【Arduino】168种传感器系列实验（185）---MAX4466声音模块

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试多做实验，不管成功与否，都会记录下来——小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百八十五：MAX4466声音传感器 驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
  实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块
  项目十三：RGB LED 灯的声学频谱控制

  实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
  实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块
  项目十三：RGB LED 灯的声学频谱控制
  实验接线：MAX4466咪头模块OUT接Uno的A0
  Rpin 11
  Gpin 10
  Bpin 9
*/

#define Rpin 11
#define Gpin 10
#define Bpin 9
#define delayLEDS 3
#define sensorPin A0

float sensorValue = 0, filteredSignal = 0,
      filteredSignalValues[] = {3.4, 3.1, 2.7, 2.4, 2.1, 1.7, 1.3, 0.9, 0.4};

void setup () {
  Serial.begin (9600);
}

void loop () {
  MainFunction();
  delay(6);
}

void MainFunction() {
  sensorValue = (float) analogRead(sensorPin) * (5.0 / 1024.0);
  FilterSignal(sensorValue);
  Serial.print(sensorValue);
  Serial.print(" ");
  Serial.println(filteredSignal);
  CompareSignalFiltered(filteredSignal);
}

void FilterSignal(float sensorSignal) {
  filteredSignal = (0.945 * filteredSignal) + (0.0549 * sensorSignal);
}

void CompareSignalFiltered(float filteredSignal) {
  if (filteredSignal > filteredSignalValues[0]) {
    RGBColor(0, 127, 255);
    Serial.println("Blue");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[0] && filteredSignal > filteredSignalValues[1]) {
    Serial.println("Azure");
    RGBColor(0, 255, 255);
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[1] && filteredSignal > filteredSignalValues[2]) {
    RGBColor(255, 0, 0);
    Serial.println("Cyan");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[2] && filteredSignal > filteredSignalValues[3]) {
    RGBColor(0, 255, 127);
    Serial.println("Aqua marine");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[3] && filteredSignal > filteredSignalValues[4]) {
    RGBColor(0, 255, 0);
    Serial.println("Green");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[4] && filteredSignal > filteredSignalValues[5]) {
    RGBColor(255, 255, 0);
    Serial.println("Yellow");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[5] && filteredSignal > filteredSignalValues[6]) {
    RGBColor(0, 0, 255);
    Serial.println("Magenta");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[6] && filteredSignal > filteredSignalValues[7]) {
    RGBColor(255, 0, 127);
    Serial.println("Rose");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[7] && filteredSignal > filteredSignalValues[8]) {
    RGBColor(255, 127, 0);
    Serial.println("Orange");
  } else if (filteredSignal <= filteredSignalValues[8]) {
    RGBColor(0, 127, 255);
    Serial.println("Red");
  } else {
    RGBColor(255, 50 , 0);
    Serial.println("Default: Blue");
  }
}

void RGBColor(int Rcolor, int Gcolor, int Bcolor) {
  analogWrite(Rpin, Rcolor);
  analogWrite(Gpin, Gcolor);
  analogWrite(Bpin, Bcolor);
  delay(delayLEDS);
}
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  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
  项目之七：高灵敏度的声级波形测试（人声与拍手声）

  实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
  项目之七：高灵敏度的声级波形测试（人声与拍手声）
  模块接线：
  MAX4466  Arduino
  VCC        5V
  GND        GND
  OUT         A0
*/

#define MIC_IN A0

// 以毫秒为单位的采样窗口宽度（50 ms = 20Hz）
int sampleWindow = 50;

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode( MIC_IN, INPUT );
}

void loop(){
  //将模拟传感器读取为声级的数值
  double soundSensed = sampleSoundPeak();

  // 转换为声级数值
  double volts = (soundSensed * 3.3)/1.83; //系数是自定的实验值

  // 打印出来
  Serial.println(volts);
}

/**
    Sense 最大输入差异是从模拟 MIC 传感器输入
    在某个“时间窗口”内。
    返回值在 0 - 1024 范围内。
**/

double sampleSoundPeak(){
  // 记录开始时间
  double startMillis = millis();

  // 这将是最高峰，所以从很小开始
  int signalMax = 0;

  // 这将是最低峰，所以从高处开始
  int signalMin = 1024;

  // 将保持麦克风的当前值
  int sample;

  // 收集 50 毫秒的数据
  while ( (millis() - startMillis) < sampleWindow ){
    // 从 mic 读取一个值并将其记录到示例变量中
    sample = analogRead( MIC_IN );

    // 丢弃虚假读数
    if (sample < 1024)
    {

      // 如果当前样本大于最大值
      if (sample > signalMax)
      {
        // 这是新的最大值——保存它
        signalMax = sample;
      }
      // 否则，如果当前样本小于最小值
      else if (sample < signalMin)
      {
        // 这是新的数值——保存它
        signalMin = sample;
      }
    }
  }

