窗用阻尼式抗噪聲閉環(huán)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于居室窗戶除噪領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]居室經(jīng)常出現(xiàn)外部環(huán)境的噪聲干擾的情況。這些噪聲多是由窗戶傳入的，是由外部噪聲作用于的窗戶玻璃，使其振動產(chǎn)生的室內(nèi)噪聲。所以，降低居室窗戶噪聲的一種主要方法是減少窗戶因外部噪聲而引起的振動。
[0003]科學(xué)實驗證明:壓電陶瓷材料具有逆壓電效應(yīng)，參見圖1。當(dāng)在壓電材料上加電時，壓電陶瓷材料上會有型變，就是逆壓電效應(yīng)，電壓產(chǎn)生型變，這就產(chǎn)生了壓電致動器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有噪聲多是由窗戶傳入居室，無法減少噪聲通過玻璃傳入室內(nèi)的問題，本發(fā)明提供了一種窗用阻尼式抗噪聲閉環(huán)控制裝置。
[0005]窗用阻尼式抗噪聲閉環(huán)控制裝置，它包括微型話筒、控制器和壓電陶瓷片；
[0006]壓電陶瓷片粘貼在玻璃表面，
[0007]所述的微型話筒置于室內(nèi)，且微型話筒用于采集窗戶玻璃因噪聲引起的振動，并將該振動信號送至控制器，所述的控制器用于驅(qū)動壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的形變方向為沿平行于玻璃表面的方向，
[0008]所述的控制器包括控制單元和驅(qū)動單元，
[0009]其中，控制單元用于采集微型話筒發(fā)送的信號，并將該信號作為振動信號與噪聲容忍值作差，獲得差值；
[0010]還用于根據(jù)所述差值獲得壓電陶瓷片的驅(qū)動電壓，并根據(jù)該驅(qū)動電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動信號輸出給驅(qū)動單元；
[0011]驅(qū)動單元用于發(fā)送驅(qū)動信號給壓電陶瓷片。
[0012]所述的控制單元采用單片機(jī)實現(xiàn)，所述單片機(jī)型號為C8051F120型單片機(jī)，驅(qū)動單元包括場效應(yīng)管、電感和電容C ;
[0013]所述的C8051F120型單片機(jī)的管腳ΑΙΝ0.0與微型話筒的數(shù)據(jù)信號輸出端連接，C8051F120型單片機(jī)的管腳COM同時與微型話筒接地端、場效應(yīng)管的源極、電容C的一端和壓電陶瓷片的一個電極同時連接電源地GND ;
[0014]所述的C8051F120型單片機(jī)的管腳Ρ3.0與場效應(yīng)管的柵極連接，場效應(yīng)管的漏極同時與電感的一端、電容C的另一端和壓電陶瓷片的另一個電極連接，
[0015]電感的另一端與+5V電源連接。
[0016]所述控制單元內(nèi)部嵌入有控制模塊，該控制模塊的信號處理過程為:
[0017]步驟一:系統(tǒng)初始化:關(guān)閉看門狗，設(shè)置中斷優(yōu)先級，設(shè)置使用內(nèi)部晶振或外部晶振，設(shè)置管腳Ρ3.0,設(shè)置定時器I為PWM工作方式，設(shè)置交叉開關(guān)使定時器I從管腳Ρ3.0輸出，使管腳ΑΙΝ0.0為單端輸入方式，用以接收微型話筒發(fā)送的信號，設(shè)置噪聲容忍值ES，設(shè)置每次調(diào)節(jié)的電壓值EM，執(zhí)行步驟二 ；
[0018]步驟二:從管腳ΑΙΝ0.0讀取微型話筒輸出的數(shù)據(jù)信號VIN1，執(zhí)行步驟三；
