在Arduino上使用麦克风

编辑：我已经在这个问题上研究了一段时间。事实证明，这比我想象的要困难得多，对于初学者来说这不是什么。这需要昂贵的硬件（麦克风和放大器）以及微控制器上的一些复杂的音频分析。即使是带有放大电路的完整麦克风也无法提供理想的效果（根据该产品的评论）

我是Arduino的新手（但是我对编程很熟悉）。为了构建VU表，我想将一个麦克风连接到Arduino的模拟0引脚，并通过串行连接显示该值。

我用谷歌搜索并找到了这个电路：

...并且我尝试用以下结果构建它：

（我现在正在使用Oli Glaser在他的答案中建议的电路）

串行监视器上的值不会根据音乐音量而改变。

在Arduino的模拟输入上测量音量的最简单方法是什么？

另外，我有一个TDA2822M，但我不知道它是否对该项目有用。麦克风上的标题显示为XF-18D。

编辑：我的arduino代码：

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
}

void loop() {
  Serial.println(analogRead(0));
  delay(300);
}

串行输出：1023 1022 1022 1022 1022 1023 1022等

如何检查麦克风是否正常工作？它是定向的吗？

编辑：我现在正在使用S9014晶体管。ADC和串行连接正常工作（我用电位计对其进行了测试）。

串行输出现在约为57。

另外，我没有万用表或示波器。 我现在有一个万用表。

“最简单”的方法就是简单地通过ADC施加信号和采样。将结果存储在缓冲区中，然后根据需要显示（在您的情况下，通过RS232发送到PC）
如果需要信号的RMS电平，则需要在发送到PC之前或之后的某个时间进行计算。

如图所示，您的放大电路不是理想的，但对于基本的VU表应该可以正常工作。编辑-我刚刚注意到C2，将其移开，因为它将阻塞来自晶体管的DC偏置，并且信号将摆动到地以下。

编辑-这是放大晶体管的更好电路：

不必太在乎所使用的晶体管，输出偏置应在2.5V左右。
输入分频器（R3和R4）的确切值不是太重要，而是1：4的比率更为重要。因此，您可以使用例如400k和100k，或40k和10k等（尽量不要高于或低于这些各自的值）。C2应该> 10uF。C1应该> 1uF（在原理图中替换C1），但
R1和R2确实需要为这些值。
您所需要的只是带有偏置电阻的驻极体（原理图中的R1）

需要关注的一点是Arduino 3.3V和5V线似乎绑在一起-我假设这是一个原理图错误，但是如果在实际电路中是这种情况，它将无法正常工作，并且可能会损坏某些器件。
要查明问题，将有助于查看您的代码以及在PC端看到的内容。您还使用什么晶体管？

如果您有示波器，则可以检查一下您的麦克风/晶体管是否正常工作。如果不是，则可以使用万用表执行其他一些基本测试（例如，确认存在+ 5V，确认晶体管的基极处于〜0.6V，测试集电极以确保其未固定至+ 5V或接地且没有信号）

另外，您还需要确保RS232正常工作，因此编写一些简单的代码来发送一些测试值将是一个好主意。

如果您可以提供所需的信息，并告诉我们您可以使用的工具，则可以提供更具体的帮助。

编辑-如果您采样速度太慢，则需要这样的峰值检测电路：

您可以将此电路放在晶体管和Arduino引脚之间（减去C2）

二极管几乎可以是任何二极管。电容值和电阻值只是一个准则，可以稍作更改。它们的值决定了电压随信号电平变化需要多长时间。您可以使用RC常数（即R * C-在上面的示例中，RC常数为1e-6 * 10e3 = 10ms）进行计算。电压大约需要2.3个时间常数才能下降到其原始值的90％，因此在上面的示例中，如果电压始于1V，并且您删除了信号，则它将在23ms之后降至0.1V。

编辑 -好的，以为我发现了一个主要问题。您的S9012晶体管是PNP晶体管（与S9015一样），此电路需要NPN晶体管。的 S9014是NPN晶体管，所以你将不得不使用这一个。

标记为“ 104”的电容器几乎可以肯定是0.1uF的陶瓷电容器。值（以pF为单位）是前2个数字，后跟由最后一个数字设置的零个数字。因此，对于104，该值为10 + 4个零，即100,000pF。100,000pF为100nF或0.1uF。

编辑-没有示波器或万用表会使这里的生活非常困难（您应该尽快握住其中的一者或两者）
但是，有一些基本的PC声卡示波器可用于测试驻极体/晶体管电路。Visual Analyzer是一个很好的例子：

如果更换C2（并非绝对必要，但不是个好主意），则应该能够将信号直接输入PC并在软件中进行观察，以查看麦克风和放大功能是否正常工作。如果您的PC使用了线路，但是麦克风输入通常适合高达2V IIRC。您也可以直接测试驻极体-只需移除晶体管位并保留R1和C1，并从C1的另一侧获取信号即可。
请注意，此方法将不会测试DC电平，仅会测试AC（由于声卡输入中的DC屏蔽帽），而不会测试DC（音频）信号。

如果您尝试此操作，请发布屏幕截图，以便我们了解发生的情况。

假设您的电路工作正常，音频信号在kHz范围内，而Arduino具有适用于DC电平的ADC。信号上的DC分量为零，也就是说，它在固定电压上浮动。ADC读取的是该固定电压。

为了解决这个问题，您需要在输出端串联一个二极管，该输出端连接到ADC以及电容器和电阻器。

当信号消失时，电容将充电至接收到的峰值，而电阻将使电容放电。

--|>|---*---- adc
        *---- resistor -----*----ground
        \----- capacitor ---/

编辑：ADC输入实际上是浮动的，因为由于串联电容器而没有任何偏置。如果您要尝试我的解决方案，请删除C2。

您在Arduino的ADC上对1022和1023的读数基本上是满量程的。假设您如图所示安装了一个无故障的串联电容器，则该电平不能来自您构建的麦克风电路，因为它只能耦合变化的电压（即AC）。

结果，我怀疑您正在读取ATMEGA本身内的泄漏电流-您可能会在其他（未连接的）模拟引脚上得到相同的结果。

尝试用一些高阻值电阻器（在10K和100K之间）制作一个非常“轻巧”的分压器，并使用它将模拟输入偏置到参考电压的一半（您也可以使用电位计，这为您提供了一些额外的测试能力）。那么您的无输入读数应在512附近。

一旦对ADC输入施加了适当的偏置，就可以开始尝试查看是否有偏差。您可能会对带宽进行一些欠采样，这意味着您将获得高频分量的混叠，但是如果您要做的只是估算整体音量，那应该不会有太大问题。