Leta 2008 je Toyota predstavila zanimiv, a ne nov razvoj - aktivni sistem za zmanjševanje hrupa, ki je omogočil znatno zmanjšanje ravni hrupa v avtomobilu. Sistem v času izdaje ni bil posebej priljubljen, vendar se sčasoma vse spremeni in verjetno bo postal ena najbolj iskanih tehnologij.
Namen avtomobilskega sistema
Med delovanjem avtomobil proizvaja veliko hrupa drugih proizvajalcev različne intenzivnosti iz različnih mehanizmov - podvozja, motorja, menjalnika in elementov karoserije. Iskanje načinov za odpravo hrupa poteka že dolgo in zelo uspešno: sodobni stroji so skoraj tihi. Kljub temu se med vožnjo pri visoki hitrosti v potniškem prostoru še vedno pojavlja hrup tretjih oseb, ki povzroča nelagodje potnikom in vozniku.
Lastni način za odpravoTo težavo je leta 2008 predlagala Toyota z uvedbo aktivnega sistema za zmanjševanje hrupa v avtomobilu. Sama tehnologija nikakor ni bila nova, vendar je bila prvič uporabljena v avtomobilski industriji, kjer se je izkazala za učinkovito.
Sodobni sistemi za zmanjševanje hrupa zmanjšajo celotno raven hrupa za 5-8 dB, pri čemer delujejo predvsem z nizkofrekvenčnimi zvočnimi vibracijami, ki tvorijo hrupno zaveso v kabini. Mnogi proizvajalci avtomobilov razvijajo takšne sisteme, kar jim omogoča, da so opremljeni z večino sodobnih avtomobilov.
Delovanje sistema za zmanjševanje hrupa v teoriji
Kontrola hrupa se tradicionalno izvaja s pasivnimi sredstvi - bodisi vir hrupa bodisi mesto, ki ga je treba zaščititi pred zvoki, odstraniti z materiali, ki absorbirajo zvok in odbijajo zvok, ki veljajo za pasivni hrup redukcijski sistem. Aktivni sistem je učinkovitejši - na primer avtomobilski dušilci, ki pri svojem delu uporabljajo lastnosti zvočnih valov. Zvoke tretjih oseb lahko odpravite tudi s pomočjo elektronike.
Zvok je val, sestavljen iz izmeničnih območij nizkega in visokega tlaka, ki se gibljejo s hitrostjo 330 m/s. Kot vsi drugi valovi so tudi zvočni valovi lahko podvrženi difrakciji, interferenciji, torej medsebojni interakciji. Motnje za študijsko območje ANC so najbolj zanimive.
Motnje lahko izzovejo nepričakovane in precej zanimive rezultate. Na primer srečanje na isti točkiprostor in faza se dva zvočna vala enake frekvence medsebojno krepita, oziroma se bo skupna glasnost na določeni točki močno povečala. Najpogosteje ta pojav doživljajo lastniki stereo sistemov ali avdio sistemov z nizkotoncem - v prostoru, kjer so nameščeni, je več področij, v katerih bas postane globlji in močnejši. Podoben učinek je razložen s superpozicijo nizkofrekvenčnih zvokov v fazi na določeni točki drug na drugega, kar izzove njihovo ojačanje.
Obstaja tudi nasproten učinek, ki se pojavi, ko se valovi prekrijejo v antifazi: območja z visokim tlakom se namestijo na območja z nizkim tlakom, kar popolnoma duši val. Vendar v praksi popolnega zatiranja valov ni mogoče doseči, lahko pa se celotna jakost zvoka še vedno zmanjša. Pravzaprav sistemi aktivnega odpravljanja hrupa temeljijo na tem pojavu.
Ti sistemi so bili najprej implementirani v slušalke, namenjene gradbincem, industrijskim delavcem in drugim organizacijam, nato pa so tehnologijo začeli uporabljati za slušalke za poslušanje glasbe, avtomobilov in domov. Načelo delovanja sistema za zmanjšanje hrupa je precej preprosto: na zunanji strani slušalk so nameščeni mikrofoni, ki zajemajo zvoke tretjih oseb. Vgrajeni elektronski blok spreminja fazo zvokov, ki prihajajo iz mikrofonov, tako da jih lahko predvajajo zvočniki. V skladu s tem se zvoki iz zvočnikov in zunanji zvoki dovajajo v bobnič, in ker se nahajajo vantifaza, potem ugasnejo.
Sistemi za zmanjšanje hrupa v avtomobilih delujejo na podoben način.
Naprava za zmanjšanje hrupa avtomobilov
Naprava za zmanjšanje hrupa avtomobila vključuje naslednje elemente:
- Stropni mikrofonski sistem;
- Sistem zvočnikov, ki se nahajajo na različnih točkah v kabini. Najpogosteje uporabljen avdio sistem;
- Senzorji na motorju, vzmetenju in drugih komponentah vozila, ki so glavni viri zvoka:
- Elektronska krmilna enota.
