第三章（zhāng）第3课 科创板-声（shēng）音（yīn）采（cǎi）集

1、认识声（shēng）音传感器并了解其工作原理；

2、掌握声音传（chuán）感器数据采集的方法；

3、通过编（biān）程驱动噪声警（jǐng）报器的正常运行（háng）。

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声音传感（gǎn）器简介——Science

声音传（chuán）感器（qì）也可称（chēng）为声敏传感器，它是（shì）一种可以将在气体、液（yè）体或固体中传（chuán）播（bō）的机械振（zhèn）动转（zhuǎn）换成电信号的器件或装置，它采用（yòng）接触（chù）或非（fēi）接触的方（fāng）式检测信号（hào）。在电子电路（lù）中，声（shēng）音传感器（qì）作为一种（zhǒng）触发器件来（lái）使用，常见的触发（fā）方式是声音的有无。

声音传感器的种类有很多，我们科创板用到的声音传感（gǎn）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——Engineering and Technology

STEAM百科

声音（yīn）传感（gǎn）器工（gōng）作原理（lǐ）

声音（yīn）传（chuán）感器内置一（yī）个对声音敏感的电（diàn）容式驻极体话筒，声波使（shǐ）话筒内的驻极体薄膜（mó）振动，导致电容的变化，从而（ér）产生（shēng）与之对应变化的微小电压（yā）。这一电压随（suí）后被转化成（chéng）0-5V的电压，经过A/D（A是模拟量，D是数据量）转换被数据采集（jí）器接受（shòu），并传送给计（jì）算处理器（qì）；声（shēng）音传感器也可以显（xiǎn）示声音的振动图象。

声音（yīn）传感器（qì）应用

1、日常生活（huó）

声（shēng）音传感器对（duì）声音（yīn）信号进行采样，应（yīng）用到话（huà）筒，录音机（jī），手机等器件（jiàn）中；声控（kòng）照明（míng）灯内装有声音传（chuán）感器等（děng）等。

2、工业

缝纫设（shè）备生产厂家大部分已采用电子（zǐ）检测（cè）仪器来（lái）监（jiān）测声响，检验机器最大声源的产（chǎn）生处（chù），测定零（líng）部件受力（lì）大小、振（zhèn）动大（dà）小等。

3、军事

声音传感（gǎn）器利用（yòng）声波来确（què）定密（mì）闭集（jí）装箱（xiāng）内的材（cái）料化学组成，以此加（jiā）强（qiáng）港口的安全防护（hù）；防御狙击手的袭击，声音传感（gǎn）系统能对狙击火力进行（háng）定位（wèi）和分类，并提供狙（jū）击火力的（de）方位角、仰角（jiǎo）、射（shè）程、口径和误差（chà）距（jù）离等（děng）。

4、医疗

光纤（xiān）麦克风具有对磁场天然（rán）的抗干扰能力，可以应用（yòng）于（yú）核磁共（gòng）振成（chéng）像的通信，是唯（wéi）一在核磁共（gòng）振（zhèn）成像扫描时，可以在病人（rén）和（hé）医生之间进（jìn）行通讯的麦克（kè）风（fēng）。

三、试验与科学——Technology and Math

1、声（shēng）音采（cǎi）集（jí）

科创板板载声音传感器的管脚（jiǎo）为39，而（ér）且声音（yīn）传感器采集的（de）信号为（wéi）模（mó）拟信号，所以会用到模（mó）数转换代码块，也称（chēng）ADC（模拟量转换为（wéi））。

认识“初始化模拟（nǐ）输（shū）入（rù）管脚”代码块以及“获取模（mó）拟输入值”代码块

两个（gè）代码块（kuài）均（jun1）位于（yú）“输入\输出”模块中。其中“初始化模拟（nǐ）输入管（guǎn）脚”代码块作用为初始化指定（dìng）管脚为模（mó）拟输入管脚；“获取模拟输入值”代（dài）码块作用为获取指定管脚模（mó）拟输入的值（范围为0~4095）。

