Nel 2008, Toyota ha introdotto uno sviluppo interessante, anche se non nuovo: un sistema di riduzione attiva del rumore, che ha permesso di ridurre significativamente il livello di rumore nell'auto. Il sistema non era particolarmente popolare al momento del rilascio, ma con il tempo tutto cambia ed è probabile che diventerà una delle tecnologie più ricercate.
Scopo del sistema dell'auto
Durante il funzionamento, l'auto produce molto rumore di terze parti di varia intensità da vari meccanismi: telaio, motore, trasmissione ed elementi della carrozzeria. La ricerca di modi per eliminare il rumore è in corso da molto tempo e con grande successo: le macchine moderne sono quasi silenziose. Nonostante ciò, durante la guida ad alta velocità, il rumore di terzi persiste nell'abitacolo, causando disagio ai passeggeri e al conducente.
Un modo proprio per eliminareQuesto problema è stato proposto nel 2008 da Toyota, introducendo un sistema di riduzione attiva del rumore in un'auto. La tecnologia in sé non era affatto nuova, ma è stata utilizzata per la prima volta nell'industria automobilistica, dove si è rivelata efficace.
I moderni sistemi di riduzione del rumore riducono il livello di rumore complessivo di 5-8 dB, lavorando principalmente con vibrazioni sonore a bassa frequenza, che formano la barriera antirumore nella cabina. Molte case automobilistiche stanno sviluppando tali sistemi, che consentono loro di essere equipaggiati con la maggior parte delle auto moderne.
Il funzionamento del sistema di riduzione del rumore in teoria
Il controllo del rumore è stato tradizionalmente effettuato con mezzi passivi: sia la fonte del rumore, sia il luogo che dovrebbe essere protetto dai suoni, sono stati eliminati con materiali fonoassorbenti e fonoriflettenti, che sono considerati un rumore passivo sistema di riduzione. Un sistema attivo è più efficiente, ad esempio le marmitte per auto che utilizzano le proprietà delle onde sonore nel loro lavoro. Puoi anche eliminare i suoni di terze parti con l'aiuto dell'elettronica.
Il suono è un'onda composta da aree alternate di bassa e alta pressione, che si muovono a una velocità di 330 m/sec. Come qualsiasi altra onda, le onde sonore possono essere soggette a diffrazione, interferenza, cioè interagire tra loro. L'interferenza per l'area di studio dell'ANC è di grande interesse.
L'interferenza può provocare risultati inaspettati e piuttosto interessanti. Ad esempio, incontrarsi nello stesso puntospazio e fase, due onde sonore della stessa frequenza si rafforzano a vicenda, rispettivamente, il volume complessivo in un dato punto sarà notevolmente aumentato. Molto spesso questo fenomeno è sperimentato dai proprietari di sistemi stereo o sistemi audio con subwoofer: nella stanza in cui sono installati, ci sono diverse aree in cui i bassi diventano più profondi e più potenti. Un effetto simile è spiegato dalla sovrapposizione di suoni a bassa frequenza in fase in un punto specifico uno sopra l' altro, che provoca la loro amplificazione.
C'è anche un effetto opposto che si verifica quando le onde sono sovrapposte in antifase: le aree di alta pressione si sovrappongono ad aree di bassa pressione, il che smorza completamente l'onda. Tuttavia, in pratica, non è possibile ottenere la completa soppressione delle onde, ma è comunque possibile ridurre l'intensità sonora complessiva. In re altà, i sistemi di cancellazione attiva del rumore si basano su questo fenomeno.
Questi sistemi sono stati implementati per la prima volta in cuffie destinate a costruttori, lavoratori dell'industria e altre organizzazioni, dopodiché la tecnologia ha iniziato ad essere applicata alle cuffie per ascoltare musica, automobili e case. Il principio di funzionamento del sistema di riduzione del rumore è abbastanza semplice: sul lato esterno delle cuffie sono installati dei microfoni che captano suoni di terze parti. Il blocco elettronico integrato cambia la fase dei suoni provenienti dai microfoni, in modo che possano essere riprodotti dagli altoparlanti. Di conseguenza, i suoni dagli altoparlanti e i suoni esterni vengono forniti al timpano e poiché si trovano all'internoantifase, poi si spengono.
I sistemi di riduzione del rumore nelle auto funzionano in modo simile.
Dispositivo di riduzione del rumore automobilistico
Il dispositivo di riduzione del rumore dell'auto include i seguenti elementi:
- Sistema microfonico a soffitto;
- Il sistema di altoparlanti situato in diversi punti della cabina. Il sistema audio più comunemente usato;
- Sensori situati su motore, sospensioni e altri componenti del veicolo che sono le principali fonti di suono:
- Centralina elettronica.
