树莓派使用KY-037声音传感器实验

一：声音传感器介绍

这是一款功能实用的声音传感器，可精准感知周围环境声音信号，并将其转换为电信号输出，以便后续处理与分析 。常用于各类需要对声音进行检测、监测的项目场景，如智能家居设备、环境噪音监测系统、智能玩具等。主体为红色电路板，布局紧凑合理。一侧搭载有灵敏的咪头（声音采集部件），用于捕捉声音信号，实时监测环境噪音水平，电路板上还设有多个标识清晰的元件，包括用于调节的蓝色电位器（标有 “W104” ），可对传感器灵敏度等参数进行微调 ；以及指示灯（LED1、LED2 ），能直观呈现传感器工作状态。

工作原理：传感器内部集成音频放大芯片 LM386，该芯片具有自身功耗低、增益可调整（放大 200 倍 ）、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点。当声音信号被咪头捕捉后，会先转换为微弱电信号，经 LM386 芯片放大处理。模拟量输出（AO ）可输出连续变化、与声音强度成比例的电压信号，适合用于对声音强度进行精确测量与分析的场景；数字量输出（DO ）则会在声音强度超过设定阈值时，输出低电平信号，可用于简单的声音有无判断或触发控制场景。

声音传感器电路原理图

二：硬件接线

三：Python程序代码

import machine
import utime
import math

# 配置ADC引脚（GP26对应ADC0）
adc = machine.ADC(0)

# 参考电压（单位：伏特）
REFERENCE_VOLTAGE = 3.3

# ADC分辨率（16位ADC的最大值为65535）
ADC_RESOLUTION = 65535

# 参考声压级（单位：伏特），需要根据传感器校准
REFERENCE_SOUND_PRESSURE = 0.02  # 示例值，可能需要根据实际传感器校准

def adc_to_voltage(adc_value):
    """将ADC值转换为电压值"""
    return adc_value * (REFERENCE_VOLTAGE / ADC_RESOLUTION)

def voltage_to_decibel(voltage):
    """将电压值转换为分贝值"""
    if voltage <= 0:
        return 0  # 避免对数计算错误
    # 使用公式 dB = 20 * log10(测量电压/参考电压)
    return 20 * math.log10(voltage / REFERENCE_SOUND_PRESSURE)

def calibrate_reference_sound_pressure(samples=100):
    """校准参考声压值（在安静环境下运行）"""
    total = 0
    for _ in range(samples):
        total += adc.read_u16()
        utime.sleep_ms(10)
    avg_adc = total / samples
    avg_voltage = adc_to_voltage(avg_adc)
    return avg_voltage * 2  # 设置参考值为平均噪声的2倍

try:
    print("正在校准参考声压值，请保持安静环境...")
    REFERENCE_SOUND_PRESSURE = calibrate_reference_sound_pressure()
    print(f"参考声压值已校准为: {REFERENCE_SOUND_PRESSURE:.4f}V")
    
    print("开始检测声音...")
    while True:
        # 读取ADC值
        adc_value = adc.read_u16()
        
        # 转换为电压
        voltage = adc_to_voltage(adc_value)
        
        # 转换为分贝
        decibel = voltage_to_decibel(voltage)
        
        # 打印结果
        print(f"ADC: {adc_value:5d} | 电压: {voltage:.4f}V | 分贝: {decibel:5.1f}dB", end='\r')
        
        # 延时
        utime.sleep(0.1)
        
except KeyboardInterrupt:
    print("\n程序已停止")    

说明：分贝计算是相对于参考声压的相对值，实际测量的绝对值需要专业校准，不同的输入电压的灵敏度是不同的，可能需要调整参考值以获得更准确读数，如果环境噪声较大，校准结果也可能不准确，可以尝试手动设置参考值。根据模拟量输出的电压进行调整。