认（rèn）识“参考（kǎo）电压设置”代码块（kuài）

“参考（kǎo）电压（yā）设置”代码块位于（yú）“输入\输出”模块中（zhōng），它的功能（néng）是设置指（zhǐ）定（dìng）模拟输入管脚（jiǎo）的（de）参（cān）考电（diàn）压为3.3V，这个代码（mǎ）块对于（yú）科创板（bǎn）板载的传感器（qì）是非（fēi）常必要（yào）的，如果没有设置，板载传感器的精度就（jiù）会受到影响。

获取声（shēng）音（yīn）传感器数（shù）值程序如（rú）下（xià）：

将上面的程序下载（zǎi）到科创板后，会（huì）发现信息菜单会有（yǒu）一列0，轻（qīng）吹（chuī）声音传感（gǎn）器探头会发现（xiàn）信息菜单出现一些数（shù）值，吹得动静越大（dà），数值越（yuè）大。

2、OLED屏幕联动（dòng）声音传感器

我们（men）已经可以将声音传感器测得的数值在电（diàn）脑上显示出来了，那我们是不是也可以让声音（yīn）传（chuán）感器测得的数值直接（jiē）显示在OLED显示（shì）屏上（shàng）呢？回答是：当然能。

认识“转字符串”代（dài）码（mǎ）块

“转（zhuǎn）字符串（chuàn）”代码块（kuài）位于“文本”模块（kuài）中，作用是（shì）将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（xiǎn）示的（de）语言（yán）转换成科创（chuàng）板可显示的（de）语（yǔ）言。

声音传（chuán）感器测得的数值直接显（xiǎn）示在OLED显示屏上的程序：

当我们将这段程序下（xià）载（zǎi）到科（kē）创（chuàng）板中，运行后会发（fā）现OLED显示屏可以显示当前声音传感器测得（dé）的值了（le）。

3、噪声警报器（qì）

我们已经学会将声音传（chuán）感器的测得（dé）值变成我们可测可用的数值了（le），接下来我们就用这个值，做一个小创意。

现实生活中（zhōng），在医院、图（tú）书馆等需要安静的地（dì）方，总是有人不遵守公共秩序，大（dà）声喧（xuān）哗。我们（men）可（kě）以做（zuò）一（yī）个噪（zào）声警报器，当喧闹声达到了一定（dìng）的强（qiáng）度时，大厅显示（shì）屏会显示警戒（jiè）噪（zào）音（yīn）值，蜂（fēng）鸣器就会报警，可以（yǐ）自（zì）动（dòng）提醒这（zhè）些人（rén）保持安静。

噪声警（jǐng）报（bào）器的工作过程（chéng）是当（dāng）声音传感器（qì）的（de）数（shù）值超过800时（科创板上的蜂（fēng）鸣器与声音（yīn）传感器靠（kào）的（de）太近，所以（yǐ）数（shù）值设置偏高，自己做（zuò）的话可根据（jù）实际（jì）情况而定），OLED显示（shì）屏显示voice>800，蜂鸣（míng）器发出2秒的警报声。

下面（miàn）的代（dài）码可以发出（chū）滴（dī）滴（dī）声（shēng）：

要响2秒（miǎo），即需要执行10次（因为（wéi）每次（cì）滴滴声的周期是200ms），这时我们需要（yào）用到一（yī）个for循环程序：

噪（zào）声警报器的最终（zhōng）程序如下：

执行（háng）以上程序，噪声警报器就可（kě）以（yǐ）正常工（gōng）作了。

四、延伸（shēn）与扩展（zhǎn）——Arts

想一想，能（néng）不能（néng）用声音传感器（qì）结合OLED显示屏做一（yī）个声控（kòng）灯呢，怎样去实现（xiàn）？

请以（yǐ）小组的形式进（jìn）行合作，尝试做一个声（shēng）控（kòng）灯。

设计要求：

（当声音（yīn）传感器测得数（shù）值大于500时，白灯（dēng）亮3秒，同（tóng）时OLED显示屏显示灯亮；

（保证控制方式安全可靠。