V roku 2008 predstavila Toyota zaujímavý, hoci nie nový, vývoj – systém aktívneho znižovania hluku, ktorý umožnil výrazne znížiť hladinu hluku v aute. Systém nebol v čase vydania obzvlášť populárny, no postupom času sa všetko mení a je pravdepodobné, že sa stane jednou z najvyhľadávanejších technológií.
Účel systému auta
Vozidlo počas prevádzky produkuje množstvo cudzieho hluku rôznej intenzity z rôznych mechanizmov – podvozku, motora, prevodovky a prvkov karosérie. Hľadanie spôsobov, ako eliminovať hluk, prebieha už dlho a veľmi úspešne: moderné stroje sú takmer tiché. Napriek tomu pri jazde vysokou rýchlosťou pretrváva hluk tretích strán v priestore pre cestujúcich, čo spôsobuje nepohodlie cestujúcim a vodičovi.
Vlastný spôsob eliminácieTento problém navrhla v roku 2008 spoločnosť Toyota, ktorá zaviedla systém aktívneho znižovania hluku v aute. Samotná technológia nebola v žiadnom prípade nová, ale prvýkrát bola použitá v automobilovom priemysle, kde sa ukázala ako účinná.
Moderné systémy redukcie hluku znižujú celkovú hladinu hluku o 5-8 dB, pričom pracujú najmä s nízkofrekvenčnými zvukovými vibráciami, ktoré tvoria hlukovú clonu v kabíne. Mnoho automobiliek vyvíja takéto systémy, ktoré im umožňujú vybaviť ich najmodernejšími automobilmi.
Fungovanie systému redukcie hluku teoreticky
Hluk sa tradične vykonáva pasívnymi prostriedkami - buď zdroj hluku, alebo miesto, ktoré by malo byť chránené pred zvukmi, bolo odstránené materiálmi absorbujúcimi a odrážajúcimi zvuk, ktoré sa považujú za pasívny hluk redukčný systém. Účinnejší je aktívny systém – napríklad tlmiče do auta, ktoré pri svojej práci využívajú vlastnosti zvukových vĺn. Zvuky tretích strán môžete eliminovať aj pomocou elektroniky.
Zvuk je vlna pozostávajúca zo striedajúcich sa oblastí nízkeho a vysokého tlaku, ktorá sa pohybuje rýchlosťou 330 m/s. Rovnako ako akékoľvek iné vlny, aj zvukové vlny môžu podliehať difrakcii, interferencii, teda vzájomnej interakcii. Interferencia pre študijnú oblasť ANC je najzaujímavejšia.
Zasahovanie môže vyvolať neočakávané a dosť zaujímavé výsledky. Napríklad stretnutie v rovnakom bodepriestor a fáza, dve zvukové vlny rovnakej frekvencie sa navzájom posilňujú, respektíve celková hlasitosť v danom bode sa prudko zvýši. Najčastejšie sa s týmto javom stretávajú majitelia stereo systémov alebo audio systémov so subwooferom - v miestnosti, kde sú nainštalované, je niekoľko oblastí, v ktorých sa basy stávajú hlbšími a silnejšími. Podobný efekt sa vysvetľuje superpozíciou nízkofrekvenčných zvukov vo fáze v konkrétnom bode nad sebou, čo vyvoláva ich zosilnenie.
Existuje aj opačný efekt, ktorý nastáva, keď sa vlny superponujú v protifáze: oblasti vysokého tlaku sa prekrývajú s oblasťami nízkeho tlaku, čo vlnu úplne tlmí. V praxi však nie je možné dosiahnuť úplné potlačenie vĺn, ale stále je možné znížiť celkovú intenzitu zvuku. V skutočnosti sú na tomto fenoméne založené systémy aktívneho potlačenia hluku.
Tieto systémy boli prvýkrát implementované do slúchadiel určených pre staviteľov, priemyselných robotníkov a iné organizácie, potom sa technológia začala aplikovať na slúchadlá na počúvanie hudby, autá a domácnosti. Princíp fungovania systému redukcie hluku je pomerne jednoduchý: na vonkajšej strane slúchadiel sú nainštalované mikrofóny, ktoré zachytávajú zvuky tretích strán. Zabudovaný elektronický blok mení fázu zvukov vychádzajúcich z mikrofónov, aby ich mohli reprodukovať reproduktory. V súlade s tým sú zvuky z reproduktorov a externé zvuky dodávané do ušného bubienka, a keďže sú umiestnené vantifáza, potom zhasnú.
Systémy redukcie hluku v autách fungujú podobným spôsobom.
Zariadenie na znižovanie hluku v automobiloch
Zariadenie na zníženie hluku auta obsahuje nasledujúce položky:
- Stropný mikrofónový systém;
- Systém reproduktorov umiestnených na rôznych miestach v kabíne. Najčastejšie používaný audio systém;
- Snímače umiestnené na motore, zavesení kolies a iných komponentoch vozidla, ktoré sú hlavnými zdrojmi zvuku:
- Elektronická riadiaca jednotka.
