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声音传感器:工作原理、应用场景及优缺点

【摘要】:机器人最常用的声音传感器是麦克风,它是能够识别声音声强大小的一种传感器,用来接收声波,显示声音的振动图像等。电容式的声音传感器因为需要电流才能变成信号,需要电源,所以比动圈式使用成本高。图5-12麦克风电路图声音传感器可以用于机器人控制,其发出的信号经过处理后,可以当作控制信号给机器人,如拍一下手,机器人就开始运动。

机器人最常用的声音传感器麦克风,它是能够识别声音声强大小的一种传感器,用来接收声波,显示声音的振动图像等。声音传感器的原理是在传感器里有一个金属膜片经过声音振动以后,在磁铁运动,从而产生电信号。将振动转换成信号的方式基本上有两种,一种是动圈式,也就是将振膜连到一个线圈的尾端,然后整个线圈套在一个磁铁上,就好像喇叭一样,当振膜振动时,在线圈里面就会产生信号;另外一种是所谓的电容式,和电话的受话器一样,随着振膜的振动来改变电容值,因而改变电阻,然后改变电流,最后变成信号。电容式的声音传感器因为需要电流才能变成信号,需要电源,所以比动圈式使用成本高。

如图5-12所示,麦克风采集到的信号通过LM386(IC5)进行放大,放大倍数为200,输出信号接至PE2。没有声音时,电压为2.5 V左右,转换为8位二进制数后得到十进制整数为127左右。

当有声音时,LM386的输出电压在2.5 V上下波动。PE2测得的电压和2.5 V相减的绝对值越大,则声音越大。如Mic=100=127-27与Mic=154=127+27表示两次采集时的瞬时声强是相同的,只是波动的方向不同。R1、C12构成高频滤波,滤去线路板其他元器件产生的高频噪声。

图5-12 麦克风电路图

声音传感器可以用于机器人控制,其发出的信号经过处理后,可以当作控制信号给机器人,如拍一下手,机器人就开始运动。声音传感器在实际应用中也比较广泛,如声控灯、声控开关等一系列的产品。