مائکروفون اور ارڈینو کے ساتھ ڈی بی میں آواز / شور کی سطح کو ماپیں

آبادی کی کثافت کی وجہ سے شور کی آلودگی واقعتا importance اہمیت حاصل کرنا شروع ہوگئی ہے۔ ایک عام انسانی کان 0dB سے 140dB تک کی آواز کو سن سکتا ہے جس میں آواز کی سطح کو 120dB سے لے کر 140dB تک سمجھا جاتا ہے۔ اونچائی یا آواز کی سطح کو عام طور پر ڈیسیبل (ڈی بی) میں ماپا جاتا ہے ، ہمارے پاس کچھ ایسے آلات موجود ہیں جو ڈی بی میں صوتی سگنلوں کی پیمائش کرسکتے ہیں لیکن یہ میٹر قدرے مہنگے ہیں اور افسوس کی بات یہ ہے کہ ہمارے پاس ڈیسیبلز میں آواز کی سطح کی پیمائش کرنے کے لئے باکس سینسر ماڈیول سے باہر نہیں ہے۔ اور کسی چھوٹے اردوینو پروجیکٹ کے لئے مہنگے مائکروفون خریدنا معاشی نہیں ہے جس کو چھوٹے کلاس روم یا کمرے میں آواز کی سطح کی پیمائش کرنی چاہئے ۔

لہذا اس پروجیکٹ میں ہم ایک عام الیکٹریٹ کنڈینسر مائکروفون کا استعمال اردوینو کے ساتھ کریں گے اور ڈی بی میں صوتی یا شور کی آلودگی کی سطح کو جتنا ممکن ہو اصل قدر کے قریب پیمائش کرنے کی کوشش کریں گے۔ ہم صوتی اشاروں کو بڑھاوا دینے اور اسے ارڈینو کو کھلاوانے کے لئے نارمل یمپلیفائر سرکٹ استعمال کریں گے جس میں ہم ڈی بی میں صوتی اشاروں کا حساب لگانے کے لئے رجعت کا طریقہ استعمال کریں گے۔ معلوم کرنے کے لئے کہ حاصل کردہ قدریں درست ہیں یا نہیں ، ہم "ساؤنڈ میٹر" اینڈروئیڈ ایپلی کیشن کا استعمال کرسکتے ہیں ، اگر آپ کے پاس اس سے بہتر میٹر ہے تو آپ اسے انشانکن کے لئے استعمال کرسکتے ہیں۔ نوٹ کریں کہ اس پروجیکٹ کا مقصد ڈی بی کو درست طریقے سے ناپنا نہیں ہے اور اصل قدر سے جتنا قریب ممکن ہو قدریں دیں گے۔

مطلوبہ مواد:

اردوینو یو این او
مائکروفون
LM386
10K متغیر POT
مزاحم اور کیپسیٹرز

سرکٹ ڈایاگرام:

اس اردوینو ساؤنڈ لیول میٹر کے لئے سرکٹ ایک بہت ہی آسان ہے جس میں ہم نے LM386 آڈیو یمپلیفائر سرکٹ کا استعمال کیا ہے تاکہ ایک کمڈینسر مائکروفون سے سگنل کو بڑھاوا سکے اور اردوینو کے ینالاگ بندرگاہ کو فراہم کیا جاسکے۔ ہم پہلے ہی اس LM386 IC کو کم ولٹیج آڈیو یمپلیفائر سرکٹ بنانے کے لئے استعمال کرچکے ہیں اور سرکٹ کم و بیش ایک ہی رہتا ہے۔

اس خاص آپٹ امپ کا فائدہ 20 اور 200 تک مقرر کیا جاسکتا ہے جس میں 1 اور 8 بھر میں ریزسٹر یا کیپسیٹر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ ہمارے منصوبے کے ل we ہم اس سرکٹ کے ذریعہ زیادہ سے زیادہ فائدہ حاصل کرسکتے ہیں ، لہذا ہم پنوں 1 اور 8 کے مابین 10uF ویلیو کا کیپسیسیٹر استعمال کرتے ہیں ، نوٹ کریں کہ یہ پن قطب نما حساس ہے اور سندارتر کا منفی پن پن سے منسلک ہونا چاہئے۔ مکمل یمپلیفائر سرکٹ Ardino کی طرف سے 5V پن کے ذریعے طاقت ہے۔

مائکروفون سے ڈی سی شور کو فلٹر کرنے کے لئے کاپیسیٹر سی 2 استعمال کیا جاتا ہے۔ بنیادی طور پر جب مائکروفون حواس کو آواز دیتا ہے تو آواز کی لہریں AC سگنل میں تبدیل ہوجائیں گی۔ اس اے سی سگنل میں کچھ ڈی سی شور ہوسکتا ہے جو اس کیپسیٹر کے ذریعہ فلٹر کیا جائے گا۔ اسی طرح ، امپلائزیشن کے بعد بھی کسی کاپیسیٹر سی 3 کا استعمال کسی بھی ڈی سی شور کو فلٹر کرنے کے لئے کیا جاتا ہے جس میں امپلیفیکیشن کے دوران شامل کیا جاسکتا ہے۔

