RAK18000 WisBlock Sensor Датчик звуковой микрофонный

Модуль цифрового электроакустического датчика WisBlock Sensor RAK18000 принадлежит к серии продуктов модульного конструирования WisBlock, ориентированных на создание сверхкомпактного электронного оборудования. Оснащённый двумя всенаправленными MEMS-микрофонами, модуль RAK18000 расширяет систему WisBlock высокопроизводительным инструментом записи/анализа живого звука, или измерения шума в окружающем пространстве. Собранная информация может быть передана по любому из каналов беспроводной связи LoRa, WiFi или Bluetooth, доступных в составе WisBlock-приложения. Например, для предостережения об опасном высоком уровне шума на каком-либо объекте жизнедеятельности человека. Датчик звука (шума) RAK18000 может применяться для мониторинга за рабочим состоянием промышленного оборудования, для голосового управления облачными сервисами, а также в различных IoT-приложениях иного направления, выполняющих задачи с использованием методов звукоанализа.

Датчик WisBlock Sensor RAK18000 выводит аудиоданные в легко конвертируемом формате PDM. Он преобразует звуковые (механические) колебания в поток бинарных импульсов плотно-импульсной модуляции с фиксированной частотой. Микрофоны обладают одинаковой чувствительностью. Для увеличения области охвата, левый и правый микрофоны на плате модуля расположены сверху и снизу соответственно, но могуть быть переназначены элементами схемы R6, R7, R8 и R9 (только для опытных, потребуется вмешательство в конструкцию платы).

Технические характеристики

• Модель: WisBlock Sensor RAK18000 ver.C
• Номинальное напряжение: 3.3 В
• Диапазон поддерживаемого напряжения: 2.7 ~ 3.6 В
• Ток потребления в режимах
  • нормальный: 1300 мкА
  • отключенное питание: 10 мкА
• Звуковой датчик: 2 контроллера ST MP34DT06J
• Тип микрофона: всенаправленный, двухканальный, программируемый, микроэлектромеханический (MEMS) микрофон
• Чувствительность: – 26 ± 1 дБ FS (по полной шкале АЦП)
• Точка акустической перегрузки: 122.5 дБ SPL (уровень звукового давления)
• Отношение сигнал/шум (SNR): 64 дБ
• Коэффициент нелинейных искажений (THD+N): 0.2% / 94 дБ SPL
• Частота входного тактирования: 1.2 ~ 3.25 МГц (типовое 2.4)
• Выходной сигнал: цифровой PDM стерео
• Интерфейс: проприетарный I2S
• Порт подключения: WisIO 40-pin
• Температура эскплуатации: -40°С ~ 85°С
• Размеры: 25 х 15 мм

Функциональное определение выводов платы WisBlock Sensor PDM Stereo Microphone Module

 

Модулем RAK18000 задействованы следующие выводы и/или интерфейсы порта WisIO 40-pin:

• GND — питание, общий минусовой
• 3V3 — питание, напряжение 3.3В
• DMICLK — входной сигнал тактирования от процессорного модуля WisCore
• DMIC1 — выходной цифровой сигнал со звуковыми данными в формате PDM

Образец монтажа

Модуль RAK18000 спроектирован для работы с базовой платой WisBase, через которую получает питающее напряжение. Дополнительно для функционирования цифрового микрофона потребуется вычислительный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core. На изображении показан способ крепления RAK18000 к свободному слоту WisIO на верхней стороне несущей платы WisBlock Base Board RAK5005-O.

 

 

Примечание. a) Рекомендуется винтовое крепление платы для надёжного соединения контактов WisBlock-разъёма, предотвращающее его расстыковку в условиях тряски или вибрации. b) Установку, извлечение, или замену одного модуля WisBlock на другой, следует выполнять после отключения питающего напряжения.

 

Электрическая принципиальная схема модуля датчика звука (шума) RAK18000

 

Физические размеры, мм

 

Техническая документация

1. Спецификация MEMS-микрофона ST MP34DT06J (англ., PDF, Datasheet)
2. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных WisIO модулей
4. Краткое руководство пользователя RAK18000
5. Пример программирования RAK18000 в среде Arduino IDE для RAK4630
6. Пример программирования RAK18000 в среде Arduino IDE для RAK11200
7. Пример программирования RAK18000 в среде Arduino IDE для RAK11300