Kako deluje aktivno odpravljanje hrupa v avtomobilih
Elektronska enota sistema prejema informacije o hrupu tretjih oseb iz senzorjev in mikrofonov. Na podlagi pridobljenih podatkov se izvedejo fazne spremembe dohodnih zvokov, ki jih zvočniki reproducirajo in ob srečanju s šumi v protifazi zmanjšajo njihovo intenzivnost. Posledično se v kabini oblikuje prostor, v katerem se občutno zmanjša raven hrupa motorja, koles in drugih mehanizmov.
Aktivni sistem za zmanjševanje hrupa naredi sam v avtomobilu je nepogrešljiv brez senzorjev, saj odpravljajo hrup, ki nastane ob udarcu vzmetenja in koles, ter druge ostre zvoke. Klasični sistem zvočnikov in mikrofonov zajema le stalne in nenehne zvoke – gladko brnenje motorja, tresljaje karoserije ali šelestenje koles na cestišču. Sistem nije sposoben odzvati se na ostro spremembo zvokov, prehajajoče glasne zvoke - rjovenje, žvenket in druge.
Senzorji se uporabljajo za sledenje nenadnim spremembam v zvočnem ozadju. Elektronska enota na podlagi podatkov, prejetih od senzorjev, spreminja zvočno sliko, ki jo tvorijo zvočniki, zaradi česar je doseženo učinkovitejše zatiranje hrupa tretjih oseb.
Omeniti velja, da raven hrupa, ki ga povzročajo vozila, opremljena z aktivnimi sistemi za zmanjševanje hrupa, ostaja nespremenjena, saj ga sistem ne odpravlja, ampak ustvarja prostor v kabini z zmanjšano stopnjo zunanjega hrupa. Takšne tehnologije naredijo vožnjo udobnejšo, vendar ne odpravljajo potrebe po zvočni izolaciji posameznih komponent vozila.
sistem za zmanjševanje hrupa doma
Popolno tišino v stanovanju ali zasebni hiši v mestu je precej težko zagotoviti. To težavo je mogoče delno rešiti z vgradnjo oken z dvojnim steklom, vendar ne zagotavljajo popolne tišine. Vendar znanost in tehnologija ne mirujeta in mnogi inženirji poskušajo rešiti to težavo z ustvarjanjem aktivnih sistemov za zmanjševanje hrupa z lastnimi rokami.
Avstriec Rudolf Stefanich je ustvaril eno najučinkovitejših naprav za dušenje hrupa Sono. Kompakten in preprost sistem, zasnovan za odpravo neprijetnih in nadležnih zvokov ter ohranjanje prijetnih.
Načelo delovanja sistema aktivnega zmanjševanja hrupa v stanovanju Sono temelji na delovanju senzorjev in mikrofonov, ki zaznavajo hrup tretjih oseb in jih filtrirajoz reprodukcijo podobnih zvokov v protifazi.
Akustične glasbene slušalke delujejo podobno.
Sistemska naprava Sono
Zasnova naprave Sono je precej zanimiva in jo predstavljajo zvočnik, mikrofon s senzorji vibracij in mikroprocesor. Naprava je izdelana v obliki majhnega kompaktnega diska in je nameščena na okensko steklo s pomočjo posebnih priseskov. Sono uporablja okensko steklo kot resonator.
Fiksiranje in odpravljanje tujih zvokov se izvaja v skladu z uveljavljenimi nastavitvami. V prostorih stanovanja se preko vgrajenih zvočnikov reproducirajo že obdelani zvoki.
Sonove baterije so baterije, ki jih je mogoče polniti z elektromagnetnim sevanjem okolice, kot so omrežja Wi-Fi.
Funkcija naprave Sono
Funkcije aktivnega odpravljanja hrupa za dom filtrirajo nadležen zunanji hrup in predvajajo samo prijetne zvoke skozi zvočnike. Uporabnik lahko opravi ustrezne nastavitve v meniju instrumenta.
Dodatna in nič manj uporabna funkcija je možnost predvajanja pomirjujočih in prijetnih zvokov – šumenja gozda, zvoka deskanja in podobno.
Kje kupiti sistem Sono?
Žal danes na trgu ni aktivnega sistema za odpravljanje hrupa Sono: kljub temu, danaprava je dosegla finale tekmovanja James Dyson, obstaja le v obliki prototipa in zahteva naložbo. Zaenkrat še ni znano, ali bo naprodaj ali ne. Avtor naprave aktivno išče investitorje in partnerje, ki bi lahko pripomogli k lansiranju naprave v množično proizvodnjo.
Aktivni zvočni sistem
Aktivni sistemi zvočnega oblikovanja se uporabljajo za zagotavljanje želenega tona delovanja izpušnega sistema. Zasnova je podobna aktivnemu sistemu za zmanjševanje hrupa: mikrofoni, avdio sistem, zvočniki in krmilna enota. Edina razlika je v tem, da je izhod avdiosistema spremenjen zvok in ne protifazni.
Gumbi na armaturni plošči vam omogočajo spreminjanje značaja zvoka izpušnega sistema. Kljub dejstvu, da so takšni sistemi s tehnološkega vidika zapleteni, od njih ni posebne praktične koristi - vgrajeni so predvsem zato, da zadovoljijo voznikove želje lastnika. Upoštevati je treba, da se spremenjeni aktivni zvok sliši samo v avtomobilu.