ADC ویلیو سے ڈی بی کا حساب لگانے کے لئے رجعت کے طریقے کا استعمال:

ایک بار جب ہم اپنے سرکٹ کے ساتھ تیار ہوجاتے ہیں تو ہم ارڈینو کو کمپیوٹر سے مربوط کرسکتے ہیں اور ارڈینو سے "اینالاگ ریڈ سیریل" مثال پروگرام اپلوڈ کرسکتے ہیں تاکہ چیک کریں کہ کیا ہم اپنے مائکروفون سے ADC کی درست اقدار حاصل کررہے ہیں۔ اب ہمیں اس ADC اقدار کو ڈی بی میں تبدیل کرنا ہے۔

درجہ حرارت یا نمی کی پیمائش جیسے دیگر اقدار کے برعکس ، DB کی پیمائش کرنا سیدھا سا کام نہیں ہے۔ کیونکہ ڈی بی کی قدر ADC کی قدر کے ساتھ نہیں ہے ۔ کچھ طریقے ہیں جن میں آپ پہنچ سکتے ہیں لیکن ہر ممکن اقدام جس کی میں نے کوشش کی مجھے اچھے نتائج نہیں ملے۔ اگر آپ اسے دیکھنا چاہتے ہیں تو آپ اس اردوینو فورم کے ذریعے یہاں پڑھ سکتے ہیں۔

میری درخواست کے ل I ، مجھے DB کی اقدار کی پیمائش کرتے وقت زیادہ درستگی کی ضرورت نہیں تھی اور اسی وجہ سے DB اقدار کے ساتھ ADC کی اقدار کو براہ راست جانچنے کا آسان طریقہ استعمال کرنے کا فیصلہ کیا۔ اس طریقہ کار کے ل we ، ہمیں ایک ایس پی ایل میٹر کی ضرورت ہوگی (ایک ایس پی ایل میٹر ایک ایسا آلہ ہے جو ڈی بی کی اقدار کو پڑھ سکتا ہے اور اسے ظاہر کرسکتا ہے) ، لیکن افسوس کہ میرے پاس ایسا نہیں ہے اور یقین ہے کہ ہم میں سے زیادہ تر ایسا نہیں کریں گے۔ لہذا ہم "صوتی میٹر" کے نام سے android ڈاؤن لوڈ ، ایپلی کیشن استعمال کرسکتے ہیں جو پلے اسٹور سے مفت ڈاؤن لوڈ کی جاسکتی ہے۔ اس طرح کی بہت سی قسم کی درخواست ہے اور آپ اپنی پسند کی کوئی بھی چیز ڈاؤن لوڈ کرسکتے ہیں۔ شور کی سطح کا پتہ لگانے اور اسے ہمارے موبائل پر ڈسپلے کرنے کیلئے یہ ایپلی کیشنز فون کے ان بلٹ مائکروفون کا استعمال کرتی ہیں۔ وہ زیادہ درست نہیں ہیں ، لیکن وہ ہمارے کام کے لئے ضرور کام کریں گے۔ تو چلیں ، لوڈ ، اتارنا Android ایپلی کیشن انسٹال کرکے شروع کریں ، جب کھولی تو کچھ اس طرح نظر آیا

جیسا کہ میں نے پہلے کہا تھا کہ ڈی بی اور ینالاگ قدروں کے مابین تعلق قطعی نہیں ہوگا لہذا ہمیں ان دونوں اقدار کا مختلف وقفوں سے موازنہ کرنے کی ضرورت ہے۔ آپ اپنے موبائل فون پر مختلف ڈی بی کے لئے اسکرین پر ظاہر ہونے والی اے ڈی سی کی قیمت کو ذرا نوٹ کریں۔ میں نے لگ بھگ 10 ریڈنگ لی اور وہ نیچے کی طرح نظر آئے ، آپ تھوڑا سا مختلف ہو سکتے ہیں

ایکسل کا صفحہ کھولیں اور ان اقدار کو ٹائپ کریں ، ابھی کے لئے ہم مذکورہ نمبر کے لئے رجعت پسندی کی اقدار کو تلاش کرنے کے لئے ایکسل کا استعمال کریں گے۔ اس سے پہلے کہ ہم ایک گراف تیار کریں اور چیک کریں کہ وہ دونوں کا کس طرح سے تعلق ہے ، میری طرح اس طرح نظر آرہی تھی۔

