Im Jahr 2008 stellte Toyota eine interessante, wenn auch nicht neue Entwicklung vor - ein aktives Geräuschreduzierungssystem, das es ermöglichte, den Geräuschpegel im Auto erheblich zu reduzieren. Das System war zum Zeitpunkt der Veröffentlichung nicht besonders beliebt, aber im Laufe der Zeit ändert sich alles, und es ist wahrscheinlich, dass es zu einer der gefragtesten Technologien wird.
Zweck des Car-Systems
Während des Betriebs erzeugt das Auto viele Fremdgeräusche unterschiedlicher Intensität durch verschiedene Mechanismen - Fahrgestell, Motor, Getriebe und Karosserieelemente. Die Suche nach Möglichkeiten, Lärm zu eliminieren, wird seit langem und sehr erfolgreich betrieben: Moderne Maschinen sind nahezu geräuschlos. Trotzdem bleiben bei hoher Geschwindigkeit Fremdgeräusche im Fahrgastraum bestehen, die Fahrgäste und Fahrer belästigen.
Eigene Art zu eliminierenDieses Problem wurde 2008 von Toyota vorgeschlagen und führte ein aktives Geräuschreduzierungssystem in einem Auto ein. Die Technologie an sich war keineswegs neu, wurde aber erstmals in der Automobilindustrie eingesetzt, wo sie sich bewährt hat.
Moderne Lärmminderungssysteme reduzieren den Gesamtgeräuschpegel um 5-8 dB und arbeiten hauptsächlich mit niederfrequenten Schallschwingungen, die den Lärmvorhang in der Kabine bilden. Viele Autohersteller entwickeln solche Systeme, die es ermöglichen, sie mit den meisten modernen Autos auszustatten.
Die Funktionsweise des Lärmminderungssystems in der Theorie
Lärmschutz wurde traditionell mit passiven Mitteln durchgeführt - entweder die Lärmquelle oder der Ort, der vor Geräuschen geschützt werden sollte, stieg mit schallabsorbierenden und schallreflektierenden Materialien aus, die als passiver Lärm gelten Reduktionssystem. Effizienter ist ein aktives System – zum Beispiel Autoschalldämpfer, die die Eigenschaften von Schallwellen für ihre Arbeit nutzen. Sie können auch Geräusche von Drittanbietern mit Hilfe von Elektronik eliminieren.
Schall ist eine Welle, die aus abwechselnden Gebieten mit niedrigem und hohem Druck besteht und sich mit einer Geschwindigkeit von 330 m/s fortbewegt. Schallwellen können wie alle anderen Wellen Beugung, Interferenz unterliegen, dh miteinander interagieren. Die Interferenz für das ANC-Untersuchungsgebiet ist von größtem Interesse.
Interferenzen können unerwartete und recht interessante Ergebnisse hervorrufen. Zum Beispiel Treffen am gleichen PunktRaum und Phase verstärken sich zwei Schallwellen gleicher Frequenz gegenseitig bzw. wird die Gesamtlautstärke an einem bestimmten Punkt stark erhöht. Dieses Phänomen tritt am häufigsten bei Besitzern von Stereoanlagen oder Audiosystemen mit Subwoofer auf - in dem Raum, in dem sie installiert sind, gibt es mehrere Bereiche, in denen der Bass tiefer und kraftvoller wird. Ein ähnlicher Effekt erklärt sich durch die Überlagerung niederfrequenter Töne in Phase an einem bestimmten Punkt übereinander, was deren Verstärkung provoziert.
Bei gegenphasiger Überlagerung von Wellen tritt auch ein gegenteiliger Effekt auf: Hochdruckgebiete überlagern Tiefdruckgebiete, wodurch die Welle vollständig gedämpft wird. In der Praxis kann jedoch keine vollständige Unterdrückung von Wellen erreicht werden, aber die Gesamtschallintensität kann immer noch reduziert werden. Tatsächlich basieren aktive Geräuschunterdrückungssysteme auf diesem Phänomen.
Diese Systeme wurden zuerst in Kopfhörern implementiert, die für Bauarbeiter, Industriearbeiter und andere Organisationen bestimmt waren, wonach die Technologie auf Kopfhörer zum Musikhören, in Autos und zu Hause angewendet wurde. Das Funktionsprinzip des Rauschunterdrückungssystems ist recht einfach: An der Außenseite des Kopfhörers sind Mikrofone installiert, die Fremdgeräusche aufnehmen. Der eingebaute Elektronikblock verändert die Phase der von den Mikrofonen kommenden Töne, sodass sie von den Lautsprechern wiedergegeben werden können. Dementsprechend werden Töne von den Lautsprechern und externe Töne dem Trommelfell zugeführt, und da sie sich darin befindengegenphasig, dann erlöschen sie.
Lärmminderungssysteme in Autos funktionieren ähnlich.
Kfz-Geräuschminderungsgerät
Das Auto-Geräuschreduzierungsgerät enthält die folgenden Elemente:
- Deckenmikrofonsystem;
- Das Lautsprechersystem, das sich an verschiedenen Stellen in der Kabine befindet. Das am häufigsten verwendete Audiosystem;
- Sensoren an Motor, Aufhängung und anderen Fahrzeugkomponenten, die die Hauptgeräuschquellen darstellen:
- Elektronische Steuereinheit.
Wie die aktive Geräuschunterdrückung in Autos funktioniert
Die Elektronikeinheit des Systems erhält Informationen über Fremdgeräusche von Sensoren und Mikrofonen. Anhand der gewonnenen Daten werden Phasenänderungen an den ankommenden Tönen vorgenommen, die von den Lautsprechern wiedergegeben werden und beim Auftreffen auf gegenphasige Geräusche deren Intensität verringern. Dadurch entsteht in der Kabine ein Raum, in dem der Geräuschpegel von Motor, Rädern und anderen Mechanismen erheblich reduziert wird.
