Как сделать шумомер своими руками

Так называемое шумовое загрязнение становится все более актуальной проблемой в современном обществе в связи со все возрастающей плотностью населения. Обычное человеческое ухо способно воспринимать звуки с уровнем от 0 до 140 дБ. Громкость (уровень) звука обычно измеряют в децибелах (дБ).

Современной промышленостью изготавливаются разнообразные измерители громкости звука, но они в большинстве случаев достаточно дороги. Поэтому в данной статье мы рассмотрим создание простого измерителя уровня звука (шума) на основе платы Arduino и обычного электретного конденсаторного микрофона.

Измеряемый уровень звука мы будем показывать в децибелах (дБ).

В схеме нашего измерителя уровня звука мы также будем использовать усилитель, с выхода которого усиленный сигнал будет подаваться в плату Arduino, в которой мы будем использовать регрессионный метод для расчета уровня звука в децибелах.

Чтобы проверить корректность работы нашего измерителя звука мы будем использовать android приложение, которое называется “Sound Meter”.

Отметим, что целью нашего проекта не является абсолютно точное измерение громкости звука (мы ведь используем самые дешевые компоненты в нашем проекте), а получение значений, максимально близких к истинным.

Необходимые компоненты

Схема проекта

Схема измерителя уровня звука на основе платы Arduino и микрофона представлена на следующем рисунке.

В схеме мы используем усилитель звуковых сигналов на основе микросхемы LM386 чтобы усиливать сигнал с выхода конденсаторного микрофона. С выхода усилителя мы подаем сигнал на аналоговый контакт платы Arduino.

Коэффициент усиления используемого нами операционного усилителя LM386 может составлять от 20 до 200 в зависимости от номинала конденсатора или резистора, подключенного к его контактам 1 и 8. Если их не использовать совсем, то коэффициент усиления будет составлять минимальную величину – 20.

Мы в нашем проекте использовали максимальный коэффициент усиления данного усилителя, поэтому мы включили конденсатор емкостью 10 мкФ между контактами 1 и 8 – учтите, что эти контакты чувствительны к полярности, поэтому отрицательный вывод конденсатора должен быть подключен к контакту 8 усилителя.

Вся схема усилителя запитывается от контакта 5V платы Arduino.

Конденсатор C2 используется для фильтрации шумов, поступающих с микрофона. Когда микрофон улавливает какие либо звуки, на его выходе появляется сигнал переменного тока.

Но в составе этого сигнала переменного тока может присутствовать шум с некоторым постоянным уровнем (постоянная составляющая сигнала), этот шум и отфильтровывается с помощью данного конденсатора.

Аналогично этому конденсатор C3 на выходе усилителя используется для фильтрации постоянного уровня шумов, которые могли появиться в процесс усиления сигнала (добавиться к нему в процессе усиления).

Внешний вид собранной конструкции проекта показан на следующем рисунке.

Использование регрессионного метода для расчета уровня звука в децибелах

Когда аппаратная часть нашего проекта будет готова, мы можем подключить плату Arduino к компьютеру и загрузить в нее код примера “Analog Read Serial” из Arduino IDE чтобы проверить действительно ли мы получаем корректные значения АЦП (аналого-цифрового преобразования) с нашего микрофона. Но нам эти значения необходимо преобразовать в децибелы (дБ).

В отличие, к примеру, от задач измерения температуры и влажности, измерение уровня звука в децибелах не является линейной задачей поскольку значения уровня звука в децибелах имеют нелинейную зависимость от имеющихся у нас значений АЦП с выхода аналогового контакта Arduino. Существует несколько способов решения данной задачи, но мы выбрали один из самых простых.

Поскольку мы не преследуем цели получения максимальной точности результатов мы решили использовать метод непосредственной калибровки значений АЦП с помощью значений децибелов.

