SENSORS/ACTUATORS

INTERNET OF THING (IoT)

Arduino Cảm biến âm thanh

Cảm biến âm thanh có khả năng phát hiện sự hiện diện của âm thanh trong môi trường xung quanh. Nó có thể được sử dụng để tạo ra các dự án phản ứng với âm thanh, chẳng hạn như đèn kích hoạt bằng tiếng vỗ tay hoặc một máy cho ăn thú cưng hoạt động bằng âm thanh.

Trong bài hướng dẫn này, chúng ta sẽ học cách sử dụng Arduino và cảm biến âm thanh để phát hiện âm thanh. Cụ thể, chúng ta sẽ học:

Cách kết nối cảm biến âm thanh với Arduino
Cách lập trình Arduino để phát hiện âm thanh bằng cảm biến âm thanh

Sau đó, bạn có thể điều chỉnh mã để làm cho nó kích hoạt một LED hoặc một đèn sáng (thông qua một rơ-le) khi nó phát hiện âm thanh, hoặc thậm chí làm cho một động cơ servo quay.

Phần cứng cần chuẩn bị

1	×	Arduino Uno R3
1	×	USB 2.0 cable type A/B (for USB-A PC)
1	×	USB 2.0 cable type C/B (for USB-C PC)
1	×	Digital Sound Sensor
1	×	Analog Sound Sensor
1	×	dây jumper
1	×	(Khuyến nghị) Screw Terminal Block Shield for Arduino Uno
1	×	(Khuyến nghị) Breadboard Shield for Arduino Uno
1	×	(Khuyến nghị) Enclosure for Arduino Uno
1	×	(Khuyến nghị) Prototyping Base Plate & Breadboard Kit for Arduino UNO

Or you can buy the following kits:

1	×	DIYables STEM V3 Starter Kit (Arduino included)
1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

Về cảm biến âm thanh

Cảm biến âm thanh có thể được sử dụng để phát hiện sự có mặt của âm thanh trong môi trường xung quanh. Có hai loại module cảm biến âm thanh:

Mô-đun cảm biến âm thanh kỹ thuật số: xuất giá trị tín hiệu số (BẬT/TẮT)
Mô-đun cảm biến âm thanh tương tự: xuất cả hai giá trị tín hiệu tương tự và tín hiệu số

Độ nhạy của đầu ra số có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng biến trở tích hợp.

Bố trí chân của cảm biến âm thanh số

Cảm biến âm thanh kỹ thuật số bao gồm ba chân:

Chân VCC: cần được kết nối với VCC (3.3V đến 5V)
Chân GND: cần được kết nối với GND (0V)
Chân OUT: là một chân đầu ra: HIGH khi yên tĩnh và LOW khi có tiếng được phát hiện. Chân này cần được kết nối với chân đầu vào của Arduino.

image source: diyables.io

Cảm biến âm thanh cũng có một biến trở tích hợp, có thể được sử dụng để điều chỉnh độ nhạy của cảm biến. Ngoài ra, nó có hai đèn LED chỉ báo:

Một đèn LED chỉ báo nguồn
Một đèn LED chỉ báo trạng thái âm thanh: bật khi có âm thanh, tắt khi không có âm thanh

Sơ đồ chân của cảm biến âm thanh analog

Cảm biến âm thanh analog gồm bốn chân:

+ pin: cần được kết nối với 5V
G pin: cần được kết nối với GND (0V)
DO pin: là một chân xuất ra tín hiệu số: HIGH khi im lặng và LOW khi có âm thanh được phát hiện. Chân này cần được kết nối với chân đầu vào kỹ thuật số của Arduino.
AO pin: là một chân xuất ra tín hiệu analog: phát ra giá trị analog biểu thị mức âm thanh. Chân này cần được kết nối với chân đầu vào analog của Arduino.

image source: diyables.io

Cảm biến âm thanh tương tự có một điện trở biến thiên tích hợp tiện lợi cho phép bạn dễ dàng điều chỉnh độ nhạy của nó đối với đầu ra số. Thêm vào đó, nó đi kèm với hai đèn LED chỉ báo:

Một đèn LED cho biết trạng thái nguồn.
Một đèn LED khác cho biết trạng thái âm thanh, sáng lên khi có âm thanh được phát hiện và tắt khi yên lặng.

Cách hoạt động

Mô-đun có một biến trở tích hợp để thiết lập độ nhạy âm thanh.

Khi âm thanh được phát hiện, chân đầu ra của cảm biến ở mức điện áp thấp
Khi âm thanh không được phát hiện, chân đầu ra của cảm biến ở mức điện áp cao

Sơ đồ đấu dây

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Dây điện thực sự:

Cách Lập Trình Cho Cảm Biến Âm Thanh

Khởi tạo chân Arduino ở chế độ đầu vào kỹ thuật số bằng cách sử dụng hàm pinMode(). Ví dụ, chân 5

pinMode(5, INPUT);

Đọc trạng thái của chân Arduino bằng cách sử dụng hàm digitalRead().

int soundState = digitalRead(5);

Mã Arduino - Phát hiện âm thanh

/* * Mã Arduino này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã Arduino này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc. * Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập: * https://newbiely.vn/tutorials/arduino/arduino-sound-sensor */ // Arduino's pin connected to OUT pin of the sound sensor #define SENSOR_PIN 5 int lastState = HIGH; // the previous state from the input pin int currentState; // the current reading from the input pin void setup() { // initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(9600); // initialize the Arduino's pin as an input pinMode(SENSOR_PIN, INPUT); } void loop() { // read the state of the the input pin: currentState = digitalRead(SENSOR_PIN); if (lastState == HIGH && currentState == LOW) Serial.println("The sound has been detected"); else if (lastState == LOW && currentState == HIGH) Serial.println("The sound has disappeared"); // save the the last state lastState = currentState; }

Hướng dẫn từng bước

Sao chép mã ở trên và mở bằng Arduino IDE
Nhấn nút Tải lên trên Arduino IDE để nạp mã lên Arduino
Vỗ tay trước cảm biến âm thanh
Xem kết quả trên Serial Monitor

COM6

Send

The sound has been detected The sound has disappeared The sound has been detected The sound has disappeared

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Xin lưu ý rằng nếu bạn nhận thấy đèn LED luôn sáng hoặc tắt ngay cả khi có âm thanh, bạn có thể điều chỉnh biến trở để tinh chỉnh độ nhạy âm thanh của cảm biến.

Giờ chúng ta có thể tùy chỉnh mã để kích hoạt LED hoặc đèn khi phát hiện âm thanh, hoặc thậm chí khiến động cơ servo quay. Bạn có thể tìm thêm thông tin và hướng dẫn từng bước trong các bài hướng dẫn được cung cấp ở cuối bài hướng dẫn này.

Khắc phục sự cố

Nếu cảm biến âm thanh không hoạt động đúng, hãy thử các bước sau:

Giảm rung động: Bộ cảm biến âm thanh cũng nhạy với các rung động cơ học và tiếng ồn do gió. Lắp cảm biến âm thanh lên một bề mặt cứng có thể giúp giảm thiểu những rung động này.
Xem xét phạm vi cảm biến: Hãy nhớ rằng cảm biến âm thanh này có phạm vi cảm biến ngắn, khoảng 10 inch. Để thu được các giá trị đo chính xác, bạn sẽ cần phát ra tiếng ồn ở gần cảm biến âm thanh hơn.
Kiểm tra nguồn cấp: Đảm bảo nguồn cấp sạch, vì cảm biến âm thanh nhạy với nhiễu nguồn do là một mạch tương tự.

Video Tutorial

Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.