[0019]步驟三:判斷噪聲容忍值ES是否大于數(shù)據(jù)信號VIN1，判斷結(jié)果為是，執(zhí)行步驟五，判斷結(jié)果為否，執(zhí)行步驟四；
[0020]步驟四:將壓電陶瓷片的驅(qū)動電壓值增加ΕΜ，根據(jù)增加后的驅(qū)動電壓值調(diào)整管腳Ρ3.0輸出的PWM信號的占空比，執(zhí)行步驟五；
[0021]步驟五:判斷是否接收結(jié)束命令，判斷結(jié)果為是，結(jié)束本次控制，判斷結(jié)果為否，執(zhí)行步驟二。
[0022]原理分析:用微型話筒來檢測窗戶玻璃的噪聲引起的振動，通過微處理器所執(zhí)行的控制過程，控制產(chǎn)生壓電材料的逆壓電效應(yīng)來產(chǎn)生頂住窗戶玻璃的力阻止窗戶玻璃的噪聲引起的振動，以此減少和抑制窗戶傳遞的噪聲。
[0023]本發(fā)明帶來的有益效果是，通過壓電材料的逆壓電效應(yīng)來產(chǎn)生頂住窗戶玻璃的力阻止窗戶玻璃的噪聲引起的振動，以此減少和抑制窗戶傳遞的噪聲，使由室外傳入室內(nèi)的噪聲減少了 60%以上，凈化了室內(nèi)的環(huán)境。
【附圖說明】
[0024]圖1為【背景技術(shù)】中壓電陶瓷材料逆壓電效應(yīng)的原理示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明所述的窗用阻尼式抗噪聲閉環(huán)控制裝置的原理示意圖；其中，附圖標(biāo)記4表示玻璃，附圖標(biāo)記5表示窗戶框；
[0026]圖3為壓電陶瓷片與玻璃的位置關(guān)系示意圖；
[0027]圖4為控制器對信號處理過程的原理示意圖；
[0028]圖5為【具體實施方式】二所述的窗用阻尼式抗噪聲閉環(huán)控制裝置的電路連接圖；
[0029]圖6為【具體實施方式】三中控制單元內(nèi)部嵌入的控制模塊對信號進(jìn)行處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]【具體實施方式】一:參見圖2、3和4說明本實施方式，本實施方式所述的窗用阻尼式抗噪聲閉環(huán)控制裝置，它包括微型話筒1、控制器2和壓電陶瓷片3 ;
[0031]壓電陶瓷片3粘貼在玻璃表面，
[0032]所述的微型話筒I置于室內(nèi)，且微型話筒I用于采集窗戶玻璃因噪聲引起的振動，并將該振動信號送至控制器2，所述的控制器2用于驅(qū)動壓電陶瓷片3，壓電陶瓷片3的形變方向為沿平行于玻璃表面的方向，
[0033]所述的控制器2包括控制單元和驅(qū)動單元，
[0034]其中，控制單元用于采集微型話筒I發(fā)送的信號，并將該信號作為振動信號與噪聲容忍值作差，獲得差值；
[0035]還用于根據(jù)所述差值獲得壓電陶瓷片3的驅(qū)動電壓，并根據(jù)該驅(qū)動電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動信號輸出給驅(qū)動單元；
[0036]驅(qū)動單元用于發(fā)送驅(qū)動信號給壓電陶瓷片3。
[0037]本實施方式，壓電陶瓷片3的形變帶動玻璃形變，來增強(qiáng)玻璃的阻尼，壓電陶瓷片3的形變帶動玻璃形變，玻璃處于拉伸狀態(tài)，形變后的璃增強(qiáng)玻璃的阻尼，減少了該塊玻璃的震湯。
[0038]用微型話筒來檢測窗戶玻璃的噪聲引起的振動，通過微處理器所執(zhí)行的控制過程，控制產(chǎn)生壓電材料的逆壓電效應(yīng)來產(chǎn)生頂住窗戶玻璃的力阻止窗戶玻璃的噪聲引起的振動，以此減少和抑制窗戶傳遞的噪聲。
[0039]壓電陶瓷片3的長度與玻璃的長度比例為1:1500到1:1000之間。
[0040]【具體實施方式】二:參見圖5