قياس العزل الصوتي

الخطوة ١: صنّع

ما هو؟

استخدم جهازي مايكروبت لقياس الصوت في تجربة علمية تهدف إلى دراسة خصائص العزل الصوتي لمختلف المواد.

في هذا المشروع، ستستخدم تقنيات الحوسبة لتحويل أجهزة مايكروبت إلى أدوات تساعدك على تنفيذ تجربة علمية.

تستخدم التجربة جهازي مايكروبت ومصدرًا للصوت لاختبار قدرة مواد مختلفة على عزل الصوت. لكي تتمكن من قراءة قياسات الصوت حتى عندما يكون الراصد مغطّى، تُنقل هذه القياسات لاسلكيًا عبر الموجات بالقرب من الجهاز المستقبِل.

يمكنك تحميل البرامج الموضّحة أدناه على جهازي مايكروبت (المرسِل والمستقبِل)، أو برمجتهما بنفسك والتعرّف على آلية عملهما من خلال مقطع الشرح أعلاه.

المرسل (المستشعر)

جهاز الإرسال مايكروبت، والذي يجب أن يكون من الإصدار الأحدث، هو مستشعر الصوت الذي ستقوم بتغليفه بمواد مختلفة. يستخدم المصوات لقياس مستويات الصوت، ثم يرسل هذه القياسات لاسلكيًا عبر الموجات.

يلتقط المصوات (ميكروفون) الصوت من خلال فتحة صغيرة موجودة في الجهة الأمامية من جهاز مايكروبت. تأكد من أن المواد التي ترغب في اختبارها لا تلامس هذه الفتحة أو تحتك به أثناء الحركة، لأن ذلك قد يؤثر في قراءات المستوى الصوتي. قد يكون من المفيد وضع مستشعر مايكروبت داخل صندوق من الورق المقوى (الكرتون)، مبطّن من الداخل بمواد مختلفة، على سبيل المثال.

مصدر الصوت

ضع مصدرًا للصوت على مسافة ثابتة من المستشعر. يمكن أن يكون أي مصدر صوتي، مثل آلة موسيقية تصدر صوتًا بمستوى ثابت، أو نغمة رنين لهاتف محمول. كما وفرنا لك ملفًا صوتيًا أدناه، يمكنك تشغيله باستخدام هاتف أو حاسب.

إن إصدار مصدر الصوت لأصوات بالمستوى نفسه، مع الحفاظ على المسافة نفسها بينه وبين المستشعر، يضمن إجراء اختبار عادل ودقيق.

المستقبل

مايكروبت المستقبلِ و الذي يمكنك من خلاله عرض قراءات مستويات الصوت. ويمكنك وضعه في أي مكان ولكن في حدود بضعة أمتار من المرسل.

بدأ التجربة

• قم بتغليف مايكروبت المخصص للإرسال بالمادة التي ترغب في اختبارها.
• اضغط على زر إعادة الضبط الموجود في الجزء الخلفي من المستقبِل ،عند بدء كل اختبار لإعادة مستوى الصوت إلى الصفر. احرص على الهدوء التام!
• أصدر صوتًا باستخدام مصدر الصوت الذي اخترته.
• اضغط على الزر «A» الموجود في المستقبل لعرض مستوى الصوت على شاشة العرض. تظهر القراءة على مقياس يتراوح من (صفر - [الأكثر هدوءًا] إلى ٢٥٥ - [الأعلى صوتًا]). وتعرض القراءة عن أعلى مستوى صوت تم قياسه منذ الضغط على زر إعادة الضبط.
• سجّل الرقم الذي حصلت عليه باستخدام ورقتنا لتسجيل البيانات، أو على ورقة أخرى.
• كرّر التجربة مع تغليف المرسل بمواد مختلفة في كل مرة.
• بعد ذلك، يمكنك تحليل البيانات التي جمعتها واستخلاص النتائج لتحديد المواد الأكثر فاعلية في عزل الصوت.

المطلوب

• مايكروبيتان. (يجب أن يكون المرسل من أحدث نسخة، بينما يمكن أن يكون إصدار الجهاز المستقبِل من النسخة الأصلية أو الأحدث).
• حزمة بطاريات واحدة على الأقل (يُوصى باستخدامها مع المرسل).
• مصدر صوتي ثابت.
• مواد مختلفة لاختبارها، مثل الإسفنج، لفائف الفقاعات، الكرتون، والورق. وقد يكون صندوق الورقة المقوى (كرتون) صغير مفيدًا أيضًا.
• شريط لاصق أو أربطة مطاطية لتثبيت المواد في مكانها.
• مسطرة أو شريط قياس لتحديد مسافة ثابتة بين مصدر الصوت والمرسل.
• لتسجيل البيانات، أو ورقة عادية وقلم رصاص.

الموارد المساعدة

يمكنك استخدام ورقة تسجيل البيانات لتدوين القياسات التي تحصل عليها، كما يمكنك تشغيل الملف الصوتي من خلال هاتف محمول أو جهاز حاسوب لاستخدامه كمصدر للصوت.

الخطوة ٢: بَرمج

المرسل (المستشعر)

1from microbit import *
2import radio
3
4
5radio.config(group=1)
6radio.on()
7
8while True:
9    # turn the sound level into a string so we can send it over radio
10    radio.send(str(microphone.sound_level()))
11    sleep(200)
12    

المستلم

1from microbit import *
2import radio
3
4
5radio.config(group=1)
6radio.on()
7max = 0
8
9while True:
10    if button_a.was_pressed():
11        display.scroll(max)
12    sound_level = radio.receive()
13    if sound_level:
14        if int(sound_level) > max:
15            max = int(sound_level)
16            

تجارب متعددة في مكان واحد

إذا كنت بحاجة إلى إجراء عدة تجارب في نفس الغرفة، فيجب تخصيص رقم مجموعة فريدى لكل زوج من أجهزة مايكروبت. عدّل البرنامج لتغيير رقم المجموعة يمكنك اختيار أي رقم من (صفر - ٢٥٥)، مع التأكد من تطابق الرقم في كل جهازين يشكّلان زوجًا واحدًا من أجهزة مايكروبت.