ในปี 2008 โตโยต้าได้เปิดตัวการพัฒนาที่น่าสนใจ แม้ว่าจะไม่ใช่เรื่องใหม่ - ระบบลดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟ ซึ่งทำให้สามารถลดระดับเสียงในรถได้อย่างมาก ระบบไม่ได้รับความนิยมเป็นพิเศษในช่วงเปิดตัว แต่เมื่อเวลาผ่านไปทุกอย่างเปลี่ยนไป และมีแนวโน้มว่าระบบจะกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด
วัตถุประสงค์ของระบบรถ
ระหว่างการใช้งาน รถส่งเสียงจากบุคคลที่สามจำนวนมากซึ่งมีความเข้มแตกต่างกันไปจากกลไกต่างๆ - แชสซี เครื่องยนต์ เกียร์ และส่วนประกอบต่างๆ ของร่างกาย การค้นหาวิธีกำจัดเสียงรบกวนนั้นดำเนินมาอย่างยาวนานและประสบความสำเร็จอย่างมาก เครื่องจักรสมัยใหม่แทบไม่มีเสียง อย่างไรก็ตาม เมื่อขับด้วยความเร็วสูง เสียงของผู้ให้บริการรายอื่นยังคงอยู่ในห้องโดยสาร ทำให้ผู้โดยสารและคนขับรู้สึกไม่สบายตัว
วิธีกำจัดตัวเองโตโยต้าเสนอปัญหานี้ในปี 2551 โดยแนะนำระบบลดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟในรถยนต์ เทคโนโลยีนี้ไม่ได้หมายความว่าใหม่แต่อย่างใด แต่ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในอุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ
ระบบลดเสียงรบกวนที่ทันสมัยช่วยลดระดับเสียงรบกวนโดยรวมได้ 5-8 เดซิเบล โดยทำงานส่วนใหญ่กับการสั่นสะเทือนของเสียงความถี่ต่ำซึ่งก่อให้เกิดม่านเสียงรบกวนในห้องโดยสาร ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายกำลังพัฒนาระบบดังกล่าว ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งรถยนต์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ได้
การทำงานของระบบลดเสียงรบกวนในทางทฤษฎี
การควบคุมเสียงรบกวนแบบดั้งเดิมนั้นใช้วิธีแบบพาสซีฟ - ไม่ว่าแหล่งที่มาของเสียงหรือสถานที่ที่ควรได้รับการปกป้องจากเสียง ก็ปิดด้วยวัสดุดูดซับเสียงและสะท้อนเสียง ซึ่งถือว่าเป็นสัญญาณรบกวนแบบพาสซีฟ ระบบลด. ระบบแอคทีฟจะมีประสิทธิภาพมากกว่า ตัวอย่างเช่น ท่อไอเสียรถยนต์ที่ใช้คุณสมบัติของคลื่นเสียงในการทำงาน คุณยังสามารถกำจัดเสียงของบุคคลที่สามด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
เสียงเป็นคลื่นที่ประกอบด้วยพื้นที่ความกดอากาศต่ำและสูงสลับกัน เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 330 เมตร/วินาที เช่นเดียวกับคลื่นอื่นๆ คลื่นเสียงอาจมีการเลี้ยวเบน การรบกวน กล่าวคือมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน การแทรกแซงสำหรับพื้นที่การศึกษา ANC เป็นที่สนใจมากที่สุด
การรบกวนสามารถกระตุ้นผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิดและค่อนข้างน่าสนใจ เช่น พบกันที่จุดเดิมพื้นที่และเฟส คลื่นเสียงสองคลื่นที่มีความถี่เดียวกันจะเสริมกำลังซึ่งกันและกันตามลำดับ ระดับเสียงโดยรวม ณ จุดที่กำหนดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว บ่อยครั้งที่ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นโดยเจ้าของระบบสเตอริโอหรือระบบเสียงที่มีซับวูฟเฟอร์ - ในห้องที่ติดตั้งมีหลายพื้นที่ที่เสียงเบสจะลึกและมีพลังมากขึ้น เอฟเฟกต์ที่คล้ายกันนี้อธิบายได้จากการซ้อนทับของเสียงความถี่ต่ำในเฟสที่จุดเฉพาะที่อยู่ด้านบนของกันและกัน ซึ่งกระตุ้นการขยายเสียง