Для этого в идеале необходимо иметь профессиональный измеритель уровня шума (SPL meter), но вряд ли у кого из начинающих радиолюбителей он есть, поэтому мы будем использовать для этой цели обычное android приложение под названием “Sound meter”, которое можно бесплатно скачать из play store. Существует множество других аналогичных приложений – вы можете использовать любое из них. Все эти приложения имеют примерно одинаковый принцип действия – они используют встроенный в смартфон микрофон для измерения уровня шума, который они затем отображают на экране смартфона. Они не отличаются высоким уровнем точности, но для решения нашей задачи они вполне подойдут.

Скачайте приложение “Sound meter”, после его установки и запуска вы на экране смартфона увидите примерно следующую картину:

Как мы уже говорили, зависимость между имеющимися у нас значениями с выхода АЦП и требуемыми значениями уровня звука в децибелах нелинейная, поэтому нам необходимо сравнить эти значения на различных интервалах.

Запишите несколько значений с выхода АЦП и соответствующие им значения в децибелах с вашего смартфона.

Мы для примера взяли/сравнили 10 значений и у нас получились цифры, приведенные в следующей таблице (у вас могут получиться немного другие цифры).

Откроем страницу Excel и запишем туда эти значения. В Excel нам необходимо найти значения коэффициентов регрессии для записанных значений. Для облегчения этой задачи давайте сначала построим графики этих значений.

Как вы можете видеть из представленных графиков, значения в дБ не имеют линейной зависимости от значений АЦП. Это означает что вы не можете использовать простой коэффициент, чтобы с его помощью пересчитать значения АЦП в значения в дБ.

В этом случае мы должны использовать метод линейной регрессии. Вкратце суть этого метода состоит в том, чтобы аппроксимировать синюю линию на приведенном графике максимально близкой к ней прямой линией и получить уравнение этой прямой линии.

Это позволит нам достаточно просто находить для каждого значения АЦП эквивалентное ему значение в децибелах.

В Excel у нас есть плагин для анализа данных, который может автоматически рассчитать нам необходимое уравнение регрессии.

Если вы не знаете как это делать, то вы легко можете найти эту информацию в сети интернет – это нецелесообразно включать в текст данной статьи поскольку этой информации в сети и так слишком много.

Когда вы рассчитаете уравнение регрессии, Excel нам выдаст ряд данных, показанных на следующих рисунках. Нас будут интересовать данные, обведенные красной линией на представленных рисунках.

На основании этих чисел мы можем записать следующее уравнение:

ADC = (11.003* dB) – 83.2073

В этом уравнении ADC обозначает данные АЦП.

Из этого уравнения мы можем получить нужное нам выражение для расчета децибел на основании данных АЦП:

dB = (ADC+83.2073) / 11.003

У вас уравнение может немного отличаться от нашего если вы будете использовать другие калибровочные данные, отличные от наших. Но общий принцип нахождения уравнения регрессии останется неизменным.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.

В программе мы будем считывать значения АЦП с контакта A0 и преобразовывать их в децибелы с помощью уравнения, которое мы получили в предыдущем пункте статьи. Это значение децибел, как мы уже говорили, не будет абсолютно точным, но оно будет достаточно близким к своему истинному значению.

adc= analogRead(MIC); //Read the ADC value from amplifer
dB = (adc+83.2073) / 11.003; //Convert ADC value to dB using Regression values

adc= analogRead(MIC); //Read the ADC value from ampliferdB = (adc+83.2073) / 11.003; //Convert ADC value to dB using Regression values

Для проверки правильности работы программы мы также добавили светодиод, подключенный к цифровому контакту 3 платы Arduino. Этот светодиод будет загораться на 1 секунду если плата Arduino будет обнаруживать звук громкостью более 60 дБ.

if (dB>60)
{
digitalWrite(3, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(3, LOW);
}

digitalWrite(3, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)  delay(1000);                       // wait for a second

Тестирование работы проекта

После того как аппаратная часть проекта будет готова и программа будет загружена в плату Arduino, вы в окне монитора последовательной связи сможете наблюдать измеренные значения уровня громкости звука в децибелах. Эти значения вы можете проверить с помощью приложения на android.

Более подробно указанные процессы вы можете посмотреть на видео, приведенном в конце статьи. Данный проект вы, к примеру, можете использовать для измерения уровня громкости шума в комнате, в которой вы работаете.

