I 2008 introduserte Toyota en interessant, men ikke ny, utvikling – et aktivt støydempingssystem, som gjorde det mulig å redusere støynivået i bilen betydelig. Systemet var ikke spesielt populært på utgivelsestidspunktet, men over tid endres alt, og det er sannsynlig at det vil bli en av de mest ettertraktede teknologiene.
Formål med bilsystemet
Under drift produserer bilen mye tredjepartsstøy av varierende intensitet fra ulike mekanismer - chassis, motor, girkasse og karosserielementer. Jakten på måter å eliminere støy på har pågått i lang tid og med stor suksess: moderne maskiner er nesten stille. Til tross for dette, ved kjøring i høy hastighet, vedvarer tredjepartsstøy i kupeen, noe som forårsaker ubehag for passasjerene og sjåføren.
Egen måte å eliminereDette problemet ble foreslått i 2008 av Toyota, og introduserte et aktivt støyreduksjonssystem i en bil. Selve teknologien var på ingen måte ny, men den ble først brukt i bilindustrien, hvor den viste seg å være effektiv.
Moderne støyreduksjonssystemer reduserer det totale støynivået med 5-8 dB, og arbeider hovedsakelig med lavfrekvente lydvibrasjoner, som danner støygardinen i kabinen. Mange bilprodusenter utvikler slike systemer, som gjør at de kan utstyres med de fleste moderne biler.
Operasjonen av støyreduksjonssystemet i teorien
Støykontroll har tradisjonelt blitt gjort med passive midler - enten kilden til støyen, eller stedet som skal beskyttes mot lyder, ble av med lydabsorberende og lydreflekterende materialer, som regnes som passiv støy reduksjonssystem. Et aktivt system er mer effektivt – for eksempel bildempere som bruker egenskapene til lydbølger i arbeidet. Du kan også eliminere tredjepartslyder ved hjelp av elektronikk.
Lyd er en bølge som består av vekslende områder med lavt og høyt trykk, som beveger seg med en hastighet på 330 m/sek. Som alle andre bølger, kan lydbølger være utsatt for diffraksjon, interferens, det vil si å samhandle med hverandre. Interferensen for ANC-studieområdet er av størst interesse.
Interferens kan provosere frem uventede og ganske interessante resultater. For eksempel møte på samme tidspunktrom og fase, to lydbølger av samme frekvens gjensidig forsterker hverandre, henholdsvis vil det totale volumet ved et gitt punkt økes kraftig. Oftest oppleves dette fenomenet av eiere av stereoanlegg eller lydsystemer med en subwoofer - i rommet der de er installert, er det flere områder der bassen blir dypere og kraftigere. En lignende effekt er forklart av superposisjonen av lavfrekvente lyder i fase på et spesifikt punkt oppå hverandre, noe som provoserer deres forsterkning.
Det er også en motsatt effekt som oppstår når bølger er overlagret i motfase: høytrykksområder er lagt over lavtrykksområder, noe som demper bølgen fullstendig. I praksis kan imidlertid ikke fullstendig undertrykking av bølger oppnås, men den totale lydintensiteten kan likevel reduseres. Faktisk er aktive støykanselleringssystemer basert på dette fenomenet.
Disse systemene ble først implementert i hodetelefoner beregnet på byggherrer, industriarbeidere og andre organisasjoner, hvoretter teknologien begynte å bli brukt på hodetelefoner for å lytte til musikk, biler og hjem. Prinsippet for drift av støyreduksjonssystemet er ganske enkelt: mikrofoner er installert på utsiden av hodetelefonene som fanger opp tredjepartslyder. Den innebygde elektronikkblokken endrer fasen på lydene som kommer fra mikrofonene, slik at de kan reproduseres av høyttalerne. Følgelig tilføres lyder fra høyttalerne og eksterne lyder til trommehinnen, og siden de er plassert imotfase, så er de slukket.
Støyreduksjonssystemer i biler fungerer på lignende måte.
Støyreduksjonsenhet for biler
Bil-støyreduksjonsenheten inkluderer følgende elementer:
- Mikrofonsystem i taket;
- Høyttalersystemet plassert på forskjellige steder i kabinen. Det mest brukte lydsystemet;
- Sensorer plassert på motoren, fjæringen og andre kjøretøykomponenter som er hovedkildene til lyd:
- Elektronisk kontrollenhet.
Slik fungerer aktiv støyreduksjon i biler
Den elektroniske enheten i systemet mottar informasjon om tredjepartsstøy fra sensorer og mikrofoner. Basert på dataene som er oppnådd, gjøres faseendringer til de innkommende lydene, som gjengis av høyttalerne og, når de møter støy i motfase, reduserer intensiteten deres. Som et resultat dannes det et rom i kabinen der støynivået fra motor, hjul og andre mekanismer reduseres betydelig.
