Датчик звука (уровня звука).
Спецификация датчика звука (уровня звука)
| Диапазон измерения | от 300 до 3000 Гц |
| Разрешение | 0,1 % |
| Точность | 0,1 % |
| Погрешность | ± 3 % |
| Диапазон рабочих температур | от -10 °C до +60 °C |
| Комплект поставки |
|
| Калибровка | датчик откалиброван |
| Габариты (ДхШхВ) | 120х80х40 мм |
Датчик звука (уровня звука) — что это?
Датчик звука (sound sensor, микрофонный модуль, акустический сенсор) — это устройство для обнаружения, измерения или анализа акустических сигналов в окружающей среде. Он преобразует звуковые волны в электрический сигнал для дальнейшей обработки.
Простыми словами: датчик звука — это «электронное ухо», которое слышит звуки и передаёт информацию о них в программу.
Что измеряет датчик звука?
Датчик звука измеряет частоту периодических процессов в герцах (Гц).
Герц (Гц) — это единица измерения частоты периодических процессов. Проще говоря, она показывает, сколько раз что-то повторяется за одну секунду. 1 Гц означает одно колебание (цикл) в секунду.
Герцы (Hz) = частота колебаний = высота тона (низкий/высокий звук). В свою очередь, децибеллы (dB) = амплитуда колебаний = громкость (тихий/громкий звук)
Человеческое ухо воспринимает 20 Гц – 20 кГц, но чувствительность неравномерна. Человеческое ухо наиболее чувствительно к частотам 2–5 кГц — именно в этом диапазоне находится максимальная разборчивость речи.
Для анализа звука часто используют спектрограмму — визуализацию частот во времени.
Диапазоны частот звуковых волн
| Диапазон | Частота | Характеристика | Примеры источников |
| Инфразвук | < 20 Гц | Не слышен человеком | Землетрясения, работа двигателей, ветер |
| Низкие частоты (Басы) | 20–250 Гц | Глубокий, «густой» звук | Контрабас (40–100 Гц), мужской голос (85–180 Гц), удар молота |
| Средние частоты | 250 Гц – 2 кГц | Основной диапазон речи | Человеческая речь (300 Гц – 3.4 кГц), пианино (262 Гц – 2 кГц) |
| Высокие частоты (Верха) | 2 кГц – 20 кГц | Яркий, «острый» звук | Женский голос (165–255 Гц + обертоны), свист (3–8 кГц), писк комара (~6 кГц) |
| Ультразвук | > 20 кГц | Не слышен человеком | Эхолокация летучих мышей (20–100 кГц), медицинское УЗИ (2–15 МГц) |
Детальная шкала характерных частот звуковых волн
| Частота (Гц) | Звук / Источник | Примечание |
| 16–20 | Нижний порог слышимости | Едва различимый гул |
| 40–60 | Бас-гитара, контрабас | Самая низкая нота бас-гитары: ~41 Гц |
| 82–110 | Мужской голос (основной тон) | Глубокий мужской вокал |
| 165–255 | Женский голос (основной тон) | Средний женский вокал |
| 262 | Нота «До» первой октавы (пианино) | Эталонная частота |
| 440 | Нота «Ля» первой октавы | Стандарт настройки музыкальных инструментов |
| 500–2000 | Основная энергия речи | Наиболее важный диапазон для разборчивости |
| 3000–4000 | Пик чувствительности уха | Человек слышит лучше всего в этом диапазоне |
| 6000 | Писк комара | Характерная частота звука комариных крыльев |
| 8000–10000 | Шипение, свист | Звук шипящих согласных («с», «ш») |
| 15000–20000 | Верхний порог слышимости | Слышат только молодые люди; с возрастом верхняя граница снижается |
| > 20000 | Ультразвук | Используется в медицине, сонарах, очистке |
Связь частоты и высоты тона
| Нота (4-я октава) | Частота (Гц) | Интервал |
| До (C4) | 261.6 | — |
| Ре (D4) | 293.7 | +1 тон |
| Ми (E4) | 329.6 | +1 тон |
| Фа (F4) | 349.2 | +0.5 тона |
| Соль (G4) | 392.0 | +1 тон |
| Ля (A4) | 440.0 | +1 тон (эталон) |
| Си (B4) | 493.9 | +1 тон |
| До (C5) | 523.3 | +0.5 тона (октава выше) |
Правило: При повышении на октаву частота удваивается (C4=262 Гц → C5=523 Гц → C6=1047 Гц).
Где применяются датчики звука?
| Область | Зачем нужна частотная шкала |
| Аудиотехника | Настройка эквалайзеров, фильтров, АС |
| Медицина | Аудиометрия: проверка слуха на разных частотах |
| Акустика помещений | Борьба с резонансами, улучшение разборчивости речи |
| Распознавание речи | Выделение формант (характерных частот) фонем |
| Биоакустика | Изучение коммуникации животных (птицы, киты, летучие мыши) |
| Промышленная диагностика | Выявление неисправностей оборудования по вибрациям |