2008. gadā Toyota iepazīstināja ar interesantu, lai arī ne jaunu izstrādi - aktīvo trokšņu samazināšanas sistēmu, kas ļāva ievērojami samazināt trokšņa līmeni automašīnā. Izlaišanas brīdī sistēma nebija īpaši populāra, taču laika gaitā viss mainās, un, visticamāk, tā kļūs par vienu no pieprasītākajām tehnoloģijām.
Automašīnas sistēmas mērķis
Darbības laikā automašīna rada daudz dažādas intensitātes trešās puses trokšņu no dažādiem mehānismiem - šasijas, dzinēja, transmisijas un virsbūves elementiem. Trokšņa novēršanas veidu meklējumi notiek jau ilgu laiku un ļoti veiksmīgi: mūsdienu mašīnas ir gandrīz klusas. Neraugoties uz to, braucot ar lielu ātrumu, pasažieru nodalījumā saglabājas trešās puses troksnis, kas rada diskomfortu pasažieriem un vadītājam.
Savs veids, kā novērstŠo problēmu 2008. gadā ierosināja Toyota, ieviešot aktīvo trokšņu samazināšanas sistēmu automašīnā. Pati tehnoloģija nekādā ziņā nebija jauna, taču tā pirmo reizi tika izmantota automobiļu rūpniecībā, kur tā izrādījās efektīva.
Mūsdienu trokšņu samazināšanas sistēmas samazina kopējo trokšņu līmeni par 5-8 dB, galvenokārt strādājot ar zemfrekvences skaņas vibrācijām, kas salonā veido trokšņa priekškaru. Daudzi autoražotāji izstrādā šādas sistēmas, kas ļauj tos aprīkot ar lielāko daļu moderno automašīnu.
Trokšņa samazināšanas sistēmas darbība teorētiski
Trokšņu kontrole tradicionāli tiek veikta ar pasīviem līdzekļiem - vai nu trokšņa avots, vai vieta, kas jāaizsargā no skaņām, tika noņemta ar skaņu absorbējošiem un skaņu atstarojošiem materiāliem, kas tiek uzskatīti par pasīvo troksni. samazināšanas sistēma. Efektīvāka ir aktīvā sistēma – piemēram, auto trokšņu slāpētāji, kas savā darbā izmanto skaņas viļņu īpašības. Varat arī novērst trešo pušu skaņas, izmantojot elektroniku.
Skaņa ir vilnis, kas sastāv no mainīgiem zema un augsta spiediena apgabaliem, kas pārvietojas ar ātrumu 330 m/s. Tāpat kā visi citi viļņi, skaņas viļņi var būt pakļauti difrakcijai, traucējumiem, tas ir, mijiedarboties viens ar otru. Visvairāk interesē ANC izpētes zonas traucējumi.
Iejaukšanās var izraisīt negaidītus un diezgan interesantus rezultātus. Piemēram, tikšanās tajā pašā vietātelpa un fāze, divi vienādas frekvences skaņas viļņi savstarpēji pastiprina viens otru, attiecīgi kopējais skaļums dotajā punktā tiks strauji palielināts. Visbiežāk ar šo parādību saskaras stereosistēmu vai audio sistēmu ar zemfrekvences skaļruni īpašnieki – telpā, kurā tās uzstādītas, ir vairākas zonas, kurās basi kļūst dziļāki un jaudīgāki. Līdzīgu efektu izskaidro zemas frekvences skaņu superpozīcija fāzē noteiktā punktā viena virs otras, kas izraisa to pastiprināšanos.
Ir arī pretējs efekts, kas rodas, ja viļņi tiek uzklāti pretfāzē: augsta spiediena zonas tiek uzliktas zema spiediena zonām, kas pilnībā slāpē vilni. Tomēr praksē nevar panākt pilnīgu viļņu slāpēšanu, bet kopējo skaņas intensitāti tomēr var samazināt. Faktiski aktīvās trokšņu slāpēšanas sistēmas ir balstītas uz šo parādību.
Šīs sistēmas vispirms tika ieviestas austiņās, kas paredzētas celtniekiem, rūpniecības darbiniekiem un citām organizācijām, pēc tam tehnoloģiju sāka pielietot mūzikas klausīšanās austiņās, automašīnās un mājās. Trokšņu samazināšanas sistēmas darbības princips ir pavisam vienkāršs: austiņu ārējā pusē ir uzstādīti mikrofoni, kas uztver trešo pušu skaņas. Iebūvētais elektronikas bloks maina no mikrofoniem nākošo skaņu fāzi, lai tās varētu reproducēt ar skaļruņiem. Attiecīgi skaņas no skaļruņiem un ārējās skaņas tiek piegādātas bungādiņai, un tā kā tās atrodaspretfāze, tad tie tiek dzēsti.
Trokšņu samazināšanas sistēmas automašīnās darbojas līdzīgi.
Automobiļu trokšņu samazināšanas ierīce
Automašīnas trokšņa samazināšanas ierīcē ir iekļauti šādi elementi:
- Griestos iebūvēta mikrofona sistēma;
- Skaļruņu sistēma, kas atrodas dažādos salona punktos. Visbiežāk izmantotā audio sistēma;
- Sensori, kas atrodas uz dzinēja, balstiekārtas un citām transportlīdzekļa sastāvdaļām, kas ir galvenie skaņas avoti:
- Elektroniskā vadības ierīce.
Kā aktīvā trokšņu slāpēšana darbojas automašīnās
Sistēmas elektroniskais bloks saņem informāciju par trešo pušu radītajiem trokšņiem no sensoriem un mikrofoniem. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, ienākošajās skaņās tiek veiktas fāzes izmaiņas, kuras atskaņo skaļruņi un, saskaroties ar trokšņiem antifāzē, samazina to intensitāti. Rezultātā salonā veidojas telpa, kurā ievērojami samazinās dzinēja, riteņu un citu mehānismu radītais trokšņa līmenis.