Но в некоторых условиях данный проект будет работать не очень удовлетворительно ввиду просачивания значительного уровня шумов на выход рассмотренного усилителя звуковых частот. Улучшить проект можно с помощью дополнительных фильтров, который мы рассмотрим далее в статье.

Усилитель с блоком фильтрации

Для улучшения работы проекта в рассмотренную схему усилителя звуковых частот на микросхеме LM358 целесообразно добавить фильтры нижних (ФНЧ) и верхних частот (ФВЧ) как показано на следующем рисунке – это позволит существенно уменьшить уровень шумов.

ФВЧ в представленной схеме состоит из резистора R5 и конденсатора C2, а ФНЧ — из резистора R2 и конденсатора C1. Представленные фильтры ориентированы на прохождение через них сигналов с частотами от 8 кГц до 15 кГц.

ФНЧ подавляет сигналы с частотами, меньшими 8 кГц, а ФВЧ подавляет сигналы с частотами, большими 15 кГц.

Этот частотный диапазон работы фильтров был выбран потому что согласно даташиту конденсаторный микрофон работает только в диапазоне от 10 до 15 кГц.

Если вы хотите изменить частоты фильтров, то в этом случае вы можете использовать следующую формулу для расчета номиналов резисторов и конденсаторов в фильтрах для необходимого вам диапазона частот:

Frequency (F) = 1/(2πRC)

Исходный код программы (скетча)

const int MIC = 0; // выход усилителя сигнала с микрофона подключен к контакту A0
int adc;
int dB, PdB; //в этих переменных мы будем хранить рассчитанные значения децибел
void setup() {
Serial.

begin(9600); //инициализация последовательной связи – мы будем наблюдать рассчитанные значения дБ в окне монитора последовательной связи
pinMode(3, OUTPUT);
}
void loop(){
PdB = dB; //сохраняем предыдущее значение дБ

adc= analogRead(MIC); //считываем значение АЦП с выхода усилителя
//Serial.

println (adc);//выводим значения АЦП
dB = (adc+83.2073) / 11.003; // преобразуем значения АЦП в дБ используя полученные значения из уравнения регрессии
if (PdB!=dB)
Serial.

println (dB);
if (dB>60)
{
digitalWrite(3, HIGH); // включаем светодиод (HIGH is the voltage level)
delay(2000); // ждем секунду
digitalWrite(3, LOW);
}
//delay(100);
}

const int MIC = 0; // выход усилителя сигнала с микрофона подключен к контакту A0int dB, PdB; //в этих переменных мы будем хранить рассчитанные значения децибелSerial.begin(9600); //инициализация последовательной связи – мы будем наблюдать рассчитанные значения дБ в окне монитора последовательной связи    PdB = dB; //сохраняем предыдущее значение дБadc= analogRead(MIC); //считываем значение АЦП с выхода усилителя //Serial.println (adc);//выводим значения АЦП dB = (adc+83.2073) / 11.003; // преобразуем значения АЦП в дБ используя полученные значения из уравнения регрессии  digitalWrite(3, HIGH);   // включаем светодиод (HIGH is the voltage level)  delay(2000);                       // ждем секунду

Видео, демонстрирующее работу схемы

(Проголосуй первым!) Загрузка… 2 929 просмотров

Измеритель уровня шума звукового оборудования – самодельный шумомер

Содержание

• 1 Как работает шумомер
• 2 Схемы прибора
• 3 Использование измерителя

Пока в мастерской не появился этот измеритель уровня шума, при настройке УНЧ просто приставлял ухо к динамику. Любые определения шумов были по принципу – шумит или не шумит.

Такого типа прибор полностью меняет подход к настройке аппаратуры аудио, особенно высокого качества.

Ведь само по себе использование дорогостоящего супер малошумящего операционного усилителя ещё не гарантирует низких шумов на выходе АС.

Измеритель служит для измерения собственных шумов усилителей мощности, предусилителей или преобразователей ЦАП, а также блоков питания. Является незаменимым приспособлением любого конструктора аудиотехники. Благодаря ему упрощается подбор значений радиоэлементов, усиления, укладки провода или установки трансформаторов блоков питания.

