Em 2008, a Toyota introduziu um desenvolvimento interessante, embora não novo - um sistema de redução de ruído ativo, que tornou possível reduzir significativamente o nível de ruído no carro. O sistema não era particularmente popular na época do lançamento, mas com o tempo tudo muda, e é provável que se torne uma das tecnologias mais procuradas.
Propósito do sistema do carro
Durante a operação, o carro produz muito ruído de terceiros de intensidade variável de vários mecanismos - chassi, motor, transmissão e elementos da carroceria. A busca por formas de eliminar o ruído vem acontecendo há muito tempo e com muito sucesso: as máquinas modernas são quase silenciosas. Apesar disso, ao dirigir em alta velocidade, o ruído de terceiros persiste no habitáculo, causando desconforto aos passageiros e ao motorista.
Maneira própria de eliminarEste problema foi proposto em 2008 pela Toyota, introduzindo um sistema de redução de ruído ativo em um carro. A tecnologia em si não era nova, mas foi usada pela primeira vez na indústria automotiva, onde provou ser eficaz.
Os modernos sistemas de redução de ruído reduzem o nível geral de ruído em 5-8 dB, trabalhando principalmente com vibrações sonoras de baixa frequência, que formam a cortina de ruído na cabine. Muitas montadoras estão desenvolvendo esses sistemas, o que permite que sejam equipadas com a maioria dos carros modernos.
O funcionamento do sistema de redução de ruído em teoria
O controle de ruído tem sido tradicionalmente feito por meios passivos - seja a fonte do ruído, ou o local que deve ser protegido dos sons, saído com materiais absorventes e refletores de som, que são considerados um ruído passivo sistema de redução. Um sistema ativo é mais eficiente - por exemplo, silenciadores de carros que usam as propriedades das ondas sonoras em seu trabalho. Você também pode eliminar sons de terceiros com a ajuda da eletrônica.
O som é uma onda que consiste em áreas alternadas de baixa e alta pressão, movendo-se a uma velocidade de 330 m/s. Como quaisquer outras ondas, as ondas sonoras podem estar sujeitas a difração, interferência, ou seja, interagir umas com as outras. A interferência para a área de estudo do ANC é de maior interesse.
A interferência pode provocar resultados inesperados e bastante interessantes. Por exemplo, encontrar-se no mesmo pontoespaço e fase, duas ondas sonoras da mesma frequência se reforçam mutuamente, respectivamente, o volume geral em um determinado ponto será aumentado drasticamente. Na maioria das vezes, esse fenômeno é experimentado pelos proprietários de sistemas estéreo ou sistemas de áudio com subwoofer - na sala onde estão instalados, existem várias áreas em que os graves se tornam mais profundos e poderosos. Efeito semelhante é explicado pela superposição de sons de baixa frequência em fase em um ponto específico um sobre o outro, o que provoca sua amplificação.
Há também um efeito oposto que ocorre quando as ondas são sobrepostas em antifase: áreas de alta pressão são sobrepostas em áreas de baixa pressão, o que amortece completamente a onda. No entanto, na prática, a supressão completa das ondas não pode ser alcançada, mas a intensidade geral do som ainda pode ser reduzida. Na verdade, os sistemas de cancelamento de ruído ativo são baseados nesse fenômeno.
Esses sistemas foram implementados pela primeira vez em fones de ouvido destinados a construtores, trabalhadores industriais e outras organizações, após o que a tecnologia começou a ser aplicada em fones de ouvido para ouvir música, carros e residências. O princípio de funcionamento do sistema de redução de ruído é bastante simples: os microfones são instalados na parte externa dos fones de ouvido que captam sons de terceiros. O bloco eletrônico embutido altera a fase dos sons provenientes dos microfones, para que possam ser reproduzidos pelos alto-falantes. Assim, os sons dos alto-falantes e sons externos são fornecidos ao tímpano e, uma vez que estão localizadosantifase, então eles são extintos.
Os sistemas de redução de ruído nos carros funcionam de maneira semelhante.
Dispositivo de redução de ruído automotivo
O dispositivo de redução de ruído do carro inclui os seguintes itens:
- Sistema de microfone embutido no teto;
- O sistema de alto-falantes localizados em diferentes pontos da cabine. O sistema de áudio mais usado;
- Sensores localizados no motor, suspensão e outros componentes do veículo que são as principais fontes de som:
- Unidade de controle eletrônico.