Gjør-det-selv aktivt støydempingssystem i en bil er uunnværlig uten sensorer, fordi de fikser støyen som oppstår når fjæringen og hjulene treffer, og andre harde lyder. Det klassiske systemet med høyttaler og mikrofoner fanger kun opp konstante og konstante lyder - den jevne summingen fra motoren, vibrasjoner i kroppen eller raslingen av hjul på veibanen. Systemet er det ikkeer i stand til å reagere på en skarp endring i lyder, forbigående høye lyder - brøl, klang og andre.
Sensorer brukes til å spore brå endringer i lydbakgrunnen. Den elektroniske enheten, basert på dataene mottatt fra sensorene, gjør endringer i lydbildet som dannes av høyttalerne, på grunn av dette oppnås mer effektiv undertrykking av tredjepartsstøy.
Det er verdt å merke seg at støynivået som produseres av kjøretøy utstyrt med aktive støyreduksjonssystemer forblir uendret, siden systemet ikke eliminerer det, men skaper en plass i kabinen med redusert nivå av utvendig støy. Slike teknologier gjør kjøringen mer komfortabel, men eliminerer ikke behovet for lydisolering av individuelle kjøretøykomponenter.
Hjemmestøyreduksjonssystem
Det er ganske vanskelig å sikre fullstendig stillhet i en leilighet eller et privat hus som ligger i byen. Dette problemet kan delvis løses ved å installere doble vinduer, men de garanterer ikke fullstendig stillhet. Vitenskap og teknologi står imidlertid ikke stille, og mange ingeniører prøver å løse dette problemet ved å lage aktive støyreduksjonssystemer med egne hender.
Østerrikeren Rudolf Stefanich skapte en av Sonos mest effektive støydempende enheter. Kompakt og enkelt system designet for å eliminere ubehagelige og irriterende lyder og beholde hyggelige lyder.
Prinsippet for drift av det aktive støyreduksjonssystemet i Sono-leiligheten er basert på driften av sensorer og mikrofoner som oppdager tredjepartsstøy og filtrerer demved å gjengi lignende lyder i motfase.
Akustiske musikkhodetelefoner fungerer på samme måte.
Sono-systemenhet
Utformingen av Sono-enheten er ganske interessant og er representert av en høyttaler, en mikrofon med vibrasjonssensorer og en mikroprosessor. Enheten er laget i form av en liten kompaktdisk og plasseres på vindusglasset ved hjelp av spesielle sugekopper. Sono bruker vindusglass som resonator.
Fiksering og eliminering av fremmede lyder utføres i samsvar med de etablerte innstillingene. I lokalene til leiligheten gjengis allerede bearbeidede lyder gjennom de innebygde høyttalerne.
Sonos batterier er batterier som kan lades opp av elektromagnetisk stråling fra omgivelsene, for eksempel Wi-Fi-nettverk.
Sono-enhetsfunksjonalitet
Aktive støyreduksjonsfunksjoner for hjemmet filtrerer bort irriterende støy utenfor, og gjengir bare behagelige lyder gjennom høyttalerne. Brukeren kan gjøre de riktige innstillingene i instrumentmenyen.
En ekstra og ikke mindre nyttig funksjon er muligheten til å spille beroligende og behagelige lyder - skogens rasling, lyden av brenningene og lignende.
Hvor kan jeg kjøpe et Sono-system?
Dessverre er det ikke noe aktivt støydempingssystem fra Sono på markedet i dag: til tross for atenheten nådde finalen i James Dyson-konkurransen, den eksisterer bare i form av en prototype og krever investeringer. Det er foreløpig ikke kjent med sikkerhet om den kommer i salg eller ikke. Forfatteren av enheten leter aktivt etter investorer og partnere som kan hjelpe til med å lansere enheten til masseproduksjon.
Active Sound System
Aktive lyddesignsystemer brukes for å gi eksosanlegget ønsket ytelse. Designet ligner det aktive støyreduksjonssystemet: mikrofoner, lydsystem, høyttalere og kontrollenhet. Den eneste forskjellen er at utgangen til lydsystemet er en modifisert lyd, og ikke anti-fase.
Knappene på dashbordet lar deg endre karakteren til lyden til eksosanlegget. Til tross for at slike systemer er komplekse fra et teknologisk synspunkt, er det ingen spesiell praktisk fordel med dem - de er hovedsakelig installert for å tilfredsstille førerens ønsker til eieren. Det skal bemerkes at den modifiserte aktive lyden kun høres i bilen.
