音量檢測器

組員：  411114324 范立翰

動機：

有時候半夜睡覺時，室友可能會不小心發出較大的聲音，影響休息。雖然我偶爾會下床請他們稍微小聲一些，但如果能有一個明確的音量標準當作依據會更好。因此我想設計一個可以偵測環境音量的裝置，當音量超過某個值時，就會透過亮燈或聲音作出提醒，既能幫助我判斷，也能提醒室友們注意音量。

作品介紹：我使用 KY-038 聲音感測器與 TM1637 顯示器製作了音量檢測器，可即時顯示分貝值，並計算平均音量。當音量超過 75 dB 時，會啟動 LED 警示並使蜂鳴器短暫響起，並在序列監控視窗顯示音量變化，方便進一步分析與記錄。

程式碼： 

#include <TM1637Display.h>

#define CLK 2

#define DIO 3

#define MIC_PIN A0

#define LED_PIN 8

#define BUZZER_PIN 9

TM1637Display display(CLK, DIO);

const float Vref = 512.0; // 校正值

const float dBref = 80.0;

const int numReadings = 50;

int readings[numReadings];

int idx = 0;

long total = 0;

// 警告音量

const float threshold = 75.0;

const int buzzCount = 3;

const int buzzLen = 100;

const int buzzGap = 100;

void setup() {

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

  Serial.begin(9600);

  display.setBrightness(0x0f);

  for (int i = 0; i < numReadings; i++) readings[i] = 0;

}

void loop() {

  int raw = analogRead(MIC_PIN);

  float voltage = raw;

  float dB = 20.0 * log10(voltage / Vref) + dBref; // 電阻與分貝換算

  total -= readings[idx];

  readings[idx] = (int)dB;

  total += readings[idx];

  idx = (idx + 1) % numReadings;

  float avgDB = total / numReadings;

  display.showNumberDecEx((int)dB, 0, true);

  Serial.print(millis());

  Serial.print("\t");

  Serial.print(dB);

  Serial.print("\t");

  Serial.println(avgDB);

  if (dB >= threshold) {

    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);

    for (int i = 0; i < buzzCount; i++) {

      tone(BUZZER_PIN, 1000);

      delay(buzzLen);

      noTone(BUZZER_PIN);

      delay(buzzGap);

    }

  } else {

    digitalWrite(LED_PIN, LOW);

  }

  delay(100);  // 每 100ms 更新一次

}

心得與結論：

這次的VIP課程做出了這個音量檢測器，但是效果並不好，音量檢測模組KY-038(27元)的精度太低，需要很靠近它檢測器的聲音才會有較大的反應，假如還有時間的話會想要用更好的、精度更高的模組，像是MAX9814(95元)、Gravity: Analog Sound Level Meter (這個要1500元)之類的。

另外在寫程式的部分，使用到了幾個上學期有教過的模組，最麻煩的是把訊號換算成分貝的部分，需要先用確定的分貝校準，並配合參數修正來符合實際結果。