През 2008 г. Toyota представи интересна, но не нова разработка - система за активно намаляване на шума, която направи възможно значително намаляване на нивото на шума в автомобила. Системата не беше особено популярна по време на пускането, но с течение на времето всичко се променя и е вероятно тя да се превърне в една от най-търсените технологии.
Предназначение на автомобилната система
По време на работа автомобилът произвежда много шум от трети страни с различна интензивност от различни механизми - шаси, двигател, трансмисия и елементи на каросерията. Търсенето на начини за премахване на шума продължава дълго време и много успешно: съвременните машини са почти безшумни. Въпреки това, при шофиране с висока скорост, шумът от трети страни продължава в купето, причинявайки дискомфорт на пътниците и водача.
Собствен начин за елиминиранеТози проблем беше предложен през 2008 г. от Toyota, въвеждайки система за активно намаляване на шума в автомобил. Самата технология в никакъв случай не беше нова, но беше използвана за първи път в автомобилната индустрия, където се оказа ефективна.
Модерните системи за намаляване на шума намаляват общото ниво на шума с 5-8 dB, работейки основно с нискочестотни звукови вибрации, които образуват шумовата завеса в кабината. Много автомобилни производители разработват такива системи, което им позволява да бъдат оборудвани с повечето съвременни автомобили.
Работата на системата за намаляване на шума на теория
Контролът на шума традиционно се извършва с пасивни средства - или източникът на шума, или мястото, което трябва да бъде защитено от звуци, отделено със звукопоглъщащи и звукоотразяващи материали, които се считат за пасивен шум редукционна система. Активната система е по-ефективна - например автомобилните ауспуси, които използват свойствата на звуковите вълни в работата си. Можете също да премахнете звуци от трети страни с помощта на електроника.
Звукът е вълна, състояща се от редуващи се области с ниско и високо налягане, движещи се със скорост от 330 m/sec. Както всички други вълни, звуковите вълни могат да бъдат обект на дифракция, интерференция, тоест да взаимодействат една с друга. Смущенията в областта на изследване на ANC представляват най-голям интерес.
Интерференцията може да предизвика неочаквани и доста интересни резултати. Например среща в една и съща точкапространство и фаза, две звукови вълни с една и съща честота взаимно се подсилват, съответно общият обем в дадена точка ще се увеличи рязко. Най-често това явление изпитват собствениците на стерео системи или аудио системи със субуфер - в стаята, където са инсталирани, има няколко зони, в които басът става по-дълбок и по-мощен. Подобен ефект се обяснява с наслагването на нискочестотни звуци във фаза в определена точка един върху друг, което провокира тяхното усилване.
Има и обратен ефект, който се получава, когато вълните се наслагват в противофаза: областите с високо налягане се наслагват върху зони с ниско налягане, което напълно затихва вълната. На практика обаче не може да се постигне пълно потискане на вълните, но общият интензитет на звука все пак може да бъде намален. Всъщност системите за активно шумопотискане се основават на това явление.
Тези системи за първи път бяха внедрени в слушалки, предназначени за строители, промишлени работници и други организации, след което технологията започна да се прилага към слушалки за слушане на музика, автомобили и домове. Принципът на работа на системата за намаляване на шума е доста прост: от външната страна на слушалките са инсталирани микрофони, които улавят звуци от трети страни. Вграденият електронен блок променя фазата на звуците, идващи от микрофоните, така че да могат да бъдат възпроизвеждани от високоговорителите. Съответно звуците от високоговорителите и външните звуци се подават към тъпанчето и тъй като те се намират вантифаза, след което те се гасят.
Системите за намаляване на шума в автомобилите работят по подобен начин.
Устройство за намаляване на автомобилния шум
Устройството за намаляване на шума на автомобила включва следните елементи:
- Микрофонна система в тавана;
- Системата от високоговорители, разположени в различни точки в кабината. Най-често използваната аудио система;
- Сензори, разположени на двигателя, окачването и други компоненти на превозното средство, които са основните източници на звук:
- Електронно управление.
Как работи активното шумопотискане в автомобилите
Електронният блок на системата получава информация за шум от трети страни от сензори и микрофони. Въз основа на получените данни се извършват фазови промени на входящите звуци, които се възпроизвеждат от високоговорителите и, срещайки шумове в противофаза, намаляват тяхната интензивност. В резултат на това в кабината се образува пространство, в което нивото на шума от двигателя, колелата и други механизми е значително намалено.
