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30 篇文章
1
树莓派基础实验1:双色LED灯实验
2
树莓派基础实验2:RGB-LED实验
3
树莓派基础实验3:七彩LED灯闪烁实验
4
树莓派基础实验4:继电器实验
5
树莓派基础实验5:激光传感器实验
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7
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8
树莓派基础实验8:振动开关实验
9
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10
树莓派基础实验10:干簧管传感器实验
11
树莓派基础实验11:U型光电传感器实验
12
树莓派基础实验12:PCF8591模数转换器实验
13
树莓派基础实验13:雨滴探测传感器实验
14
树莓派基础实验14:PS2操纵杆实验
15
树莓派基础实验15:电位器传感器实验
16
树莓派基础实验16:霍尔传感器实验
17
树莓派基础实验17:温度传感器实验
18
树莓派基础实验18:声音传感器实验
19
树莓派基础实验19:光敏传感器实验
20
树莓派基础实验20:火焰报警传感器实验
21
树莓派基础实验21:烟雾报警传感器实验
22
树莓派基础实验22:红外遥控传感器实验
23
树莓派基础实验23:触摸开关传感器实验
24
树莓派基础实验24:超声波测距传感器实验
25
树莓派基础实验25:DS18B20温度传感器实验
26
树莓派基础实验26:旋转编码器实验
27
树莓派基础实验27:温湿度传感器DHT11 实验
28
树莓派基础实验28:红外避障传感器实验
29
树莓派基础实验29:I2C LCD1602实验
30
树莓派基础实验30:BMP180气压传感器实验

树莓派基础实验18:声音传感器实验

一、介绍

   声音传感器是一种接受声波并将其转换为电信号的组件,它像麦克风一样检测周围环境中的声音强度。


二、组件

★Raspberry Pi主板*1

★树莓派电源*1

★40P软排线*1

★PCF8591模数转换器模块*1

★声音传感器模块*1

★面包板*1

★跳线若干

三、实验原理

声音传感器

声音传感器模块原理图

  传感器模块上的麦克风可将音频信号转换为电信号(模拟量),然后通过PCF8591将模拟量转换为数字量,并将其传输到MCU。

  LM358是一款双通道运算放大器,它包含两个独立的高增益和内部补偿放大器,但在本实验中,我们只使用其中一个。麦克风将声音信号转换为电信号,然后将信号发送到LM358的引脚2,并通过外部电路将它们输出到引脚1(模块的引脚SIG)。然后使用PCF8591读取模拟值。

四、实验步骤

第1步:连接电路。

树莓派

T型转接板

PCF8591模块

SDA

SDA

SDA

SCL

SCL

SCL

5V

5V

VCC

GND

GND

GND

声音传感器模块

T型转接板

PCF8591模块

AO

*

AIN0

DO

G17

*

VCC(+)

5V

VCC

GND(G)

GND

GND

声音传感器实验原理图

声音传感器实验实物接线图

第2步:PCF8591模块采用的是I2C(IIC)总线进行通信的,但是在树莓派的镜像中默认是关闭的,在使用该传感器的时候,我们必须首先允许IIC总线通信。

打开I2C总线通信

第3步:开始编程。这里先编写一个PCF8591.py库文件,后面再编写一个python程序引入这个库文件。

  PCF8591.py库文件就是PCF8591模块的程序,单独编写是为了便于重用。在这个脚本中,我们使用了一个放大器用于模拟输入和一个LED灯用于模拟输出,模拟输入不能超过3.3V!

