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。

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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

  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

  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。

  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。

#!/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 addressaddress = Addrdef read(chn): #channelif 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temptemp = int(temp) # 将字符串改为整数类型# print temp to see on terminal else comment outbus.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0x48while 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)

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  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。

#!/usr/bin/env python import PCF8591 as ADC import RPi.GPIO as GPIO import timeGPIO.setmode(GPIO.BCM)def setup():ADC.setup(0x48)def loop():count = 0while True:voiceValue = ADC.read(0) #若检测到有声音，该值会变小if voiceValue:print 'Value:', voiceValueif 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130print "Voice detected! ", countcount += 1time.sleep(0.2)if __name__ == '__main__':try:setup()loop()except KeyboardInterrupt: pass

  

总结

以上是生活随笔为你收集整理的树莓派基础实验18：声音传感器实验的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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