Активната система за намаляване на шума "Направи си сам" в колата е незаменима без сензори, тъй като те фиксират шума, който възниква при удряне на окачването и колелата, както и други груби звуци. Класическата система от високоговорители и микрофони улавя само постоянни и постоянни звуци – плавното бръмчене на двигателя, вибрациите на тялото или шумоленето на колелата по пътната настилка. Системата не е такае в състояние да реагира на рязка промяна в звуците, преминаващи силни звуци - рев, звън и други.
Сензорите се използват за проследяване на резки промени в звуковия фон. Електронният блок, въз основа на данните, получени от сензорите, прави промени в звуковата картина, формирана от високоговорителите, поради което се постига по-ефективно потискане на шума от трети страни.
Заслужава да се отбележи, че нивото на шума, произвеждано от превозни средства, оборудвани с активни системи за намаляване на шума, остава непроменено, тъй като системата не го елиминира, а създава пространство в кабината с намалено ниво на външен шум. Такива технологии правят шофирането по-удобно, но не премахват необходимостта от шумоизолация на отделните компоненти на превозното средство.
Система за намаляване на шума в дома
Трудно е да се осигури пълна тишина в апартамент или частна къща, разположена в града. Този проблем може да бъде частично решен чрез инсталиране на прозорци с двоен стъклопакет, но те не гарантират пълна тишина. Науката и технологиите обаче не стоят на едно място и много инженери се опитват да решат този проблем, като създават активни системи за намаляване на шума със собствените си ръце.
Австриецът Рудолф Стефанич създаде едно от най-ефективните устройства за потискане на шума на Sono. Компактна и проста система, предназначена за премахване на неприятни и досадни звуци и запазване на приятни.
Принципът на работа на системата за активно намаляване на шума в апартамента Sono се основава на работата на сензори и микрофони, които откриват шум от трети страни и ги филтриратчрез възпроизвеждане на подобни звуци в противофаза.
Слушалките за акустична музика функционират по подобен начин.
Системно устройство Sono
Дизайнът на устройството Sono е доста интересен и е представен от високоговорител, микрофон със сензори за вибрации и микропроцесор. Устройството е направено под формата на малък компакт диск и се поставя върху стъклото на прозореца с помощта на специални вендузи. Sono използва стъклото на прозореца като резонатор.
Фиксирането и елиминирането на външни звуци се извършва в съответствие с установените настройки. В помещенията на апартамента вече обработените шумове се възпроизвеждат чрез вградените високоговорители.
Батериите на Sono са батерии, които могат да се презареждат от околната електромагнитна радиация, като например Wi-Fi мрежи.
Функционалност на устройството Sono
Функции за активно шумопотискане за дома филтрират досадния външен шум, възпроизвеждайки само приятни звуци през високоговорителите. Потребителят може да направи подходящите настройки в менюто на инструмента.
Допълнителна и не по-малко полезна функция е възможността за възпроизвеждане на успокояващи и приятни звуци - шумоленето на гората, шума на прибоя и други подобни.
Къде да купя система Sono?
За съжаление, днес на пазара няма система за активно шумопотискане на Sono: въпреки факта, чеустройството стигна до финала на състезанието James Dyson, съществува само под формата на прототип и изисква инвестиции. Все още не се знае със сигурност дали ще бъде в продажба или не. Авторът на устройството активно търси инвеститори и партньори, които могат да помогнат за пускането на устройството в масово производство.
Активна звукова система
Системите за активен звуков дизайн се използват, за да придадат на изпускателната система желания тон на изпълнение. Дизайнът е подобен на системата за активно намаляване на шума: микрофони, аудио система, високоговорители и контролен блок. Единствената разлика е, че изходът на аудиосистемата е модифициран звук, а не антифаза.
Бутоните, разположени на таблото ви позволяват да промените характера на звука на изпускателната система. Въпреки факта, че такива системи са сложни от технологична гледна точка, няма особена практическа полза от тях - те се монтират главно, за да задоволят желанията на водача на собственика. Трябва да се отбележи, че модифицираният активен звук се чува само в колата.