جیسا کہ ہم دیکھ سکتے ہیں کہ ڈی بی کی قیمت کا ADC کے ساتھ قطعی تعلق نہیں ہے ، اس کا مطلب ہے کہ آپ کو ADC کی تمام اقدار کے ل d اس کی مساوی ڈی بی اقدار حاصل کرنے کے ل common مشترکہ ضارع نہیں ہوسکتا ہے۔ ایسی صورت میں ہم "لکیری رجعت" کے طریقہ کار کو استعمال کرسکتے ہیں ۔ بنیادی طور پر ، یہ اس فاسد نیلی لائن کو قریب ترین ممکنہ سیدھی لائن (بلیک لائن) میں تبدیل کرے گا اور ہمیں اس سیدھی لائن کی مساوات فراہم کرے گا۔ اس مساوات کو اے ڈی سی کی ہر قیمت کے لئے ڈی بی کی مساوی قیمت تلاش کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے جس کا اردوینو اقدام کرتا ہے۔

ایکسل میں ہمارے پاس اعداد و شمار کے تجزیے کے لئے ایک پلگ ان موجود ہے جو آپ کے قدروں کے سیٹ کے ل automatically خود بخود رجعت کا حساب لگاتا ہے اور اس کے ڈیٹا کو شائع کرتا ہے۔ میں اس منصوبے کے دائرہ کار سے باہر ایکسل کے ذریعہ اس کا طریقہ کار کرنے کا احاطہ کرنے نہیں جا رہا ہوں ، یہ آپ کے لئے بھی گوگل کے لئے آسان ہے اور اسے سیکھ سکتا ہے۔ ایک بار جب آپ قیمت کے ل the رجعت کا حساب لگائیں ، تو ایکسل کچھ قدروں کو دے گا جیسے ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ ہم صرف ان تعداد میں دلچسپی رکھتے ہیں جو ذیل میں روشنی ڈالی گئی ہیں۔

ایک بار جب آپ کو یہ نمبر مل جائیں تو آپ نیچے کی مساوات کی طرح تشکیل پائیں گے

ADC = (11.003 * dB) - 83.2073

جس سے آپ ڈی بی بن سکتے ہیں

ڈی بی = (ADC + 83.2073) / 11.003

آپ کو اپنی مساوات خود ہی چلانی پڑسکتی ہے کیونکہ انشانکن مختلف ہوسکتا ہے۔ تاہم ، اس قدر کو محفوظ رکھیں کیونکہ ہمیں اردوینو پروگرام کرتے وقت اس کی ضرورت ہوگی۔

ڈی بی میں صوتی سطح کی پیمائش کرنے کے لئے اردوینو پروگرام:

DB کی پیمائش کرنے کا مکمل پروگرام ذیل میں دیا گیا ہے ، ذیل میں کچھ اہم سطروں کی وضاحت کی گئی ہے

مذکورہ بالا دو لائنوں میں ، ہم پن A0 کی ADC ویلیو پڑھتے ہیں اور اس مساوات کو استعمال کرتے ہوئے اسے ڈی بی میں تبدیل کرتے ہیں جو ہم نے ابھی اخذ کیا ہے۔ ہوسکتا ہے کہ یہ ڈی بی ویلیو ہم صحیح ڈی بی ویلیو سے درست نہیں ہوسکتی ہے ، لیکن ، موبائل ایپلی کیشن پر ظاہر ہونے والی قدروں کے بہت قریب ہے۔

adc = analogRead (MIC)؛ // ایمپلیفر dB = (adc + 83.2073) / 11.003 سے ADC ویلیو پڑھیں؛ // ریگریشن ویلیوز کا استعمال کرتے ہوئے اے ڈی سی ویلیو کو ڈی بی میں تبدیل کریں

یہ دیکھنے کے لئے کہ آیا پروگرام ٹھیک سے کام کر رہا ہے یا نہیں ، ہم نے ڈیجیٹل پن 3 میں ایل ای ڈی بھی شامل کی ہے جو 1 سیکنڈ کے لئے اونچی جگہ پر بنائی جاتی ہے جب اردوینو 60 ڈی بی سے اوپر کا تیز شور اٹھاتا ہے۔

اگر (dB> 60) {ڈیجیٹل رائٹ (3 ، ہائی)؛ // ایل ای ڈی کو موڑ دیں (ہائی وولٹیج کی سطح ہے) تاخیر (1000)؛ // دوسرے ڈیجیٹل رائٹ (3 ، LOW) کا انتظار کریں۔ }

ارڈینو ساؤنڈ لیول میٹر کا کام کرنا:

