Autor Tópico: Cancelador de ruido  (Lida 4506 vezes)

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Offline Cássio Alvarenga

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Cancelador de ruido
« Online: 24 de Agosto de 2014, 17:18 »
Ola Cambada.  ;D

Quero montar um cancelador de ruido sonoro, minha intenção é capitar um ruido externo com um microfone, inverter a fase dele e emitir a fase invertida em uma caixinha de som, assim uma onda cancelaria a outra.



Alguém pode me dar uma luz de como montar um circuito analógico que inverte a fase?

Offline andresinho

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #1 Online: 24 de Agosto de 2014, 18:00 »
inverter a fase é simples. eu usaria um amplificador operacional ligado como inversor. falando em amplificadores operacionais, uma boa literatura é http://www.uam.es/personal_pas/patricio/base_conocimientos/documentos/OpAmps_for_eveyone.pdf

vale a pena baixar e gravar.

andré

Offline andresinho

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #2 Online: 24 de Agosto de 2014, 18:10 »
mas pelo pouco que sei, esta ideia funciona bem com fones de ouvido. com caixas de som, teríamos o cancelamento somente numa posição mais específica.  por curiosidade procurei no google por noise cancelation circuit. Tem até Cis dedicados para esta aplicação, usando fones de ouvido. http://www.digikey.com/product-highlights/en/as341030-active-noise-cancellation-ics/50547

Offline minilathe

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #3 Online: 24 de Agosto de 2014, 22:47 »
O conceito é simples,  mas sua implementação não é. Todo o amplificador ou filtro analógico possui uma curva de resposta de fase x frequência variável e não linear com a frequência. Esse tipo de cancelamento para ser eficaz requer um filtro digital,  o qual possui resposta linear com a frequência numa faixa ampla de frequência, de modo a manter a defasagem (em ângulo)  constante com a frequência. Além disso, como foi comentado, este cancelamento se consegue em fones e volumes muito reduzidos. Fazer o mesmo em espaço aberto não é trivial.
« Última modificação: 24 de Agosto de 2014, 23:22 por minilathe »

Offline CALIXTUX

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #4 Online: 25 de Agosto de 2014, 01:21 »
Estou tentando formas mais tradicionais, fiz um protótipo que "de orelha" parece atenuar mais da metade do ruido da minha MRP102 makita.   Amanhã farei medições com decibelimetro para ter uma ideia melhor do que ja consegui.

Offline minilathe

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #5 Online: 25 de Agosto de 2014, 07:13 »
O que se está discutindo são canceladores ativos de ruídos, mas existem as soluções passivas de redução de ruídos (isolamento acústico, ...).

Estou cursando disciplinas no meu doutorado relativas a processamento digital de sinais, que são a base desses sistemas, e posso posso testemunhar que a parte de processamento (digital) do sinal não é trivial, a menos que se compre um "CI com tudo dentro", além disso, em espaço aberto, o cancelamento ativo é mais fácil ser feito em frequências baixas (dezenas a centenas de Hz), em frequências mais altas, onde o comprimento de onda é da ordem de centímetros, a coisa se complica. Para se ter uma noção, como o som se propaga a 340 metros por segundo (aproximadamente), um ruído de 3400 Hz terá 10 cm de comprimento de onda, ou seja, se alguém se deslocar numa sala onde estão presentes ondas de ruído + ondas de cancelamento de ruído, vai ouvir ruído em distâncias múltiplas de meio comprimento de onda (5 cm). Tal sistema ainda deve considerar a temperatura do ar, que influencia a velocidade do som.
« Última modificação: 25 de Agosto de 2014, 07:17 por minilathe »

Offline andresinho

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #6 Online: 25 de Agosto de 2014, 08:25 »
bom dia a todos!

Bem colocado Minilathe. Uma experiência prática interessante é usar duas caixas de som, ligadas numa mesma fonte de sinal MAS uma das caixas ligadas com os fios ao contrário. É comum em ferias e eventos passar na frente de um sistema de som em que se nota perfeitamente quando um conjunto de caixas de som ou uma das  caixas está com os fios trocados ( positivo ligado no negativo e negativo ligado no positivo). a sensação é muito estranha.  Se fosse fácil de se fazer ao "ar livre" mesmo em ambientes de "alguns poucos palmos cúbicos", com duas caixinhas de som já se poderia notar grandes atenuações.