Come funziona la cancellazione attiva del rumore nelle auto
L'unità elettronica del sistema riceve informazioni sul rumore di terze parti da sensori e microfoni. Sulla base dei dati ottenuti, vengono apportate variazioni di fase ai suoni in ingresso, che vengono riprodotti dagli altoparlanti e, incontrando rumori in antifase, ne riducono l'intensità. Di conseguenza, nella cabina si forma uno spazio in cui il livello di rumore del motore, delle ruote e di altri meccanismi è notevolmente ridotto.
Il sistema di riduzione del rumore attivo fai-da-te in un'auto è indispensabile senza sensori, perché risolvono il rumore che si verifica quando le sospensioni e le ruote colpiscono e altri suoni aspri. Il classico sistema di altoparlanti e microfoni cattura solo suoni costanti e costanti: il morbido ronzio del motore, le vibrazioni del corpo o il fruscio delle ruote sul manto stradale. Il sistema noè in grado di rispondere a un brusco cambiamento nei suoni, passando rumori forti - ruggiti, clang e altri.
I sensori vengono utilizzati per tenere traccia dei cambiamenti improvvisi del suono di sottofondo. L'unità elettronica, sulla base dei dati ricevuti dai sensori, apporta modifiche all'immagine sonora formata dagli altoparlanti, grazie alle quali si ottiene una soppressione più efficace del rumore di terze parti.
Vale la pena notare che il livello di rumore prodotto dai veicoli dotati di sistemi di abbattimento acustico attivo rimane invariato, poiché il sistema non lo elimina, ma crea uno spazio in cabina con un livello di rumore esterno ridotto. Tali tecnologie rendono la guida più confortevole, ma non eliminano la necessità di insonorizzazione dei singoli componenti del veicolo.
Sistema di riduzione del rumore domestico
È abbastanza difficile garantire il completo silenzio in un appartamento o in una casa privata situata all'interno della città. Questo problema può essere parzialmente risolto installando finestre con doppi vetri, ma non garantiscono il completo silenzio. Tuttavia, la scienza e la tecnologia non si fermano e molti ingegneri stanno cercando di risolvere questo problema creando sistemi di riduzione del rumore attivi con le proprie mani.
L'austriaco Rudolf Stefanich ha creato uno dei dispositivi di soppressione del rumore più efficaci di Sono. Sistema compatto e semplice progettato per eliminare i suoni sgradevoli e fastidiosi e mantenere quelli piacevoli.
Il principio di funzionamento del sistema di riduzione attiva del rumore nell'appartamento Sono si basa sul funzionamento di sensori e microfoni che rilevano i rumori di terze parti e li filtranoriproducendo suoni simili in antifase.
Le cuffie per musica acustica funzionano in modo simile.
Dispositivo del sistema Sono
Il design del dispositivo Sono è piuttosto interessante ed è rappresentato da un altoparlante, un microfono con sensori di vibrazione e un microprocessore. Il dispositivo è realizzato sotto forma di un piccolo compact disc e viene posizionato sul vetro della finestra con l'ausilio di apposite ventose. Sono usa il vetro della finestra come risonatore.
La fissazione e l'eliminazione dei suoni estranei viene eseguita secondo le impostazioni stabilite. Nei locali dell'appartamento, i rumori già elaborati vengono riprodotti attraverso gli altoparlanti integrati.
Le batterie di Sono sono batterie che possono essere ricaricate dalle radiazioni elettromagnetiche ambientali come le reti Wi-Fi.
Funzionalità del dispositivo Sono
Le funzionalità di cancellazione attiva del rumore per la casa filtrano i fastidiosi rumori esterni, riproducendo solo suoni piacevoli attraverso gli altoparlanti. L'utente può effettuare le impostazioni appropriate nel menu dello strumento.
Una caratteristica aggiuntiva e non meno utile è la capacità di riprodurre suoni rilassanti e piacevoli: i fruscii della foresta, il suono della risacca e simili.
Dove acquistare un sistema Sono?
Purtroppo, oggi sul mercato non esiste un sistema di cancellazione attiva del rumore Sono: nonostanteil dispositivo ha raggiunto le finali del concorso James Dyson, esiste solo sotto forma di prototipo e richiede un investimento. Non si sa ancora con certezza se sarà in vendita o meno. L'autore del dispositivo è attivamente alla ricerca di investitori e partner che possano aiutare a lanciare il dispositivo nella produzione di massa.
Sistema audio attivo
I sistemi di sound design attivi vengono utilizzati per conferire al sistema di scarico il tono di prestazione desiderato. Il design è simile al sistema di riduzione attiva del rumore: microfoni, impianto audio, altoparlanti e centralina. L'unica differenza è che l'uscita del sistema audio è un suono modificato e non anti-fase.
I pulsanti posti sulla plancia consentono di cambiare il carattere del suono dell'impianto di scarico. Nonostante tali sistemi siano complessi dal punto di vista tecnologico, non ne derivano particolari vantaggi pratici: sono installati principalmente per soddisfare i desideri del conducente del proprietario. Va notato che il suono attivo modificato si sente solo nell'auto.