นอกจากนี้ยังมีเอฟเฟกต์ตรงกันข้ามที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นซ้อนทับในแอนติเฟส: บริเวณที่มีความกดอากาศสูงจะถูกซ้อนทับบนพื้นที่ความกดอากาศต่ำ ซึ่งจะทำให้คลื่นดูดซับได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ไม่สามารถปราบปรามคลื่นได้อย่างสมบูรณ์ แต่ความเข้มของเสียงโดยรวมยังคงลดลงได้ อันที่จริง ระบบตัดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟนั้นอิงจากปรากฏการณ์นี้
ระบบเหล่านี้ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในหูฟังสำหรับผู้สร้าง คนทำงานในอุตสาหกรรม และองค์กรอื่นๆ หลังจากนั้นเทคโนโลยีนี้ก็เริ่มนำไปใช้กับหูฟังเพื่อฟังเพลง รถ และบ้าน หลักการทำงานของระบบลดเสียงรบกวนนั้นค่อนข้างง่าย: มีการติดตั้งไมโครโฟนที่ด้านนอกของหูฟังที่รับเสียงของบุคคลที่สาม บล็อกอิเล็กทรอนิกส์ในตัวจะเปลี่ยนเฟสของเสียงที่มาจากไมโครโฟน เพื่อให้ลำโพงสามารถทำซ้ำได้ ดังนั้นเสียงจากลำโพงและเสียงภายนอกจึงถูกส่งไปยังแก้วหูและเนื่องจากอยู่ในแอนตี้เฟสก็ดับ
ระบบลดเสียงรบกวนในรถยนต์ทำงานในลักษณะเดียวกัน
อุปกรณ์ลดเสียงรบกวนรถยนต์
อุปกรณ์ลดเสียงรบกวนในรถยนต์มีรายการดังต่อไปนี้:
- ระบบไมโครโฟนติดเพดาน;
- ระบบลำโพงอยู่ที่จุดต่าง ๆ ในห้องโดยสาร ระบบเสียงที่ใช้บ่อยที่สุด;
- เซ็นเซอร์ที่อยู่บนเครื่องยนต์ ช่วงล่าง และส่วนประกอบอื่นๆ ของรถยนต์ที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียงหลัก:
- ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์
ระบบตัดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟในรถยนต์อย่างไร
หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ของระบบรับข้อมูลเกี่ยวกับเสียงของบุคคลที่สามจากเซ็นเซอร์และไมโครโฟน จากข้อมูลที่ได้รับ การเปลี่ยนแปลงเฟสจะเกิดขึ้นกับเสียงที่เข้ามา ซึ่งทำซ้ำโดยลำโพงและเมื่อพบกับเสียงในแอนติเฟส จะลดความเข้มลง เป็นผลให้มีช่องว่างในห้องโดยสารซึ่งระดับเสียงจากเครื่องยนต์ล้อและกลไกอื่น ๆ ลดลงอย่างมาก
ระบบลดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟที่ต้องทำด้วยตัวเองในรถยนต์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้หากไม่มีเซ็นเซอร์ เพราะจะแก้ไขเสียงที่เกิดขึ้นเมื่อระบบกันสะเทือนและล้อชน และเสียงที่รุนแรงอื่นๆ ระบบลำโพงและไมโครโฟนแบบคลาสสิกจะจับเฉพาะเสียงที่คงที่และสม่ำเสมอเท่านั้น - เสียงฮัมที่นุ่มนวลของเครื่องยนต์ การสั่นสะเทือนของร่างกาย หรือเสียงกรอบแกรบของล้อบนพื้นผิวถนน ระบบไม่ได้สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของเสียงที่คมชัด ส่งผ่านเสียงดัง - เสียงคำราม เสียงดังกราว และอื่นๆ
เซ็นเซอร์ใช้เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในพื้นหลังเสียง หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ตามข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ทำการเปลี่ยนแปลงภาพเสียงที่เกิดจากลำโพงเนื่องจากการปราบปรามเสียงของบุคคลที่สามมีประสิทธิภาพมากขึ้น
เป็นที่น่าสังเกตว่าระดับเสียงที่เกิดจากยานพาหนะที่ติดตั้งระบบลดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากระบบไม่ได้กำจัดมัน แต่สร้างพื้นที่ในห้องโดยสารด้วยระดับเสียงรบกวนภายนอกที่ลดลง เทคโนโลยีดังกล่าวทำให้การขับขี่สะดวกสบายยิ่งขึ้น แต่ไม่จำเป็นต้องติดตั้งฉนวนป้องกันเสียงรบกวนของส่วนประกอบรถยนต์แต่ละชิ้น
ระบบลดเสียงรบกวนในบ้าน
