In 2008 introduceerde Toyota een interessante, maar niet nieuwe, ontwikkeling: een actief ruisonderdrukkingssysteem, dat het mogelijk maakte om het geluidsniveau in de auto aanzienlijk te verminderen. Het systeem was niet bijzonder populair op het moment van release, maar na verloop van tijd verandert alles, en het is waarschijnlijk dat het een van de meest gewilde technologieën zal worden.
Doel van het autosysteem
Tijdens het gebruik produceert de auto veel geluid van derden van verschillende intensiteit door verschillende mechanismen - chassis, motor, transmissie en carrosserie-elementen. De zoektocht naar manieren om geluid te elimineren is al lang aan de gang en met veel succes: moderne machines zijn bijna geruisloos. Desondanks blijft er bij het rijden met hoge snelheid geluid van derden in het passagierscompartiment, wat ongemak veroorzaakt voor passagiers en de bestuurder.
Eigen manier om te eliminerenDit probleem werd in 2008 voorgesteld door Toyota en introduceerde een actief ruisonderdrukkingssysteem in een auto. De technologie zelf was zeker niet nieuw, maar werd voor het eerst gebruikt in de auto-industrie, waar het effectief bleek te zijn.
Moderne geluidsreductiesystemen verminderen het algehele geluidsniveau met 5-8 dB, voornamelijk met laagfrequente geluidstrillingen, die het geluidsgordijn in de cabine vormen. Veel autofabrikanten ontwikkelen dergelijke systemen, waardoor ze kunnen worden uitgerust met de meeste moderne auto's.
De werking van het ruisonderdrukkingssysteem in theorie
Ruisbeheersing werd traditioneel gedaan door passieve middelen - ofwel de bron van het geluid, of de plaats die tegen geluiden zou moeten worden beschermd, kwam uit met geluidabsorberende en geluidreflecterende materialen, die als passief geluid worden beschouwd reductie systeem. Een actief systeem is efficiënter - bijvoorbeeld autodempers die de eigenschappen van geluidsgolven in hun werk gebruiken. Je kunt ook geluiden van derden elimineren met behulp van elektronica.
Geluid is een golf die bestaat uit afwisselende gebieden met lage en hoge druk, die zich voortbewegen met een snelheid van 330 m/sec. Net als alle andere golven kunnen geluidsgolven onderhevig zijn aan diffractie, interferentie, dat wil zeggen, om met elkaar in wisselwerking te staan. De interferentie voor het ANC-studiegebied is het meest interessant.
Interferentie kan onverwachte en nogal interessante resultaten opleveren. Bijvoorbeeld een ontmoeting op hetzelfde puntruimte en fase, twee geluidsgolven van dezelfde frequentie elkaar wederzijds versterken, respectievelijk, zal het totale volume op een bepaald punt sterk toenemen. Meestal wordt dit fenomeen ervaren door eigenaren van stereosystemen of audiosystemen met een subwoofer - in de kamer waar ze zijn geïnstalleerd, zijn er verschillende gebieden waarin de bas dieper en krachtiger wordt. Een soortgelijk effect wordt verklaard door de superpositie van laagfrequente geluiden in fase op een specifiek punt boven elkaar, wat hun versterking veroorzaakt.
Er is ook een tegengesteld effect dat optreedt wanneer golven in tegenfase worden gesuperponeerd: hogedrukgebieden worden gesuperponeerd op lagedrukgebieden, waardoor de golf volledig wordt gedempt. In de praktijk kan echter geen volledige onderdrukking van golven worden bereikt, maar kan de algehele geluidsintensiteit wel worden verminderd. In feite zijn actieve ruisonderdrukkingssystemen gebaseerd op dit fenomeen.
Deze systemen werden voor het eerst geïmplementeerd in hoofdtelefoons die bedoeld waren voor bouwers, industriële arbeiders en andere organisaties, waarna de technologie werd toegepast op hoofdtelefoons voor het luisteren naar muziek, auto's en huizen. Het werkingsprincipe van het ruisonderdrukkingssysteem is vrij eenvoudig: aan de buitenkant van de hoofdtelefoon zijn microfoons geïnstalleerd die geluiden van derden opvangen. Het ingebouwde elektronicablok verandert de fase van de geluiden die uit de microfoons komen, zodat ze door de luidsprekers kunnen worden weergegeven. Dienovereenkomstig worden geluiden van de luidsprekers en externe geluiden aan het trommelvlies toegevoerd, en aangezien ze zich integenfase, dan zijn ze gedoofd.
Ruisonderdrukkingssystemen in auto's werken op een vergelijkbare manier.
Geluidsreductieapparaat voor auto's
Het apparaat voor ruisonderdrukking van de auto bevat de volgende items:
- In-plafond microfoonsysteem;
- Het luidsprekersysteem dat zich op verschillende punten in de cabine bevindt. Het meest gebruikte audiosysteem;
- Sensoren op de motor, ophanging en andere voertuigcomponenten die de belangrijkste geluidsbronnen zijn:
- Elektronische regeleenheid.