Как работает шумомер

Фактически это микровольтметр переменного напряжения, который характеризуется возможностью изменения ширины полосы измерений. Принцип действия довольно прост.

Очень низкое напряжение шума необходимо многократно усилить, чтобы позволить его измерить обычным вольтметром.

Чтобы измерить очень низкое напряжение шума, порядка 1 мкВ, необходимо применить усиление порядка 100 000 раз, а сам усилитель должен обладать очень низкими собственными шумами.

• Более простой прибор можно собрать на светодиодах.

Схемы прибора

Далее мы видим блок-схему прибора и две принципиальные схемы. Макет был разбит на две платы, плату усилителя и фильтров с выпрямителем. Усилитель состоит из нескольких ступеней усиления.

Первый из них имеет наибольшее усиление (100x) и это он отвечает за шум всей системы. Поэтому он состоит из четырех пар параллельно соединенных транзисторов. Параллельное подключение уменьшает шум до большой степени.

Каждое удвоение количества транзисторов снижает шум на 3 дб. Разумно поставить четыре пары.

Конечно же подбор транзисторов – это тоже довольно важный этап. При настройке проверялись разные транзисторы. Сначала знаменитые BC550, которые оказались довольно посредственные. Они имеют более низкий шум чем стандартные BC547, но обычные высоковольтные BC546 превзошли их на голову.

Конечно, специализированные малошумящие транзисторы показали бы здесь свое преимущество. В любом случае в этой системе достигается минимум шумов на одной, максимум двух парах. Увеличение их количества не приносило уже никакой выгоды, а только убытки в виде потраченных денег.

Поэтому восемь штук популярных BC546 с ОУ NE5532 оказалось самым дешевым и лучшим решением.

Еще три каскада усиливают сигнал в 10 раз каждая, заодно переключая диапазоны измерений.

На второй схеме блок переключаемых фильтров, выпрямитель и регулируемый усилитель для наушников. Фильтры – это типичные ступени с фиксированной полосой передачи снизу и сверху.

Фильтр „кривая А” – это фильтр с так называемой обратной характеристикой человеческого уха. Используется только в измерении шума звукового оборудования.

Не имея в распоряжении подробные данные этого типа фильтра был разработан свой.

Полезное:  Как самому сделать ПоверБанк

Еще один блок – это выпрямитель среднего значения с усилением, установленным так, чтобы выходное напряжение давало результат эффективного значения. Для настройки нуля и симметрии служат два переменника.

Также есть еще потенциометр и усилитель для наушников. Все питается специальным малошумящим блоком питания.

Применены две ступени стабилизации напряжения, это необходимо, чтобы пульсации питания были как можно ниже.

Стабилизаторы предварительные 7815/7915 и конечные LM317/337. Сам блок питания был помещен так, чтобы магнитное поле трансформатора как можно меньше проникало на чувствительный вход прибора. Вход и первый каскад усиления желательн экранировать. При измерениях необходимо позаботиться о том, чтобы возле входа не появились какие-то источники помех.

Точность измерения зависит от калибровки измерителя чистыми синусоидальными сигналами. Пригодятся здесь прецизионные резисторы, хотя в любительском приборе и 5 % тоже достаточно. Тем более, что сам вольтметр аналоговый и имеет класс точности 2,5.

Давайте прикинем соотношение сигнал/шум для, например, какого-то предусилителя. Мы знаем, что его фактический уровень шума на выходе 20uV, а номинальное выходное напряжение 2 В, рассчитываем:

• 2 В / 0,00002 В = 100.000 и далее 100.000 LOG * 20 = 100 дб.

Теперь для ошибки 5%, то есть нашего прибора 19uV к 21uV

• 2В/ 0,000021 = 95238,1 и далее LOG*20 =99,58 дб
• 2В / 0,000019 = 105263,2 и далее LOG * 20 = 100,44 дб.

Оба результата после округления до целых децибел дадут это же значение, т. е. 100 дб интервала сигнал шума. Таким образом, 5% точности, в данном случае, – это достаточно.

