第（dì）三章（zhāng）第（dì）3课（kè） 科创板-声音采集

1、认识声音传（chuán）感器并了解其（qí）工作原理；

2、掌握声音传（chuán）感器数据采集的方法；

3、通过编程驱动噪（zào）声（shēng）警报（bào）器的正常运行。

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声音（yīn）传（chuán）感器简介（jiè）——Science

声音传（chuán）感（gǎn）器也可称为声敏（mǐn）传感器，它（tā）是一种可以将在（zài）气体、液体或固体中传播的机（jī）械振动转换（huàn）成电信号的器件或装置，它采用接触或非接触的方（fāng）式检测信号（hào）。在电（diàn）子电路中，声音传感器作为一种（zhǒng）触发器（qì）件来使用，常见的触发（fā）方式（shì）是声音（yīn）的（de）有无。

声音传感器的种类有很多，我们科创板（bǎn）用（yòng）到的声音传感器是电容式声（shēng）音传感器。

二、声音传感器工作原理及应用——Engineering and Technology

STEAM百科（kē）

声音传感器（qì）工作原（yuán）理（lǐ）

声音传感器内（nèi）置一（yī）个对声音敏感的（de）电容式驻极体话筒，声波使（shǐ）话筒内的驻极体薄膜振动，导致（zhì）电容的变化，从（cóng）而产生与之对（duì）应变化的微小电压。这一电压随后被转化成（chéng）0-5V的电压，经过A/D（A是模拟量（liàng），D是数（shù）据量）转（zhuǎn）换被数据采集（jí）器接（jiē）受（shòu），并传送给计算处理器；声音传感器也（yě）可以显示声音的振动图象。

声音传感器应用

1、日常（cháng）生（shēng）活

声音传感器对（duì）声音信号进行采样，应用到话筒，录音机，手机等器件中；声控照明（míng）灯（dēng）内装有（yǒu）声音传感器等等。

2、工业

缝纫（rèn）设备生产厂家大部分已采用电子检测仪器来监（jiān）测（cè）声响，检验机器最大声（shēng）源的产生处，测定零部件受力（lì）大小、振（zhèn）动大小等。

3、军事

声音传感器利（lì）用声波来确定（dìng）密闭集装箱内的材料化学组成，以此加强港口的安全防（fáng）护（hù）；防御狙击手（shǒu）的袭击，声音传感系统能对狙击火力（lì）进行定位和（hé）分类，并提供狙击火力的方位角、仰角、射程（chéng）、口径和误差距离等（děng）。

4、医疗（liáo）

光纤麦克风具有对磁场天然的（de）抗干扰能（néng）力，可以（yǐ）应（yīng）用于核磁共振成像的通信，是唯（wéi）一在核磁（cí）共振（zhèn）成像扫描时，可以在（zài）病人和医生之间进行（háng）通讯（xùn）的麦克风（fēng）。

三（sān）、试验与科（kē）学——Technology and Math

1、声音采集

科（kē）创板板载（zǎi）声音传感器的管脚为（wéi）39，而且声音传（chuán）感器采（cǎi）集的信号为模拟信号，所以会用到模数转换代码块，也称ADC（模拟（nǐ）量（liàng）转（zhuǎn）换为）。

认（rèn）识“初始化模拟输入管脚”代码块以及（jí）“获取模拟输入值”代码块

两个（gè）代（dài）码块均位于“输入\输出”模块（kuài）中（zhōng）。其中（zhōng）“初始化模拟输入管脚”代码块作用（yòng）为（wéi）初始化指定管（guǎn）脚为（wéi）模拟输入管脚；“获取模拟输入值”代码块作用为获取指定管脚模拟输入（rù）的值（范围为0~4095）。

认识“参考电压（yā）设（shè）置”代码（mǎ）块

“参考电压设置”代码块位于“输入\输出”模（mó）块（kuài）中（zhōng），它的功能是设置（zhì）指定模拟输入（rù）管脚的参（cān）考（kǎo）电（diàn）压为3.3V，这（zhè）个代（dài）码块对（duì）于科（kē）创板（bǎn）板载的传感器是非常（cháng）必要的，如果（guǒ）没有设置，板载传感器的精度就会受到影响。

获取声音传感器数（shù）值程（chéng）序如下：

将上面的程序下载到科创板后，会发现信（xìn）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（dān）出（chū）现（xiàn）一些数值，吹（chuī）得动静越大，数值越大。

2、OLED屏幕联（lián）动（dòng）声音传（chuán）感器

我（wǒ）们（men）已经（jīng）可以（yǐ）将声音传感（gǎn）器测得的数值在（zài）电脑上显示出来（lái）了（le），那我们是不是也可以让声音（yīn）传感器测得的数值直接显示在（zài）OLED显示屏上呢？回答（dá）是：当然能。

认识“转字符串（chuàn）”代码块

“转字符串（chuàn）”代（dài）码块位（wèi）于（yú）“文本（běn）”模块中（zhōng），作（zuò）用是将一个数字（zì）转化为一个字（zì）符串，换句话就是将科创板不可显（xiǎn）示的语言转换成（chéng）科创板可显示的语（yǔ）言。

声音传感器（qì）测得的（de）数（shù）值直接显示在OLED显示屏上的程序：

当我们将（jiāng）这段程序下载到科创板中，运行后会发现OLED显示屏（píng）可以显示当前声（shēng）音传感器测得的值了。

3、噪声警报器

我们已经学会将声音传感器的测得值变成我（wǒ）们可（kě）测可用的（de）数值了，接下来我们就（jiù）用（yòng）这个值，做一个小创意。

现（xiàn）实生（shēng）活中，在医院、图书馆等需要安静的地（dì）方，总是（shì）有人（rén）不遵守公（gōng）共秩序（xù），大声喧（xuān）哗。我（wǒ）们可（kě）以做一个噪声警报（bào）器，当喧闹声达到（dào）了一定的强度时，大厅显示屏会显示警戒噪音值，蜂（fēng）鸣器就会报警，可以自动（dòng）提醒这些人保（bǎo）持安静。

噪声警报器（qì）的工作过程是当（dāng）声音（yīn）传感器的数值超过800时（科创板上的蜂鸣（míng）器与声音传感（gǎn）器靠的（de）太（tài）近，所（suǒ）以数值设置偏高，自己做的（de）话可根据实（shí）际（jì）情况而定），OLED显示屏显示voice>800，蜂鸣器发出2秒的警报声。

下面的（de）代码可以发出滴滴声：

要响2秒，即需要执行10次（因（yīn）为每次滴滴声的周期是200ms），这时（shí）我们需（xū）要用到一个（gè）for循环程序（xù）：

噪声（shēng）警报器的最终程序如（rú）下：

执行以（yǐ）上（shàng）程（chéng）序，噪声警（jǐng）报（bào）器就可以正常工作了。

四、延伸与扩展——Arts

想一想，能（néng）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（qǐng）以小组的形式进行合作，尝试做一个声控灯（dēng）。

设（shè）计要求：

（当声音传感器测得（dé）数值大（dà）于500时，白灯亮3秒（miǎo），同时OLED显示屏显示灯亮（liàng）；

（保（bǎo）证控制方式安全可靠。