ایک بار جب آپ کوڈ اور ہارڈ ویئر کے ساتھ تیار ہوجائیں تو ، صرف کوڈ اپ لوڈ کریں اور اپنے ایردوینو کے ذریعہ ماپنے والے ڈی بی اقدار کو دیکھنے کے لئے اپنا سیریل مانیٹر کھولیں۔ میں اس کوڈ کو اپنے کمرے میں جانچ رہا تھا جہاں باہر ٹریفک کے علاوہ زیادہ شور نہیں تھا اور مجھے اپنے سیریل مانیٹر پر درج ذیل اقدار مل گئیں اور android ایپلی کیشن نے بھی اس کے قریب کچھ ظاہر کیا۔

اس صفحے کے آخر میں دی گئی ویڈیو پر پروجیکٹ کا مکمل کام تلاش کیا جاسکتا ہے ۔ آپ کمرے میں آواز کا پتہ لگانے کے لئے پروجیکٹ کا استعمال کرسکتے ہیں اور جانچ کر سکتے ہیں کہ آیا وہاں کوئی سرگرمی ہے یا ہر کلاس روم میں کتنا شور پیدا ہوتا ہے یا اس جیسی کوئی چیز۔ اگر میں 60dB سے اوپر کی آواز ریکارڈ ہو تو میں نے 2 سیکنڈ تک اونچائی کے لئے ایل ای ڈی بنایا ہے۔

کام عجیب طور پر اطمینان بخش ہے ، لیکن یہ یقینی طور پر منصوبوں اور دیگر بنیادی پروٹو ٹائپس کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ کچھ اور کھودنے کے ساتھ میں نے محسوس کیا کہ دراصل یہ مسئلہ ہارڈ ویئر کا تھا ، جو اب بھی مجھے شور مچا رہا تھا۔ لہذا میں نے دوسرے سرکٹس آزمائے جو چنگاری تفریحی مائکروفون بورڈز میں استعمال ہوتے ہیں جن میں کم پاس اور ہائی پاس فلٹر ہوتا ہے۔ میں نے آپ کو کوشش کرنے کے لئے نیچے سرکٹ کی وضاحت کی ہے۔

فلٹرز سرکٹ کے ساتھ یمپلیفائر:

اس صوتی سطح کی پیمائش سرکٹ میں شور کو کم کرنے کے لئے ہم نے یمپلیفائر کے ساتھ لو پاس اور ہائی پاس فلٹرز کا استعمال کیا ہے تاکہ درستگی کو بڑھایا جاسکے۔

مذکورہ بالا سرکٹ میں ، ہم مائکروفون سے سگنل کو بڑھانے کے لئے مشہور LM358 یمپلیفائر کا استعمال کرتے ہیں۔ یمپلیفائر کے ساتھ ہم نے دو فلٹرز بھی استعمال کیے ہیں ، ہائی پاس فلٹر R5 ، C2 کے ذریعہ تشکیل پایا ہے اور کم پاس کا فلٹر C1 اور R2 کے ذریعہ استعمال ہوتا ہے ۔ یہ فلٹرز صرف 8Hz سے 10KHz تک تعدد کی اجازت دینے کے لئے بنائے گئے ہیں ، کیونکہ کم پاس فلٹر 8Hz سے نیچے کی کوئی بھی فلٹر کرے گا اور ہائی پاس فلٹر 15KHz سے اوپر کی کوئی بھی چیز فلٹر کرے گا۔ اس فریکوئنسی رینج کا انتخاب اس لئے کیا گیا ہے کیونکہ میرا کنڈینسر مائکروفون صرف 10 ہ ہرٹز سے 15KHZ تک کام کرتا ہے جیسا کہ ذیل میں ڈیٹا شیٹ میں دکھایا گیا ہے۔

اگر آپ کی فریکوئینسی مانگ میں تبدیلی آتی ہے تو پھر آپ اپنی مطلوبہ فریکوینسی کے لist ریسسٹٹر اور کیپسیٹر کی قیمت کا حساب کرنے کے لئے نیچے دیئے گئے فارمولوں کا استعمال کرسکتے ہیں۔

تعدد (F) = 1 / (2πRC)

اس کے علاوہ ، یہ بھی نوٹ کریں کہ یہاں استعمال ہونے والے ریزٹر کی قیمت بھی یمپلیفائر کے حاصل ہونے پر اثر انداز ہوگی۔ اس سرکٹ میں ریزٹر اور کیپسیٹر کی قیمت کا حساب کتاب ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ آپ فریکوئینسی کی قدروں میں ترمیم اور رجعت اقدار کا حساب لگانے کے لئے ایکسل شیٹ ڈاؤن لوڈ کرسکتے ہیں۔

سابق سرکٹ نے میری توقعات کے لئے اطمینان بخش کام کیا ، لہذا میں نے کبھی بھی اس کی آزمائش نہیں کی۔ اگر آپ اس سرکٹ کو آزماتے ہو تو مجھے بتائیں اگر یہ تبصرے کے ذریعہ پچھلے سے بہتر کام کرتا ہے۔