   // 现在我们已经收集了我们的数据，
   // 确定峰峰值幅度为最大值 - 最小值
  int peakDifference = signalMax - signalMin;

  // 将其返回给此方法的调用者
  return peakDifference;
}
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Arduino 系列传感器和执行器模块实验目录清单：
一块扩展板完成Arduino的10类37项实验（代码+图形+仿真）
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-280845-1-1.html
连杆形式的腿机构十一种：盘点机器人行走背后的机械原理
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308097-1-1.html
【花雕动手做】超低成本，尝试五十元的麦克纳姆轮小车！
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307863-1-1.html
【花雕动手做】超迷你哦，用徽商香烟盒做个智能小车！
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307907-1-1.html
【花雕动手做】太搞笑啦，一支胶管制成二只蠕动机器人
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308046-1-1.html
【花雕动手做】快餐盒盖，极低成本搭建机器人实验平台
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308063-1-1.html
【花雕动手做】特别苗条，使用微波传感器控制的纤细小车
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308866-1-1.html
【花雕动手做】脑洞大开、五花八门的简易机器人66种
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307900-1-1.html

实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308195-1-1.html
实验一百六十三：BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪  I2C/SPI 14LGA
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310371-1-1.html
实验一百六十五：2.4 英寸 TFT LCD 触摸屏模块 XPT2046 PCB ILI9341 240x320 像素 8 位 SPI 串口显示器
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309803-1-1.html
实验一百七十六：6mm大尺寸8x8LED方块方格点阵模块 可级联 红绿蓝白色 可选8级亮度
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309845-1-1.html
实验一百八十三：GY-530 VL53L0X 激光测距 ToF测距 飞行时间测距传感器模块 IIC通信协议
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310273-1-1.html
实验一百八十五：MAX4466声音传感器 驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310193-1-1.html
实验一百八十九：TDA1308 硅麦克风 数字咪头放大模块 拾音器放大板 楼氏SUNLEPHANT
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310246-1-1.html
实验一百九十三：TCS34725颜色识别传感器 RGB IIC明光感应模块 ColorSensor
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310209-1-1.html
实验二百：RCWL-0515微波雷达感应开关 人体感应 智能感应探测传感器 12-15米远距离2.7G微波检测模块
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310313-1-1.html
实验二百零三：Air724UG合宙 Cat14G模块 DTU物联网UART串口通信数据TCP透传 核心板组合套餐
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310342-1-1.html
实验二百零九：Gravity: I2C & UART BC20 NB-IoT & GNSS通信模块 NB-IoT广域低功耗无线通信 GPS/北斗精准定位
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310433-1-1.html

MAX4466
是微功率运算放大器，经过优化，可用作麦克风前置放大器。它们提供了优化的增益带宽产品与电源电流的理想组合，以及超小型封装中实现低电压工件环境。 MAX4466具有增益稳定特性，仅需24μA的电源电流即可提供200kHz的增益带宽。经过解压缩，可实现+5V/V的最小稳定增益，并提供600KHZ增益带宽。此外这些放大器具有轨到轨输出，高 AVOL ，以及出色的电源抑制和共模抑制比，适合在嘈杂环境中工作。广泛应用于蜂窝电话、数字复读装置、耳机、助听器、麦克风前置放大器、便携计算机和语音识别系统中。

主要特性
1、+2.4V 至 +5.5V 电源电压运行版本，
2、可提供 5nA 完全关断(MAX4467/MAX4468)
3、出色的电源抑制比：112dB
4、出色的共模抑制比：126dB
5、高 AVOL：125dB (RL= 100kΩ)
6、轨到轨输出
7、低 24μA 静态电源
8、电流增益带宽积：
     200kHz (MAX4465/MAX4467/MAX4469)
     600kHz AV≥5 (MAX4466/MAX4468)
9、采用节省空间的封装
     5-Pin SC70 (MAX4465/MAX4466)
     8 引脚 SOT23 (MAX4467/MAX4468/MAX4469)

MAX4466芯片引脚图

MAX4466功能框图

MAX4466主要电气参数

MAX4466的经典应用电路






附件：MAX4466相关技术资料链接（英文，来自MAXIM美信公司官网）
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX4465-MAX4469.pdf

附注：MAXIM是美信公司（Maxim Integrated Products）的英文缩写，全球最好的模拟信号和混合信号半导体公司。Maxim Integrated Products成立于1983年，总部位于美国加利福尼亚的Sunnyvale，公司拥有9300多名员工，是世界范围内模拟和混合信号集成产品的设计、开发与生产领域的领导者之一。通过对温度、压力、声音等现实世界的各种信号进行检测、放大，并将其转换成计算机处理所需要的数字信号, Maxim的电路把现实世界与数字世界“连接”在一起。Maxim是全球模拟、混合信号、高频及数字电路设计、研发、制造的领导者，所提供的产品能够实现上述数字内核与周边系统的连接。它们在世界范围内拥有大约35,000个大型客户。