Использование измерителя

Управление интуитивно понятно. Подключаем измерительный вход прибора к выходу исследуемого аудиотракта или выходного напряжения блока питания. Переключая диапазоны измерения ищем средний уровень по шкале, выбираем предел измерений.

При подключении наушников можем услышать что за шум/помехи создает измеряемый аппарат. Ступени усиления могут перегрузить сигналами за пределами диапазона измерения (прибор не имеет детектора клиппинга). Кроме того, не устанавливайте чувствительность так, чтобы индикатор отклонялся на максимум.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

:: САМОДЕЛЬНЫЙ ШУМОМЕР ::

САМОДЕЛЬНЫЙ ШУМОМЕР

   Самодельный шумомер выполнен в виде игрушечного домика для паука и может использоваться для контроля за соблюдением тишины в классе, в котором отсутствует учитель (например, во время урока). Учитель, выходя из класса, настраивает прибор на определенный уровень шума. Для того чтобы не «разбудить» паука, дети должны сидеть тихо и не шуметь.

Если паук спокойно «спит» в своем домике, значит, дети сидели спокойно, и их можно похвалить. Если же в отсутствие учителя дети в классе начинают разговаривать, ходить по классу, уровень шума повышается и из домика вылезает паук с горящими глазами. Придя в класс, учитель закрывает крышку домика, паук «прячется» обратно и «засыпает».

Самодельный шумомер может быть интересен для использования в начальной школе, особенно в первом классе. Он поможет учителю поддерживать тишину в классе в игровой форме, что может способствовать более легкой адаптации первоклассников к школе.

Шумомер состоит из:
* корпуса, изготовленного из пластикового короба «Легрант»;
* электронной схемы;
* электромеханического устройства, выполненного из привода CD – ROM;
* встроенного элемента питания (батарейка типа «ААА» — 3 шт.)

   Принцип работы шумомера указан на рис. 1. Основой схемы является микросхема уровня напряжения ДА1 KIA6966S, которая совместно со светодиодами HL 3 — HL 8 является индикатором уровня сигнала.

Громкий звук, попадая в микрофон, усиливается им, преобразовывая его в электрический сигнал, который через переменный резистор (играющий роль грубой подстройки чувствительности прибора) и конденсатор приходит на базу транзистора КТ3102Б. Транзистор, в свою очередь, максимально усиливая отправляет сигнал через конденсатор и резистор 100 ОМ на вывод 7 микросхемы ДА1.

К выводу 5 подключен общий провод; к выводу 9 — 4,5V элемента питания, состоящего из трех батареек типа ААА.     Как только уровень звукового сигнала достигает максимальной амплитуды, зажигается самый верхний в светодиодном столбце светодиод, и с вывода 6 микросхемы ДА1, поступает электрический сигнал, который открывает транзистор КТ3107Б.

В эту же цепь включен переменный резистор, играющий роль точной настройки прибора. Транзистор, в свою очередь, открывает мощный транзистор КТ816Г, который и запускает двигатель с приводом CD-ROM. 

   Каретка CD-ROМ, перемещаясь в верхнее крайнее положение, в верхней его точке замыкает контакты SB1, что приводит к вспыхиванию светодиодов HL1-HL2. Схема электрическая дополнена контейнером для трех батареек типа ААА и тумблером питания.

   Механический самодельного шумомера выполнена из привода лазерной головки неисправного CD-ROM, из которого удален лазер.

К каретке прикреплена проволока, играющая роль рычага открывания крышки прибора, к которой приклеен игрушечный паук со вставленными красными светодиодами на месте глаз.

На передней панели корпуса предусмотрены элементы управления: тумблер питания, регулятор чувствительности и светодиодный индикатор уровня звукового сигнала.

   Управление шумомером осуществляется в следующей последовательности:

• — регулятор чувствительности выворачивается в крайнее правое положение;
• — производится включение прибора при помощи тумблера питания;
• — на индикаторе уровня загорается самый нижний светодиод;
• — затем плавным перемещением регулятора чувствительности зажигаем 4-5 нижних светодиодов и оставляем прибор в режиме контроля за уровнем шума.