มันค่อนข้างยากที่จะทำให้เงียบสนิทในอพาร์ตเมนต์หรือบ้านส่วนตัวที่ตั้งอยู่ในเมือง ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้บางส่วนโดยการติดตั้งหน้าต่างกระจกสองชั้น แต่ไม่รับประกันว่าจะเงียบสนิท อย่างไรก็ตาม วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไม่หยุดนิ่ง และวิศวกรหลายคนพยายามแก้ปัญหานี้ด้วยการสร้างระบบลดเสียงรบกวนด้วยมือของตัวเอง
Austrian Rudolf Stefanich ได้สร้างอุปกรณ์ลดเสียงรบกวนที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเครื่องหนึ่งของ Sono ระบบที่กะทัดรัดและเรียบง่ายออกแบบมาเพื่อขจัดเสียงที่ไม่พึงประสงค์และน่ารำคาญและเก็บเสียงที่ไพเราะไว้
หลักการทำงานของระบบลดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟในอพาร์ทเมนต์ Sono นั้นอิงจากการทำงานของเซ็นเซอร์และไมโครโฟนที่ตรวจจับเสียงรบกวนจากบุคคลที่สามและกรองสัญญาณเหล่านั้นโดยการสร้างเสียงที่คล้ายกันในแอนตี้เฟส
หูฟังเพลงอะคูสติกทำงานเหมือนกัน
อุปกรณ์ระบบโซโน
การออกแบบอุปกรณ์ Sono ค่อนข้างน่าสนใจและมีลำโพง ไมโครโฟนพร้อมเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนและไมโครโปรเซสเซอร์ อุปกรณ์ทำในรูปแบบของคอมแพคดิสก์ขนาดเล็กและวางไว้บนกระจกหน้าต่างโดยใช้ถ้วยดูดพิเศษ โซโนะใช้กระจกหน้าต่างเป็นตัวสะท้อน
การแก้ไขและกำจัดเสียงภายนอกจะดำเนินการตามการตั้งค่าที่กำหนดไว้ ในบริเวณอพาร์ตเมนต์ เสียงที่ประมวลผลแล้วจะทำซ้ำผ่านลำโพงในตัว
แบตเตอรี่ของ Sono เป็นแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จใหม่ได้โดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแวดล้อม เช่น เครือข่าย Wi-Fi
การทำงานของอุปกรณ์ Sono
คุณลักษณะการตัดเสียงรบกวนแบบแอ็คทีฟสำหรับตัวกรองในบ้านจะกรองเสียงรบกวนจากภายนอกที่น่ารำคาญออกไป โดยสร้างเฉพาะเสียงที่ไพเราะผ่านลำโพงเท่านั้น ผู้ใช้สามารถทำการตั้งค่าที่เหมาะสมในเมนูเครื่องมือ
คุณสมบัติเพิ่มเติมและมีประโยชน์ไม่น้อยไปกว่านั้นคือความสามารถในการเล่นเสียงที่ผ่อนคลายและน่ารื่นรมย์ - เสียงกรอบแกรบของป่า เสียงคลื่น และอื่นๆ
ซื้อระบบ Sono ได้ที่ไหน
น่าเสียดายที่ไม่มีระบบตัดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟของ Sono ในตลาดวันนี้: แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าอุปกรณ์ถึงรอบชิงชนะเลิศของการแข่งขัน James Dyson มันมีอยู่ในรูปแบบของต้นแบบเท่านั้นและต้องลงทุน ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าจะวางขายหรือไม่ ผู้เขียนอุปกรณ์กำลังมองหานักลงทุนและพันธมิตรที่สามารถช่วยเปิดตัวอุปกรณ์ในการผลิตจำนวนมาก
ระบบเสียงที่ใช้งาน
ระบบออกแบบเสียงแบบแอคทีฟถูกนำมาใช้เพื่อให้ระบบไอเสียมีสมรรถนะที่ต้องการ การออกแบบคล้ายกับระบบลดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟ: ไมโครโฟน ระบบเสียง ลำโพง และชุดควบคุม ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเอาท์พุตของระบบเสียงเป็นเสียงที่ได้รับการดัดแปลง ไม่ใช่แอนตี้เฟส
ปุ่มที่อยู่บนแผงหน้าปัดทำให้คุณสามารถเปลี่ยนลักษณะของเสียงของระบบไอเสียได้ แม้ว่าที่จริงแล้วระบบดังกล่าวจะซับซ้อนจากมุมมองทางเทคโนโลยี แต่ก็ไม่มีประโยชน์ใด ๆ ในทางปฏิบัติ - ส่วนใหญ่ได้รับการติดตั้งเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ขับขี่ของเจ้าของ ควรสังเกตว่าเสียงแอกทีฟที่ดัดแปลงจะได้ยินในรถเท่านั้น