  该程序也可以单独运行,用于测试3个电阻模块的功能。需用短路帽连接AIN0和INPUT0(电位计模块),连接AIN1和INPUT1(光敏电阻模块),以及连接AIN2和INPUT2(热敏电阻模块)。

  连接LED灯,AIN0(模拟输入0)端口用于接收来自电位计模块的模拟信号,AOUT(模拟输出)用于将模拟信号输出到双色LED模块,以便改变LED的亮度。

  PCF8591的详细内容请查看树莓派基础实验12:PCF8591模数转换器实验

代码语言:javascript
复制
#!/usr/bin/env python
#------------------------------------------------------
#
#       您可以使用下面语句将此脚本导入另一个脚本:
#           “import PCF8591 as ADC”                
#   
#   ADC.Setup(Address)  # 查询PCF8591的地址:“sudo i2cdetect -y 1”
# i2cdetect  is  a  userspace  program to scan an I2C bus for devices.
# It outputs a table with the list of detected devices on the specified bus.
#   ADC.read(channal)   # Channal范围从0到3 
#   ADC.write(Value)    # Value范围从0到255
#
#------------------------------------------------------
#SMBus (System Management Bus,系统管理总线) 
import smbus   #在程序中导入“smbus”模块
import time

# for RPI version 1, use "bus = smbus.SMBus(1)"
# 0 代表 /dev/i2c-0, 1 代表 /dev/i2c-1 ,具体看使用的树莓派那个I2C来决定
bus = smbus.SMBus(1)         #创建一个smbus实例

#在树莓派上查询PCF8591的地址:“sudo i2cdetect -y 1”
def setup(Addr):
    global address
    address = Addr

def read(chn): #channel
    if chn == 0:
        bus.write_byte(address,0x40)   #发送一个控制字节到设备
    if chn == 1:
        bus.write_byte(address,0x41)
    if chn == 2:
        bus.write_byte(address,0x42)
    if chn == 3:
        bus.write_byte(address,0x43)
    bus.read_byte(address)         # 从设备读取单个字节,而不指定设备寄存器。
    return bus.read_byte(address)  #返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值

def write(val):
    temp = val  # 将字符串值移动到temp
    temp = int(temp) # 将字符串改为整数类型
    # print temp to see on terminal else comment out
    bus.write_byte_data(address, 0x40, temp) 
    #写入字节数据,将数字值转化成模拟值从AOUT输出

if __name__ == "__main__":
    setup(0x48) 
 #在树莓派终端上使用命令“sudo i2cdetect -y 1”,查询出PCF8591的地址为0x48
    while True:
        print '电位计   AIN0 = ', read(0)   #电位计模拟信号转化的数字值
        print '光敏电阻 AIN1 = ', read(1)   #光敏电阻模拟信号转化的数字
        print '热敏电阻 AIN2 = ', read(2)   #热敏电阻模拟信号转化的数字值
        tmp = read(0)
        tmp = tmp*(255-125)/255+125 
# 125以下LED不会亮,所以将“0-255”转换为“125-255”,调节亮度时灯不会熄灭
        write(tmp)
        time.sleep(2)

   第4步:编写控制程序。PCF8591将模拟量转换为的数字量,会随着检测到的声音变大而变小,当数字量小于130时,打印"Voice detected! "。

  这里为什么阈值设为130呢?声音传感器模块有两个LED灯,LED1灯为电源指示灯,接通电源就会一直常亮。LED2为声音检测指示灯,在没有检测到声音时应该熄灭,一旦检测到声音,就(才)会亮,而这需要旋转蓝色元件上的金黄色平口螺丝,调节声音检测的灵敏度来实现。否则,LED2无论检测到声音与否,都可能一直常亮,或者一直不亮。而我调节到合适位置时,安静状态下voiceValue = ADC.read(0)的值为133,所以我设置检测到声音的阈值为130比较合适。

声音传感器说明

代码语言:javascript
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#!/usr/bin/env python
import PCF8591 as ADC
import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

def setup():
    ADC.setup(0x48)

def loop():
    count = 0
    while True:
        voiceValue = ADC.read(0)  #若检测到有声音,该值会变小
        if voiceValue:
            print 'Value:', voiceValue
            if voiceValue < 130:  
#我实验时安静状态下的值约为133,所以设置检测到有声音的阈值设为130
                print "Voice detected! ", count
                count += 1
            time.sleep(0.2)

if __name__ == '__main__':
    try:
        setup()
        loop()
    except KeyboardInterrupt: 
        pass    
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