Hoe actieve ruisonderdrukking werkt in auto's
De elektronische unit van het systeem ontvangt informatie over ruis van derden van sensoren en microfoons. Op basis van de verkregen gegevens worden faseveranderingen aangebracht in de binnenkomende geluiden, die door de luidsprekers worden gereproduceerd en, wanneer ze geluiden in tegenfase tegenkomen, hun intensiteit verminderen. Hierdoor wordt een ruimte gevormd in de cabine, waarin het geluidsniveau van de motor, wielen en andere mechanismen aanzienlijk wordt verminderd.
Doe-het-zelf actief ruisonderdrukkingssysteem in een auto is onmisbaar zonder sensoren, omdat ze het geluid repareren dat optreedt wanneer de ophanging en wielen raken, en andere harde geluiden. Het klassieke systeem van luidspreker en microfoons vangt alleen constante en constante geluiden op - het zachte gebrom van de motor, trillingen van het lichaam of het geritsel van wielen op het wegdek. Het systeem is nietkan reageren op een scherpe verandering in geluiden, harde geluiden doorgeven - brullen, rinkelen en anderen.
Sensoren worden gebruikt om abrupte veranderingen in de geluidsachtergrond te volgen. De elektronische unit brengt op basis van de gegevens die van de sensoren worden ontvangen wijzigingen aan in het door de luidsprekers gevormde geluidsbeeld, waardoor een effectievere onderdrukking van ruis van derden wordt bereikt.
Het is vermeldenswaard dat het geluidsniveau dat wordt geproduceerd door voertuigen die zijn uitgerust met actieve ruisonderdrukkingssystemen ongewijzigd blijft, omdat het systeem het niet elimineert, maar een ruimte in de cabine creëert met een verminderd niveau van geluid van buitenaf. Dergelijke technologieën maken het rijden comfortabeler, maar nemen de noodzaak van geluidsisolatie van afzonderlijke voertuigcomponenten niet weg.
Thuisruisonderdrukkingssysteem
Het is vrij moeilijk om volledige stilte te garanderen in een appartement of een privéwoning in de stad. Dit probleem kan gedeeltelijk worden opgelost door dubbele beglazing te installeren, maar ze garanderen geen volledige stilte. Wetenschap en technologie staan echter niet stil en veel ingenieurs proberen dit probleem op te lossen door met hun eigen handen actieve ruisonderdrukkingssystemen te creëren.
Oostenrijkse Rudolf Stefanich heeft een van Sono's meest effectieve ruisonderdrukkingsapparaten gemaakt. Compact en eenvoudig systeem ontworpen om onaangename en vervelende geluiden te elimineren en aangename te behouden.
Het werkingsprincipe van het actieve ruisonderdrukkingssysteem in het Sono-appartement is gebaseerd op de werking van sensoren en microfoons die ruis van derden detecteren en filterendoor soortgelijke geluiden in antifase te reproduceren.
Akoestische muziek-koptelefoons werken op dezelfde manier.
Sono-systeemapparaat
Het ontwerp van het Sono-apparaat is best interessant en wordt weergegeven door een luidspreker, een microfoon met trillingssensoren en een microprocessor. Het apparaat is gemaakt in de vorm van een kleine compact disk en wordt met behulp van speciale zuignappen op het vensterglas geplaatst. Sono gebruikt vensterglas als resonator.
Fixatie en eliminatie van vreemde geluiden wordt uitgevoerd in overeenstemming met de vastgestelde instellingen. In de gebouwen van het appartement worden reeds verwerkte geluiden weergegeven via de ingebouwde luidsprekers.
Sono's batterijen zijn batterijen die kunnen worden opgeladen door elektromagnetische straling in de omgeving, zoals wifi-netwerken.
Sono-apparaatfunctionaliteit
Actieve ruisonderdrukkingsfuncties voor thuis filteren vervelende geluiden van buitenaf en reproduceren alleen aangename geluiden via de luidsprekers. De gebruiker kan de juiste instellingen maken in het instrumentmenu.
Een extra en niet minder handige functie is de mogelijkheid om rustgevende en aangename geluiden te spelen - het ruisen van het bos, het geluid van de branding en dergelijke.
Waar een Sono-systeem kopen?
Helaas is er momenteel geen Sono actief ruisonderdrukkingssysteem op de markt: ondanks het feit dathet apparaat bereikte de finale van de James Dyson-competitie, het bestaat alleen in de vorm van een prototype en vereist investeringen. Het is nog niet zeker of het te koop zal zijn of niet. De auteur van het apparaat is actief op zoek naar investeerders en partners die kunnen helpen het apparaat in massaproductie te brengen.
Actief geluidssysteem
Actieve geluidsontwerpsystemen worden gebruikt om het uitlaatsysteem de gewenste toon van prestaties te geven. Het ontwerp is vergelijkbaar met het actieve ruisonderdrukkingssysteem: microfoons, audiosysteem, luidsprekers en bedieningseenheid. Het enige verschil is dat de output van het audiosysteem een aangepast geluid is, en niet anti-fase.
Met de knoppen op het dashboard kunt u het karakter van het geluid van het uitlaatsysteem wijzigen. Ondanks het feit dat dergelijke systemen technologisch complex zijn, is er geen specifiek praktisch voordeel van - ze worden voornamelijk geïnstalleerd om te voldoen aan de wensen van de bestuurder van de eigenaar. Opgemerkt moet worden dat het gewijzigde actieve geluid alleen in de auto te horen is.