   Если уровень шума увеличится, то светодиодный индикатор уровня вспыхнет всеми светодиодами, что приведет к срабатыванию электрической схемы и запуску двигателя CD-ROM. Каретка CD-ROM вытолкнет крышку и приклеенного к ней паука.

При полном открывании крышки у паука вспыхнут глаза. Отключение шумомера производится тумблером питания и плавным закрыванием крышки (чтобы исключить поломку шестеренок) привода CD-ROM.

Для того чтобы заменить элементы питания, откручиваем нижнюю крышку прибора.

Поделитесь полезными схемами

СХЕМА СЕНСОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ     Сенсорный выключатель очень интересное устройство. Оно предназначено для автоматического включения и выключения различных приборов касанием пальца. В современной технике они нашли широкое применение. Данное устройство может служить в качеств выключателя света, если применить реле для управления большой нагрузкой.

ПРОСТОЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

САМОДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АВТОАККУМУЛЯТОРОВ

ЗАМЕНА ШНУРА В УТЮГЕ

Светодиодный шумомер

Здравствуйте. В данной статье я расскажу как можно сделать простой измеритель шума. Даже начинающий её может легко собрать. Состоит эта схема всего из пары десятков деталей, включая в себя микросхему — аудио усилитель. Вот, собственно, сама схема LED шумометра: 

Схема принципиальная

Компоненты для схемы

• DA1: Аудио усилитель TDA2822M 
• VT1-VT4: Биполярный транзистор КТ315Б
• VD1: Выпрямительный диод 1N4007 
• C1, C2: Электролитический конденсатор 2.2мкФ
• C3:    Конденсатор 0.01 мкФ
• C4, C8, C9:Электролитический конденсатор 10 мкФ
• C5, C6: Конденсатор    0.1 мкФ
• C7: Электролитический конденсатор 100 мкФ
• R1, R3: Резистор 10 кОм
• R2: Резистор 100 кОм
• R4-R7: Резистор 1 кОм
• R8-R12: Резистор 670 Ом
• HL1-HL5: Светодиод любой, например, АЛ307

После сборки схема начинает работать сразу без каких-либо настроек.

Единственным минусом данной конструкции является питание из двух мест схемы, а не из одного, как это обычно. Это усложняет проверку на работоспособность. И ещё можно эту схему модернизировать, как это сделал я. Мне не понравилась чувствительность микрофона — надо было громко сказать, чтобы светодиоды «прыгнули».

Но эту проблему легко устранил сделав простейший микрофонный усилилитель.

На фото будет схема уже со списком радиоэлементов, думаю я отчётливо написал. Но этот усилитель делать по желанию — он не обязателен. Вначале собираете схему без усилителя, проверяете на работоспособность и при надобности его ставите.

Если усилитель нужен, то микрофон отпаиваем на его место припаиваем (к плюсу микрофона) вывод который написан на фото как «+ микрофона», ну и «-» сажаете на минус питания, а «+» сажаете на плюс питания.

Чувствительность микрофона благодаря такому простому усилителю заметно усиливается. 

Вот фото моего готового устройства для измерения уровня шума:

Схема в Sprint Layout (была когда-то сделана в третьей версии, поэтому в шестой может не показать обозначения радиоэлементов).

Схему собрал и испытал Кузьмин Святослав cuzmin.sviatoslav@yandex.ru

   Форум

   Форум по обсуждению материала Светодиодный шумомер

Шумомер — Радиолюбителям — Сборник — Познавательный Интернет-журнал "Умеха — мир самоделок"

Что такое шум и чем угрожает он орга­низму человека — об этом вы, наверное, знаете. Но как измерить силу шума, для того, чтобы узнать, не вреден ли он для организма? Сделать прибор для измерения силы шу­ма не так уж трудно. Поможет нам в этом электроника. Что надо измерять? Интенсивность звука, воспринимаемую нами как громкость. Ин­тенсивность звука измеряется в фонах или децибелах (сокращенно — дБ). Принято, что число фонов данного звука равно числу децибелов тона частотой 1000 Гц, который для уха наблюдателя звучит с такой же громкостью (как данный звук). Определить интенсивность звука с по­мощью уха невозможно, поскольку слух очень ограничен в своей динамике. Для этой цели служит специальный прибор — шумомер ШМ-1.

