第三章第3课 科创板-声音采集（jí）

1、认识声音（yīn）传感器并了（le）解其工作原理；

2、掌握声音传感器数据采集的方（fāng）法；

3、通（tōng）过编程驱（qū）动噪（zào）声警报器的正常运行。

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声音传感器简介（jiè）——Science

声（shēng）音传感器也可称为声敏传感器，它是（shì）一种可以将在气体、液（yè）体（tǐ）或固体中传播的机（jī）械振（zhèn）动（dòng）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。在电（diàn）子电路中，声音传（chuán）感器作（zuò）为一种触发器件来使用，常见的触发方式是声音的有（yǒu）无。

声音传感器的种类有很多，我们科（kē）创板（bǎn）用到的（de）声音传感器是电容式声音传（chuán）感器。

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

STEAM百（bǎi）科

声音（yīn）传感（gǎn）器工作原理

声音传感器内置一个对声音敏感的电（diàn）容式驻极体话筒，声波使话筒（tǒng）内的驻极体薄膜振动（dòng），导致电容的（de）变化，从而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电（diàn）压，经过A/D（A是模拟量（liàng），D是数（shù）据量）转换被数据（jù）采集器接受，并传送给计算处理器；声音传（chuán）感器也（yě）可以显示声音的振动（dòng）图象。

声（shēng）音传（chuán）感（gǎn）器应用

1、日常生活

声（shēng）音传感器对声音信号进行采样，应（yīng）用到话筒，录音机，手（shǒu）机等（děng）器件中；声控照明灯内装有（yǒu）声音传感器（qì）等等。

2、工业

缝纫（rèn）设（shè）备生产厂家大部分已采用电子检（jiǎn）测仪器来监测声响，检（jiǎn）验机（jī）器最（zuì）大（dà）声（shēng）源的（de）产生处，测定零部件受力大小、振动大小等。

3、军事

声音传感（gǎn）器利用声波来确定密闭集装箱内（nèi）的材料（liào）化学组成，以此加强港口的安全防护；防御狙击手的袭击，声音传感系统能对狙击火力进（jìn）行定位和分（fèn）类，并提供狙（jū）击火（huǒ）力的方位（wèi）角、仰角（jiǎo）、射程、口径（jìng）和误差距离等。

4、医疗

光纤麦克风具有对磁场天然（rán）的抗干扰能（néng）力，可以应（yīng）用于核磁共（gòng）振成像的通信，是唯一在核磁共振成（chéng）像扫描（miáo）时，可以在病人和医生之间进行通讯的麦（mài）克风。

三、试验与科学——Technology and Math

1、声音采集

科创板板载声音传（chuán）感器的管（guǎn）脚为39，而且声音传感器采（cǎi）集的信（xìn）号为模拟信号，所以会用到模数转换代码块（kuài），也称ADC（模拟（nǐ）量转换为）。

认（rèn）识“初（chū）始化模拟输入管脚”代码（mǎ）块（kuài）以及“获取模拟输入（rù）值”代（dài）码块（kuài）

两个代码块均位于“输入\输出”模块中。其（qí）中“初始化（huà）模拟输入管脚”代（dài）码（mǎ）块作（zuò）用为初始（shǐ）化指定（dìng）管脚为模拟输入（rù）管（guǎn）脚（jiǎo）；“获取模拟输入值”代码块作用（yòng）为获取指定管（guǎn）脚模拟（nǐ）输入的值（zhí）（范（fàn）围为0~4095）。

认识“参（cān）考电（diàn）压设置”代（dài）码块

“参（cān）考电压（yā）设（shè）置”代码块位于“输入（rù）\输出”模块中，它的功能是设置指定模拟输入管脚的参考电压为3.3V，这个代码块对于科创板板（bǎn）载的传感器（qì）是非常必要的，如果没有设置，板载传感（gǎn）器的精度就会受（shòu）到影响（xiǎng）。

获取声（shēng）音传感器数值（zhí）程序如下：

将上面的程序下载到科（kē）创板后（hòu），会发（fā）现信（xìn）息菜（cài）单（dān）会有一列（liè）0，轻吹声音传（chuán）感（gǎn）器探头会发现（xiàn）信息菜单出现（xiàn）一些（xiē）数值，吹得动静越大，数值越（yuè）大。

2、OLED屏幕联动声音传感器

我们已（yǐ）经可（kě）以将声音传感器测（cè）得的数（shù）值在电脑上显示出来了，那我们是不（bú）是也可以让声音传（chuán）感器（qì）测得的数值（zhí）直接显示在OLED显示屏上呢？回答是：当然能（néng）。

认（rèn）识“转字符串”代码块

“转（zhuǎn）字符串”代（dài）码块位于“文（wén）本”模块中，作用是将一（yī）个数字转化为一个字（zì）符串（chuàn），换（huàn）句话（huà）就是将（jiāng）科创（chuàng）板不可显示（shì）的语（yǔ）言（yán）转换成科（kē）创板可显示的语言。

声音传感器测（cè）得的数值直接显（xiǎn）示（shì）在OLED显示屏上（shàng）的程序：

当我们将这段程（chéng）序下载到科（kē）创板（bǎn）中，运（yùn）行后会（huì）发现OLED显示屏可（kě）以显示（shì）当（dāng）前声音传感器（qì）测得（dé）的值了。

3、噪声警报器

我们已经学会将声音（yīn）传感器的测得（dé）值变成（chéng）我们可测可（kě）用（yòng）的数值了，接下来我们就用这个值，做一个小创意。

现实生活中，在医院、图（tú）书馆等需要安静（jìng）的地方，总（zǒng）是（shì）有人不遵守公共秩序，大（dà）声喧哗。我们可以做一个噪声警报（bào）器，当喧闹声达到了一定的强度时，大厅显示屏会显（xiǎn）示警戒（jiè）噪（zào）音值，蜂鸣器就会报警，可以自动提醒这些人保持安（ān）静。

噪声警报器的工作过（guò）程是当声音（yīn）传感（gǎn）器的数值超过800时（科创板上的蜂鸣器与声音传感器靠的太（tài）近（jìn），所（suǒ）以数值（zhí）设置偏（piān）高，自己做（zuò）的话（huà）可（kě）根（gēn）据实际情况（kuàng）而定），OLED显示屏显（xiǎn）示voice>800，蜂鸣器发（fā）出2秒的警报声。

下面的代码可以发出（chū）滴滴声：

要（yào）响2秒，即需要执（zhí）行（háng）10次（因（yīn）为每次滴（dī）滴声的周期是200ms），这时我们（men）需（xū）要用到（dào）一个for循环程序：

噪声警报器（qì）的最终程序如下：

执（zhí）行以上（shàng）程序，噪声警报器就可以正常工作了。

四（sì）、延伸与扩展——Arts

想一想，能不（bú）能用声音传感器（qì）结合OLED显示屏做一个声控灯（dēng）呢，怎样去实现？

请以小组的（de）形式进行合作，尝试（shì）做（zuò）一（yī）个声控灯。

设计（jì）要（yào）求：

（当（dāng）声音传感（gǎn）器测得数（shù）值大于500时，白灯亮（liàng）3秒，同时OLED显示屏显示灯亮；

（保证控（kòng）制方式安全可靠。