Do-it-yourself-Systeme zur aktiven Geräuschreduzierung in einem Auto sind ohne Sensoren unverzichtbar, da sie das Geräusch, das beim Aufprall der Aufhängung und der Räder auftritt, und andere harte Geräusche beheben. Das klassische System aus Lautsprecher und Mikrofon fängt nur konstante und konstante Geräusche ein - das sanfte Brummen des Motors, Vibrationen der Karosserie oder das Rascheln von Rädern auf der Straßenoberfläche. Das System ist es nichtist in der Lage, auf eine scharfe Änderung der Geräusche zu reagieren und laute Geräusche zu passieren - brüllen, klirren und andere.
Sensoren werden verwendet, um abrupte Änderungen im Geräuschhintergrund zu verfolgen. Die elektronische Einheit nimmt auf der Grundlage der von den Sensoren empfangenen Daten Änderungen am von den Lautsprechern gebildeten Klangbild vor, wodurch eine effektivere Unterdrückung von Fremdgeräuschen erreicht wird.
Es ist erwähnenswert, dass der Geräuschpegel von Fahrzeugen, die mit aktiven Geräuschminderungssystemen ausgestattet sind, unverändert bleibt, da das System ihn nicht eliminiert, sondern einen Raum in der Kabine mit einem reduzierten Außengeräuschpegel schafft. Solche Technologien machen das Fahren komfortabler, machen aber die Schalldämmung einzelner Fahrzeugkomponenten nicht überflüssig.
Geräuschunterdrückungssystem für Zuhause
Es ist ziemlich schwierig, in einer Wohnung oder einem Privathaus in der Stadt absolute Stille zu gewährleisten. Dieses Problem kann teilweise durch den Einbau von doppelt verglasten Fenstern gelöst werden, aber sie garantieren keine vollständige Stille. Wissenschaft und Technologie stehen jedoch nicht still, und viele Ingenieure versuchen, dieses Problem zu lösen, indem sie mit ihren eigenen Händen aktive Geräuschunterdrückungssysteme entwickeln.
Der Österreicher Rudolf Stefanich hat eines der effektivsten Rauschunterdrückungsgeräte von Sono entwickelt. Kompaktes und einfaches System, das entwickelt wurde, um unangenehme und störende Geräusche zu eliminieren und angenehme Geräusche beizubeh alten.
Das Funktionsprinzip des aktiven Geräuschunterdrückungssystems in der Sono-Wohnung basiert auf dem Betrieb von Sensoren und Mikrofonen, die Fremdgeräusche erkennen und filternindem ähnliche Klänge gegenphasig reproduziert werden.
Akustische Musikkopfhörer funktionieren ähnlich.
Sono-Systemgerät
Das Design des Sono-Geräts ist recht interessant und wird durch einen Lautsprecher, ein Mikrofon mit Vibrationssensoren und einen Mikroprozessor dargestellt. Das Gerät hat die Form einer kleinen CD und wird mit Hilfe spezieller Saugnäpfe auf der Fensterscheibe platziert. Sono verwendet Fensterglas als Resonator.
Die Fixierung und Eliminierung von Fremdgeräuschen erfolgt gemäß den festgelegten Einstellungen. In den Räumlichkeiten der Wohnung werden bereits verarbeitete Geräusche über die eingebauten Lautsprecher wiedergegeben.
Akkus von Sono sind Akkus, die durch elektromagnetische Strahlung der Umgebung, wie z. B. Wi-Fi-Netzwerke, wieder aufgeladen werden können.
Sono-Gerätefunktionalität
Active Noise Cancelling-Funktionen für zu Hause filtern störende Außengeräusche heraus und geben nur angenehme Geräusche über die Lautsprecher wieder. Die entsprechenden Einstellungen kann der Benutzer im Instrumentenmenü vornehmen.
Ein zusätzliches und nicht weniger nützliches Feature ist die Möglichkeit, beruhigende und angenehme Geräusche abzuspielen - das Rauschen des Waldes, das Rauschen der Brandung und dergleichen.
Wo kann man ein Sono-System kaufen?
Leider gibt es heute kein aktives Geräuschunterdrückungssystem von Sono auf dem Markt: obwohlDas Gerät erreichte das Finale des James-Dyson-Wettbewerbs, es existiert nur in Form eines Prototyps und erfordert Investitionen. Es ist noch nicht sicher, ob es zum Verkauf angeboten wird oder nicht. Der Autor des Geräts sucht aktiv nach Investoren und Partnern, die dabei helfen können, das Gerät in die Massenproduktion zu bringen.
Active Sound System
Aktive Sounddesign-Systeme werden verwendet, um der Auspuffanlage den gewünschten Leistungston zu verleihen. Das Design ähnelt dem aktiven Geräuschunterdrückungssystem: Mikrofone, Audiosystem, Lautsprecher und Steuereinheit. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Ausgabe des Audiosystems ein modifizierter Ton ist und nicht gegenphasig.
Mit den Tasten auf dem Armaturenbrett können Sie den Charakter des Sounds der Auspuffanlage ändern. Obwohl solche Systeme aus technologischer Sicht komplex sind, haben sie keinen besonderen praktischen Nutzen - sie werden hauptsächlich installiert, um die Fahrerwünsche des Besitzers zu erfüllen. Zu beachten ist, dass der modifizierte aktive Sound nur im Auto zu hören ist.