Принципиальная схема ШМ-1 дана на рисунке 1. Для изготовления при­бора вам понадобятся следующие де­тали (согласно обозначениям на ри­сунке) : С — Динамик (использован в качестве микрофона) диаметром 40—100 мм (может быть и больше) с со противлением звуковой катушки 4—8 ом. Можно использовать динамики типа 0,1ГД—1; 15ГД—1; 0,1ГД—6; 0,5ГД—14 или аналогичные динамики от тран­зисторных приемников. Т — Трансформатор громкоговори­теля от любого ра­диоприемника или малогабарит­ный трансформатор от транзисторного приемника. Если захотите самостоятельно сде­лать трансформатор, то намотайте 300 витков проволоки в эмалевой изоляции (ПЭЛ-0,1) диаметром 0,1 мм (это будет первичная обмотка — от стороны громкоговорителя, играющего здесь роль микрофона) на любом ферритовом или листовом сердечнике с попе­речным сечением 10×8 мм (или больше). Вторичная обмотка II имеет 3000 витков проволоки ПЭЛ-0,1, диаметром 0,07 мм.

Сопротивление первичной обмотки — 8—10 ом, вторичной — около 500 ом. Лучше всего, если сопротив­ление первичной обмотки отвечает примерно сопротивлению звуковой катушки нашего громкоговорителя. Со­противление вторичной обмотки может составлять даже 4000 ом.

В крайнем случае можно использовать и обычный трансформатор от звонка, подсоединяя громкоговоритель к одной из его вторичных обмоток (3,5 или 8 в), а сетевую обмотку (220 В — к цепи потенциометра Р. К обмотке 3 в подсоедините громкоговоритель с индукционной катушкой сопротивле­нием 3—5 ом, к обмотке 5 В — 4 до 6 ом и к обмотке 8 в — 6 до 15 ом.

Измеритель: миллиамперметр постоянного тока 0—1 мА или более чувствительный. Это может быть многопредельный прибор. Германиевые диоды типа Д9Б до Д9Е — 1 штука. Транзисторы МП-37 до МП-42. Коэффициент усиления по току (В) — око­ло 100. Желательно использовать транзисторы с малым собственным шумом. Р — Логарифмический потенциометр — 500 ом. Может быть малогабаритный.

R2, R5, R8 — Резисторы 220 ком (0,12 Вт или больше) — 3 штуки. RЗ, R6, R9 — Резисторы 2700 ом (0,12 Вт или больше) — 3 штуки. R1, R4, R7 — Резисторы 100 ом (0,12 Вт или больше) — 3 штуки. С1, С2, СЗ, С4 — Электролитические конденсаторы — 10 мкф (12 В) — 4 штуки. W — Электротехнический выключатель.

Вместо него можно использовать по­тенциометр Р с выключателем (как на рисунке 5).

Электролитические конденсаторы (12 В) С5 и С6, а также линейный мон­тажный потенциометр Р1 (5000 ом необязательны, но желательны: кон­денсатор С5 (50—1000 мкф) успока­ивает движение стрелки прибора, конденсатор С6 (50—1000 мкф) пригодится, если вы будете использовать для питания прибора малогабаритную батарейку 9 В (от транзисторного приемника), а потенциометр Р1 облегчит ре­гулировку измерителя М.

Питание — от малогабаритной бата­рейки 9 В (например, «Крона») или от двух плоских батареек 4,5 В, соединенных последовательно. Кроме того, вам понадобятся: монтажная панель из текстолита или гетинакса толщиной 1,5 —2,5 мм и корпус, лучше всего металлический или пластмассовый. Для этой цели можно использовать готовые ко­робки.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРА

Размеры прибора ШМ-1 зависят от величины громкоговорителя, использо­ванного в качестве микрофона. Лучше всего поместить громкоговоритель О и измеритель М как показано на рис. 2. Но можно также использовать реше­ние, предложенное на рис. 3.