Na minha opinião, para reduzir ruído é mais fácil vedar a fonte de ruído. em tempo: 90% do som passa por 10% de buraco. ou seja tem de ser TUDO vedado e considerar dutos para ventilação ( quando necessário )

Se for para usar fones eu usaria o ckt integrado dedicado, custa 6 dolares.

andré 

Offline Cássio Alvarenga

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #7 Online: 25 de Agosto de 2014, 14:53 »
Meu filho esta prestes a nascer e eu estou prevendo a barulheira da oficina incomodando ele e a minha mulher me incomodando também, kkkkk.  ;D

Minha ideia é colocar algo assim na janela:

www.youtube.com/watch?v=Mv6sBuwzLhk


www.youtube.com/watch?v=tbs1zr9aMus

Offline andresinho

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #8 Online: 25 de Agosto de 2014, 15:03 »
Genial. Genial !  Também quero isso!  imagina se der pra colocar no piso entre um apartamento e outro??? 

Offline andresinho

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #9 Online: 25 de Agosto de 2014, 16:18 »
só para complementar...  neste caso do vidro funciona por que todo o som está passando pelo vidro, fazendo vibrar o vidro. o que se faz é introduzir uma vibração ao contrário no vidr.  bem interessante mesmo! e pelo visto a eletrônica utilizada é bem simples. Talvez usando um chip dedicado dê até melhores resultados.   


Offline Cássio Alvarenga

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #10 Online: 26 de Agosto de 2014, 15:19 »
Então seria melhor vibrar o vidro com um piezo elétrico, não?

Offline minilathe

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #11 Online: 26 de Agosto de 2014, 15:50 »
Aparentemente foi usada uma cápsula piezoelétrica, mas poderia ser utilizado um atuador eletrodinâmico (bobina móvel + imã). O transdutor do cancelador ativo seria composto pelo vidro e pelo acionador, o atuador deve ter certa massa (a calcular) para se contrapor à vibração do vidro (usando a Primeira Lei de Newton). Além disso, tal sistema deve ser estudado em termos de sua reposta em frequência, pois deve ser como um "alto-falante", porém, terá uma reposta em frequência que dependerá de vários fatores (espessura do vidro, peso do atuador, módulo de elasticidade do vidro, dimensões do vidro, ....), há também a resposta do conjunto sala - vidros, que é um sistema que deverá possuir uma ou mais frequências de ressonância, paredes / móveis que refletem e absorvem, .....

Eu começaria fazendo uma análise espectral do ruído predominante que se quer tratar, além de simulações do conceito (exemplo: com Matlab).

Offline andresinho

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #12 Online: 26 de Agosto de 2014, 15:55 »
Não sei se um piezo, mas algum tipo de transdutor que vibre o vidro e tenha uma resposta de frequência dentro da faixa audível. Talvez até um alto falante com o cone colado no vidro. ( mas vai introduzir ruidos no ambiente por conta da deformação do cone) Talvez retirar o cone não seja uma boa pois acho que somente a aranha (aquela tela central) não segura a bobina centralizada.

Achei a ideia genial, to com vontade de testar. e olha que pelo que aparece no vídeo eles só inverteram a fase e filtraram. ou seja, bem simples e pode ser melhorado.

Importantíssimo: Compre fraldas, muitas fraldas. :)

André

Offline minilathe

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #13 Online: 26 de Agosto de 2014, 16:29 »
Não sei se um piezo, mas algum tipo de transdutor que vibre o vidro e tenha uma resposta de frequência dentro da faixa audível. Talvez até um alto falante com o cone colado no vidro. ( mas vai introduzir ruidos no ambiente por conta da deformação do cone) Talvez retirar o cone não seja uma boa pois acho que somente a aranha (aquela tela central) não segura a bobina centralizada.

Um sistema parrudo seria mais indicado, um atuador com capsula piezoelétrica seria mais fácil construir, seria compacto e responde bem em altas frequências, mas requer alta tensão para ser acionado. Um atuador com bobina móvel poderia ter um diafragma metálico, ao invés da frágil aranha de um alto-falante. Por exemplo, um driver para cornetas é algo mais robusto, potente e mais eficiente, porém, alcança melhor frequências mais baixas.

Há atuadores do tipo "voice coil" (que não são alto-falantes), com elevada aceleração, que poderiam ser usados, exemplos:
http://www.flxsys.com/Applications/Advanced%20Actuators/
http://www.motionshop.com/pr/H2W-VoiceCoil-Stgs-OView.shtml

Offline andresinho

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Re:Cancelador de ruido
« Resposta #14 Online: 26 de Agosto de 2014, 18:03 »
Talvez o que passe pelo vidro tenha mais espectro de baixas frequências, ao menos a impressão que tenho...  eu tenho um alto falante de 12 polegadas que está meio fora de uso...  Será que da pra testes ?  O vidro de um dos quartos tem uns 90Cm x 80 cm.  Ou é perda de tempo?? Me preocupa muito questão de acertar fase dos sinais.  Vendo o video do youtube pareceu tão simples...


 

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