yì）。

现（xiàn）实（shí）生活中，在医院、图书（shū）馆等需要安静的地方，总是有人不遵守（shǒu）公（gōng）共秩序，大（dà）声喧哗。我们可以（yǐ）做（zuò）一（yī）个噪声（shēng）警报（bào）器（qì），当喧闹声达到了（le）一定（dìng）的强度时，大厅显示屏会显示警（jǐng）戒（jiè）噪（zào）音值，蜂鸣器就会报警，可以自动（dòng）提醒这些人保持安静。

噪声警报（bào）器的工作（zuò）过程（chéng）是当声音（yīn）传（chuán）感（gǎn）器的数值（zhí）超（chāo）过800时（shí）（科创板（bǎn）上的蜂鸣器与（yǔ）声（shēng）音传感器靠的太近（jìn），所以数值（zhí）设（shè）置偏高，自己（jǐ）做（zuò）的话可根据实际情况而定（dìng）），OLED显示屏（píng）显示voice>800，蜂鸣器发（fā）出2秒的警（jǐng）报声。

下面的代码（mǎ）可以发出滴（dī）滴声（shēng）：

要响2秒，即需要执行（háng）10次（因为（wéi）每次滴（dī）滴声的周期（qī）是200ms），这时我们需要（yào）用（yòng）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（shēng）警报器（qì）就可以正常工作了。

四、延伸与扩（kuò）展（zhǎn）——Arts

想（xiǎng）一想，能不能用声音传感器结合OLED显示屏做（zuò）一个声控灯呢，怎样去实现？

请以小组（zǔ）的形式（shì）进行（háng）合作，尝试做一个声控灯。

设计要求：

（当声音传感（gǎn）器测得数（shù）值大（dà）于（yú）500时（shí），白灯亮3秒，同时OLED显示屏显示（shì）灯亮；

（保证（zhèng）控制方式安全可靠。