如何設計和操作聲級計

描述

聲級計是一種能夠表示在給定時間出現在某個地方的“噪音水平”的設備。它由一個麥克風和一個將聲波壓力轉換為電信號的電子換能器組成。然后將電信號的電平轉換為特定的標準值，即分貝。在目前的標準中，20 dB 對應耳語，30 dB 對應鄉村背景噪音，45 dB 對應談話，60 dB 對應繁忙公共場所的噪音等等。

現在，我們的 Seeeduino Wio 終端具有內置麥克風、模擬輸入、ADC 轉換器、顯示器和編譯器作為標準：那么為什么不嘗試構建自己的聲級計呢？

該項目

帶有 Seeeduino Wio 的聲級計通過使用 USB-C 電纜將 Wio 連接到電源完美工作，但顯然需要便攜式電源系統才能在現場操作。

SeeedStudio 生產的 Wio 終端有一個集成麥克風，連接到電路板的模擬引腳，定義為 WIO_MIC。此引腳上的值可通過命令訪問

值 = 模擬讀?。╓IO_MIC）；

并給出 0 到 1023 之間的整數答案。

然后可以使用經典命令將此響應轉換為分貝 (dB)：

dB = 地圖（值，0, 1023, 0, 100）；

顯然，WIO 隨附的麥克風不具有高保真靈敏度，在獲得有效讀數之前，我們必須執行適當的校準，本文稍后將對此進行描述。

讀數是通過移動平均系統獲取的，它允許丟棄峰值并使返回的值更加均勻。

此時，將轉換為分貝的計算值傳遞給下一段中描述的圖形表示例程就足夠了。

該軟件

該軟件可通過 GitHub 免費下載，需要 SPI 庫與集成顯示交互。

我們首先定義相對于窗口大小的常數，用于計算移動平均值，以及圖形例程所需的一些變量。

該程序廣泛使用了 Wio終端提供的 TFT_Meters 示例代碼。我們將儀器的圖像旋轉了 90 度并修改了它的測量值，然后我們消除了線性儀器，并在底部添加了一個精靈，表示計算的 dB 的浮點值。

setup() 部分初始化顯示，定義景觀表示，初始化與計算的聲壓值相關的精靈，第一次繪制儀器并更新計時器。

loop() 部分只是調用委派的函數來更新顯示。

儀器校準

如上所述，集成在 Wio 終端中的麥克風沒有出色的靈敏度。因此，有必要設計和應用基本程序的一系列校正測試以獲得更接近現實的結果，通過將 map() 函數中存在的值范圍從 0..1023 減小到范圍更窄。從后續測量我們發現ADC讀取的值一直高于150，低于850。因此我們使用了專業的聲級計，測量了不同情況下存在的噪聲（dB）和轉換器報告的電平我們的Wio。最后，我們在數據之間創建了一條線性回歸線，并應用了映射公式的下游系數。

結果令人興奮：儀器的指針非常忠實地再現了專業儀器發現的峰值，而數值讀數則表示移動平均值。由于插值，較低的精度保持在 30 dB 以下和 70 以上。需要補充的是，儀器還受到熱漂移問題的影響：WIO_MIC 端口讀取的值隨著時間的推移而趨于減小。

項目擴展

Seeeduino Wio 終端具有 3 個軟件可編程按鈕。因此，如果您想添加不同的數據收集系統（例如，通過擴大計算移動平均值的窗口，或通過作用于調節兩次連續讀數之間的間隔的計時器），在該程序：

用戶鍵的定義

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最后的考慮

一旦你吸收了創建圖形界面的功能，項目就顯得非常簡單：

• 獲取模擬值，
• 將值轉換為適當的格式
• 將值傳遞給圖形例程。它是意大利語和英語的隱藏字幕。

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