Aktīvā trokšņu samazināšanas sistēma "dari pats" automašīnā ir neiztrūkstoša bez sensoriem, jo tie fiksē troksni, kas rodas, atsitoties balstiekārtai un riteņiem, un citas skarbas skaņas. Klasiskā skaļruņu un mikrofonu sistēma tver tikai nemainīgas un nemainīgas skaņas – vienmērīgu dzinēja dūkoņu, virsbūves vibrācijas vai riteņu šalkoņu pa ceļa virsmu. Sistēma navspēj reaģēt uz krasām skaņu maiņām, pārejošiem skaļiem trokšņiem – rēcienu, čīkstēšanu un citiem.
Sensori tiek izmantoti, lai izsekotu pēkšņām skaņas fona izmaiņām. Elektroniskā iekārta, pamatojoties uz datiem, kas saņemti no sensoriem, veic izmaiņas skaļruņu veidotajā skaņas attēlā, kā rezultātā tiek panākta efektīvāka trešo pušu trokšņu slāpēšana.
Ir vērts atzīmēt, ka trokšņa līmenis, ko rada transportlīdzekļi, kas aprīkoti ar aktīvām trokšņu samazināšanas sistēmām, paliek nemainīgs, jo sistēma to nenovērš, bet rada telpu salonā ar samazinātu ārējā trokšņa līmeni. Šādas tehnoloģijas padara braukšanu ērtāku, taču neatceļ nepieciešamību pēc atsevišķu transportlīdzekļa sastāvdaļu skaņas izolācijas.
Mājas trokšņu samazināšanas sistēma
Dzīvoklī vai privātmājā, kas atrodas pilsētas robežās, ir diezgan grūti nodrošināt pilnīgu klusumu. Šo problēmu var daļēji atrisināt, uzstādot stikla pakešu logus, taču tie negarantē pilnīgu klusumu. Tomēr zinātne un tehnoloģijas nestāv uz vietas, un daudzi inženieri cenšas atrisināt šo problēmu, izveidojot aktīvās trokšņu samazināšanas sistēmas ar savām rokām.
Austrietis Rūdolfs Stefaničs izveidoja vienu no Sono efektīvākajām trokšņu slāpēšanas ierīcēm. Kompakta un vienkārša sistēma, kas izstrādāta, lai novērstu nepatīkamas un kaitinošas skaņas un saglabātu patīkamas.
Aktīvās trokšņu samazināšanas sistēmas darbības princips Sono dzīvoklī ir balstīts uz sensoru un mikrofonu darbību, kas uztver trešo pušu radītos trokšņus un tos filtrē.atveidojot līdzīgas skaņas pretfāzē.
Akustiskās mūzikas austiņas darbojas līdzīgi.
Sono sistēmas ierīce
Sono ierīces dizains ir diezgan interesants, un to attēlo skaļrunis, mikrofons ar vibrācijas sensoriem un mikroprocesors. Ierīce ir izgatavota neliela kompaktdiska formā un tiek novietota uz loga stikla ar īpašu piesūcekņu palīdzību. Sono izmanto logu stiklu kā rezonatoru.
Svešu skaņu fiksēšana un likvidēšana tiek veikta saskaņā ar noteiktajiem iestatījumiem. Dzīvokļa telpās caur iebūvētajiem skaļruņiem tiek atveidoti jau apstrādāti trokšņi.
Sono akumulatori ir akumulatori, kurus var uzlādēt, izmantojot apkārtējo elektromagnētisko starojumu, piemēram, Wi-Fi tīklus.
Sono ierīces funkcionalitāte
Aktīvās trokšņu slāpēšanas funkcijas mājām filtrē kaitinošos ārējos trokšņus, skaļruņos atskaņojot tikai patīkamas skaņas. Lietotājs var veikt atbilstošus iestatījumus instrumenta izvēlnē.
Papildu un ne mazāk noderīga funkcija ir iespēja atskaņot nomierinošas un patīkamas skaņas - meža šalkas, sērfošanas skaņas un tamlīdzīgi.
Kur iegādāties Sono sistēmu?
Diemžēl šobrīd tirgū nav Sono aktīvās trokšņu slāpēšanas sistēmas: neskatoties uz to, kaierīce iekļuva James Dyson konkursa finālā, tā pastāv tikai prototipa veidā un prasa ieguldījumus. Pagaidām nav droši zināms, vai tas būs pārdošanā vai nē. Ierīces autors aktīvi meklē investorus un partnerus, kas varētu palīdzēt ierīci uzsākt masveida ražošanā.
Aktīvā skaņas sistēma
Aktīvās skaņas dizaina sistēmas tiek izmantotas, lai piešķirtu izplūdes sistēmai vēlamo darbības toni. Dizains ir līdzīgs aktīvajai trokšņu samazināšanas sistēmai: mikrofoni, audio sistēma, skaļruņi un vadības bloks. Vienīgā atšķirība ir tā, ka audio sistēmas izeja ir pārveidota skaņa, nevis pretfāze.
Pogas, kas atrodas uz paneļa, ļauj mainīt izplūdes sistēmas skaņas raksturu. Neskatoties uz to, ka šādas sistēmas no tehnoloģiskā viedokļa ir sarežģītas, īpaša praktiska labuma no tām nav - tās galvenokārt tiek uzstādītas, lai apmierinātu īpašnieka vadītāja vēlmes. Jāņem vērā, ka pārveidotā aktīvā skaņa ir dzirdama tikai automašīnā.