Como funciona o cancelamento de ruído ativo em carros
A unidade eletrônica do sistema recebe informações sobre ruídos de terceiros de sensores e microfones. Com base nos dados obtidos, são feitas mudanças de fase nos sons de entrada, que são reproduzidos pelos alto-falantes e, encontrando ruídos em antifase, reduzem sua intensidade. Como resultado, é formado um espaço na cabine, no qual o nível de ruído do motor, rodas e outros mecanismos é significativamente reduzido.
Do-it-yourself sistema de redução de ruído ativo em um carro é indispensável sem sensores, porque eles consertam o ruído que ocorre quando a suspensão e as rodas batem, e outros sons ásperos. O sistema clássico de alto-falante e microfones capta apenas sons constantes e constantes - o zumbido suave do motor, vibrações do corpo ou o farfalhar das rodas na superfície da estrada. O sistema não éé capaz de responder a uma mudança brusca nos sons, passando ruídos altos - rugido, clang e outros.
Os sensores são usados para rastrear mudanças abruptas no fundo do som. A unidade eletrônica, com base nos dados recebidos dos sensores, faz alterações na imagem sonora formada pelos alto-falantes, o que permite uma supressão mais eficaz do ruído de terceiros.
Vale ress altar que o nível de ruído produzido pelos veículos equipados com sistemas ativos de redução de ruído permanece in alterado, pois o sistema não o elimina, mas cria um espaço na cabine com nível reduzido de ruído externo. Essas tecnologias tornam a condução mais confortável, mas não eliminam a necessidade de isolamento acústico dos componentes individuais do veículo.
Sistema de Redução de Ruído Doméstico
É muito difícil garantir silêncio total em um apartamento ou uma casa particular localizada dentro da cidade. Esse problema pode ser parcialmente resolvido com a instalação de janelas com vidros duplos, mas elas não garantem o silêncio completo. No entanto, a ciência e a tecnologia não ficam paradas, e muitos engenheiros estão tentando resolver esse problema criando sistemas ativos de redução de ruído com as próprias mãos.
O austríaco Rudolf Stefanich criou um dos dispositivos de supressão de ruído mais eficazes da Sono. Sistema compacto e simples projetado para eliminar sons desagradáveis e irritantes e manter os agradáveis.
O princípio de funcionamento do sistema de redução de ruído ativo no apartamento Sono é baseado na operação de sensores e microfones que detectam ruídos de terceiros e os filtramreproduzindo sons semelhantes em antifase.
Fones de ouvido para música acústica funcionam da mesma forma.
Dispositivo do sistema Sono
O design do dispositivo Sono é bastante interessante e é representado por um alto-falante, um microfone com sensores de vibração e um microprocessador. O dispositivo é feito na forma de um pequeno disco compacto e é colocado no vidro da janela com a ajuda de ventosas especiais. Sono usa o vidro da janela como ressonador.
A fixação e eliminação de sons estranhos é realizada de acordo com as configurações estabelecidas. Nas dependências do apartamento, os ruídos já processados são reproduzidos através dos alto-falantes embutidos.
As baterias do Sono são baterias que podem ser recarregadas por radiação eletromagnética ambiente, como redes Wi-Fi.
Funcionalidade do dispositivo Sono
Os recursos de cancelamento de ruído ativo para a casa filtram o ruído externo irritante, reproduzindo apenas sons agradáveis através dos alto-falantes. O usuário pode fazer as configurações apropriadas no menu do instrumento.
Um recurso adicional e não menos útil é a capacidade de reproduzir sons suaves e agradáveis - o farfalhar da floresta, o som das ondas e afins.
Onde comprar um sistema Sono?
Infelizmente, não há sistema de cancelamento de ruído ativo Sono no mercado hoje: apesar do fato de queo dispositivo chegou às finais da competição James Dyson, existe apenas na forma de protótipo e requer investimento. Ainda não se sabe ao certo se estará à venda ou não. O autor do dispositivo está procurando ativamente investidores e parceiros que possam ajudar a lançar o dispositivo em produção em massa.
Sistema de som ativo
Sistemas de design de som ativos são usados para dar ao sistema de exaustão o tom de desempenho desejado. O design é semelhante ao sistema de redução de ruído ativo: microfones, sistema de áudio, alto-falantes e unidade de controle. A única diferença é que a saída do sistema de áudio é um som modificado e não anti-fase.
Os botões localizados no painel permitem alterar o caráter do som do sistema de escape. Apesar do fato de que tais sistemas são complexos do ponto de vista tecnológico, não há nenhum benefício prático particular deles - eles são instalados principalmente para satisfazer os desejos do proprietário do motorista. Deve-se notar que o som ativo modificado é ouvido apenas no carro.