MAXIM官网：https://www.maximintegrated.com/cn.html

MAX4466模块描述：
使用这款精心设计的驻极体麦克风放大器为您的项目添加耳朵。这个完全组装和测试的电路板带有一个焊接在 20-20KHz 驻极体麦克风上。对于放大，我们使用Maxim MAX4466，这是一款专为这项精密任务而设计的运算放大器！该放大器具有出色的电源噪声抑制能力，因此该放大器听起来非常好，并且不像我们尝试过的其他麦克风放大器突破那样嘈杂或沙哑！

此突破最适合用于变声器、音频录制/采样和使用 FFT 的音频反应项目等项目。在背面，我们包含一个用于调节增益的小型微调电位器。您可以将增益设置为 25x 至 125x。这下降到大约 200mVpp（对于大约 6" 外的正常说话音量），这对于连接到期望“线路电平”输入而没有削波的东西很有用，或者高达大约 1Vpp，非常适合从微控制器 ADC 读取。输出是轨到轨，所以如果声音变大，输出可以达到 5Vpp！

MAX4466模块电原理图

MAX4466模块电原理图之二

                                                                        Translator                        
                                                                           
                    
                                            
                        
                    
               
MAX4466模块特点及优点：
电源电压：+2.4V至+5.5V（可直接接STM/ARDUNIO/树莓派等开发板）
电源抑制比：112dB
共模抑制比：126dB
AVOL：125dB（RL = 100kΩ) 轨到轨输出
静态电源电流：24μA
增益带宽：600kHz
尺寸：20.8mm x 13.8mm x 7.5mm/0.8 x 0.5 x 0.3inch

该模块在 Vcc 和接地引线上都包含铁氧体，以最大限度地减少电源噪声。如果与 MCU 一起使用，最好使用 2.4V – 5.5V 范围内可用的最安静的电源。在 Arduino 上，这通常是 3.3V 电源。

输出是直流耦合的。当输出信号处于静止状态时，它将位于 Vcc/2。如果 Vcc 为 5V，则输出将为 2.5V。如果输出需要交流耦合，可以在输出引脚和它驱动的电路的输入之间增加一个100uF的电容。

背面的小型单圈电位器可让您将增益从 25x 调整到 125x。逆时针旋转电位器会增加增益，而逆时针旋转会降低增益。

使用它很简单：
OUT接A0，GND 接地，VCC 接 2.4-5VDC。
为了获得最佳性能，请使用可用的“最安静”电源（在 Arduino 上，这将是 3.3V 电源）。音频波形将从 OUT 引脚输出。输出将具有 VCC/2 的直流偏置，因此当它完全安静时，电压将是稳定的 VCC/2 伏（它是直流耦合的）。如果您使用的音频设备需要交流耦合音频，请在输出引脚和设备输入之间放置一个 100uF 电容器。如果您连接到具有差分输入或包含去耦电容器的音频放大器，则不需要 100uF 电容。

输出引脚并非设计用于驱动扬声器或任何东西，而是用于驱动最小的入耳式耳机——如果您想将放大器直接连接到扬声器，则需要一个音频放大器（例如 3.7W 立体声放大器）。如果您连接到微控制器引脚，则不需要放大器或去耦电容器 - 将 OUT 引脚直接连接到微控制器 ADC 引脚。

对于音频反应项目，我们建议使用 FFT 驱动程序库，它可以获取音频输入并将其“转换”为频率。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
项目之一：串口输出人声波形

实验开源代码

/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
项目之一：串口输出人声波形
模块接线：
MAX4466  Arduino
VCC        5V
GND        GND
OUT         A0
*/

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(A0,INPUT); 
}

void loop() 
{
  Serial.println(analogRead(A0));
  delay(100);
}
复制代码

实验串口返回情况

打开IDE——工具——串口绘图器，查看环境噪音与人声的实际波形

实验串口绘图器返回情况

将调节电阻逆时针旋转，加大运放增益，顺时针则减少增益。
图为调高一些运放增益的人讲话声音的波形

房间里面背景噪音的波形

实验场景图

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

  实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone

  项目之二：设定声音强度阙值的声控开关（这里控制LED灯的亮灭）

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百八十五：MAX4466声音传感器 低功耗驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
  项目之二：设定声音强度阙值的声控开关（这里控制LED灯的亮灭）
  模块接线：LED接D13
  MAX4466  Arduino
  VCC        5V
  GND        GND
  OUT         A0
*/

const int SOUND_PIN = A0;
const int LED_PIN = 13;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 读取A0模拟信号
  int value = analogRead(SOUND_PIN);
  // 输出信号值
  Serial.println(value);
  if (value > 353) {
    // 大于阈值，引脚13输出高电平，LED点亮
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
    Serial.println("LED亮");
    delay(200);
  } else {
    // 小于阈值，引脚13输出低电平，LED熄灭
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
    delay(100);
  }
}
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