Схема монтажа прибора ШМ-1 пока­зана на рис. 4. Все соединения осущест­вляются путем пайки, разумеется, без применения какой-либо кислоты. Если у вас нет соответствующего припоя или бескислотной пасты, исполь­зуйте олово и обычную канифоль.

ГРАДУИРОВАНИЕ ПРИБОРА

Градуирование прибора заключается в подведении (после отключения С, Т5 и Р) между точками А и В (рис. 1) эталонного напряжения I В (пик частотой 1000 гц от акустического генератора).

Отклонение стрелки изме­рителя М будет означать при этолт уровень шума 50 фонов (50 дб). По­скольку показания прибора являются в приближении линейными, вы можете разделить шкалу равномерно в пре­деле от 0—50 дб и далее.

С этой целью сделайте из картона шкалу, на которую нанесите черной тушью деления.

Акустические генераторы, необходимы для градуирования вашего прибора, имеются в радиоклубах, кружках коротковолновиков, радиомастерских. Если вы не можете найти акустический генератор, то проведите градуирование прибора ориентировочно по данным таблицы со шкалой громкости.

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБОРА

Допустимая громкость на предприятиях — 83—90 дб. Наиболее благоприятные показатели громкости в местах постоянного пребывания человека — 10—30 дб. Допустимый срок нахождения человека в условиях шума, составляет в сутки:

дб	Продолжительность пребывания
92	6-8 часов
97	2-4 часа
102	1-2 часа
107	до 1 часа

Вредность шума для здоровья человека увеличивается вместе с повышением его частоты.

Прибор ШМ-1 позволяет ориентировочно измерять громкость в квартире, школе, на предприятии и проводить интересные срав­нения. С его помощью можно узнать, на­сколько успешно применение, например, мотоциклетных глушителей и как улуч­шить их. Его можно использовать в ка­честве «аплодисментомера» во время кон­цертов.

Моделисты, которые мастерят авиационные, морские и другие модели на малогабарит­ных двигателях внутреннего сгорания, мо­гут измерить производимый ими шум на расстоянии 1,5 м от выхлопной трубы.

Не удивляйтесь, если окажется, что громкость работы двигателя емкостью 2.5 см2 соста­вит свыше 100 дб, а двигателя емкостью 10 см2 — даже 128 дб.

Это свидетельствует о необходимости применять глушители так­же в этих двигателях: нельзя наклоняться близко к выхлопной трубе, поскольку это может грозить повреждением органа слуха.

При подборе соответствующих глушите­лей надо помнить, что каждые 10 фонов (дб) больше или меньше воспринимается, примерно как увеличение или уменьшение в два раза громкости звука. И поэтому глу­шитель, который уменьшит громкость дви гателя на 10 дб можно считать действи­тельно эффективным.

Снижение громкости работы двигателя или другой машины с 95 дб до 55 дб означало бы снижение шума на 99 процентов, что, конечно, практически недостижимо.

Проводя измерения, вы должны держать прибор перед собой на высоте груди, на расстоянии 25—30 см от туловища, а ми­крофон должен быть направлен в сторону источника звука (шума).

ДРУГИЕ РЕШЕНИЯ

Можно ли сделать измеритель интенсив­ности шума без миллиамперметра? Можно, заменяя его обычной миниатюрной лампоч­кой.

Однако он значительно уступает описан­ному здесь прибору ШМ-1.

На рис. 5 показана модификация прибора ШМ-1 с транзисторами. Здесь можно ис­пользовать кремниевые транзисторы на­пример КТ315А…Е; КТ312А…В до КТ325А…Д) или германиевые транзисторы например, МП35 до МП38А. Все осталь­ное, как в описании прибора, показанному на рис. 1.

Построив шумомер и умело используя его в повседневной жизни, вы сможете внести свой вклад в борьбу с шумом в окружаю­щей человека среде.

По материалам журнала «Горизонты техники для детей» (Польша)