Ako funguje aktívne potlačenie hluku v autách
Elektronická jednotka systému prijíma informácie o hluku tretích strán zo senzorov a mikrofónov. Na základe získaných údajov dochádza k fázovým zmenám prichádzajúcich zvukov, ktoré sú reprodukované reproduktormi a pri stretnutí s hlukmi v protifáze znižujú ich intenzitu. Tým sa v kabíne vytvorí priestor, v ktorom sa výrazne zníži hladina hluku od motora, kolies a iných mechanizmov.
Aktívny systém potláčania hluku v automobile, ktorý si môžete urobiť sami, je nevyhnutný bez senzorov, pretože upravujú hluk, ktorý vzniká pri náraze zavesenia kolies a kolies, a iné ostré zvuky. Klasická sústava reproduktorov a mikrofónov zachytáva len stále a neustále zvuky – jemné bzučanie motora, vibrácie karosérie či šuchot kolies na vozovke. Systém nie jeje schopný reagovať na prudkú zmenu zvukov, prechádzajúce hlasité zvuky - rev, cinkot a iné.
Senzory sa používajú na sledovanie náhlych zmien na zvukovom pozadí. Elektronická jednotka na základe údajov prijatých zo snímačov mení zvukový obraz tvorený reproduktormi, čím sa dosiahne účinnejšie potlačenie hluku tretích strán.
Za zmienku stojí, že hladina hluku produkovaného vozidlami vybavenými systémami aktívneho znižovania hluku zostáva nezmenená, pretože systém ju neeliminuje, ale vytvára priestor v kabíne so zníženou úrovňou vonkajšieho hluku. Takéto technológie robia jazdu pohodlnejšou, ale neeliminujú potrebu odhlučnenia jednotlivých komponentov vozidla.
Systém na zníženie hluku v domácnosti
Zabezpečiť úplné ticho v byte alebo súkromnom dome v meste je dosť ťažké. Tento problém možno čiastočne vyriešiť inštaláciou okien s dvojitým zasklením, ktoré však nezaručujú úplné ticho. Veda a technika však nestoja na mieste a mnohí inžinieri sa snažia tento problém vyriešiť vytvorením aktívnych systémov na zníženie hluku vlastnými rukami.
Rakúšan Rudolf Stefanich vytvoril jedno z najúčinnejších zariadení na potlačenie hluku od Sono. Kompaktný a jednoduchý systém navrhnutý tak, aby eliminoval nepríjemné a otravné zvuky a zachoval tie príjemné.
Princíp fungovania systému aktívnej redukcie hluku v byte Sono je založený na činnosti senzorov a mikrofónov, ktoré detegujú hluk tretích strán a filtrujú ichreprodukovaním podobných zvukov v protifáze.
Slúchadlá na akustickú hudbu fungujú podobne.
systémové zariadenie Sono
Dizajn zariadenia Sono je celkom zaujímavý a predstavuje ho reproduktor, mikrofón so snímačmi vibrácií a mikroprocesor. Zariadenie je vyrobené vo forme malého kompaktného disku a je umiestnené na okennom skle pomocou špeciálnych prísaviek. Sono používa okenné sklo ako rezonátor.
Fixácia a eliminácia cudzích zvukov sa vykonáva v súlade so stanovenými nastaveniami. V priestoroch bytu sú už spracované zvuky reprodukované cez vstavané reproduktory.
Batérie spoločnosti Sono sú batérie, ktoré možno dobíjať okolitým elektromagnetickým žiarením, ako sú siete Wi-Fi.
Funkcie zariadenia Sono
Funkcie aktívneho potlačenia hluku pre domácnosť odfiltrujú nepríjemný vonkajší hluk a cez reproduktory reprodukujú iba príjemné zvuky. Používateľ môže vykonať príslušné nastavenia v menu prístroja.
Doplnkovou a nemenej užitočnou funkciou je možnosť prehrávať upokojujúce a príjemné zvuky – šumenie lesa, zvuk príboja a podobne.
Kde kúpiť systém Sono?
Bohužiaľ, dnes na trhu nie je žiadny aktívny systém potlačenia hluku Sono: napriek tomuzariadenie sa dostalo do finále súťaže Jamesa Dysona, existuje len vo forme prototypu a vyžaduje si investície. Zatiaľ nie je isté, či bude v predaji alebo nie. Autor zariadenia aktívne hľadá investorov a partnerov, ktorí môžu pomôcť spustiť zariadenie do sériovej výroby.
Aktívny zvukový systém
Aktívne systémy zvukového dizajnu sa používajú na to, aby výfukovému systému dodali požadovaný tón výkonu. Dizajn je podobný systému aktívnej redukcie hluku: mikrofóny, audio systém, reproduktory a riadiaca jednotka. Jediný rozdiel je v tom, že výstup audio systému je upravený zvuk, a nie protifázový.
Tlačidlá umiestnené na prístrojovej doske umožňujú meniť charakter zvuku výfukového systému. Napriek tomu, že takéto systémy sú z technologického hľadiska zložité, nemajú z nich žiadny osobitný praktický úžitok - inštalujú sa hlavne na uspokojenie želaní vodiča majiteľa. Treba poznamenať, že upravený aktívny zvuk je počuť iba v aute.
