Diseño y desarrollo de un equipo electrónico para la medida del nivel de presión sonora

Abstract

[ES] El presente trabajo fin de grado tiene como objetivo el diseño, simulación y montaje de un prototipo de equipo electrónico para la medida del nivel de presión sonora (NPS). Este equipo está basado en un micrófono electret de bajo coste y de dispositivos analógicos integrados como amplificadores operacionales. El diseño se alimenta de forma asimétrica a partir de una única pila. Para lograr cumplir estos objetivos se ha realizado un marco teórico y se han analizado una serie de sonómetros para extraer unas especificaciones coherentes con el mercado. Tras esto, se han definido los bloques funcionales (etapas) que constituyen el prototipo. Dichas etapas son las siguientes: micrófono y su preamplificación, filtrado para la ponderación frecuencial, conversión a valor eficaz y ponderación temporal, conversión logarítmica y visualización. La magnitud captada se mostrará junto a la hora y la fecha de la medición realizada mediante un microcontrolador (Arduino) seguido de un LCD 4x20. Por lo que se realizará un código en lenguaje Arduino para realizar dicha visualización, el código se refleja en el Anexo I. El montaje del prototipo se ha pospuesto para futuras investigaciones debido al cierre de la Universitat Politècnica de València a causa del COVID-19.

[EN] This final degree project aims to design, simulate and assemble of a prototype of electronic equipment for sound pressure level (SPL) measurement. This equipment is based on a low cost electret microphone and integrated analog devices such as operational amplifiers. The design is single-supply. To achieve these objectives, a theoretical framework has been developed and a series of sound level meters have been analyzed to extract specifications that are consistent with the market. After this, the functional blocks (stages) that constitute the prototype have been defined. These stages are: microphone and its preamplification, filtering for frequency weighting, conversion to effective value and time weighting, logarithmic conversion and visualization. The magnitude captured will be displayed next to the time and date of the measurement made using a microcontroller (Arduino) followed by a 4x20 LCD. So a code will be made in Arduino language to carry out such visualization, the code is reflected in Annex I. The assembly of the prototype has been postponed for future research due to the closure of the Universitat Politècnica de València due to COVID-19.

[CA] El present treball fi de grau té com a objectiu el disseny, simulació i muntatge d'un prototip d'equip electrònic per a la mesura del nivell de pressió sonora (NPS). Este equip està basat en un micròfon electret de baix cost i de dispositius analògics integrats com a amplificadors operacionals. El disseny s'alimenta de forma asimètrica a partir d'una única pila. Per a aconseguir complir estos objectius s'ha realitzat un marc teòric i s'han analitzat una sèrie de sonòmetres per a extraure unes especificacions coherents amb el mercat. Després d'açò, s'han definit els blocs funcionals (etapes) que constituïxen el prototip. Les dites etapes són les següents: micròfon i el seu preamplificació, filtrat per a la ponderació freqüencial, conversió a valor eficaç i ponderació temporal, conversió logarítmica i visualització. La magnitud captada es mostrarà junt amb l'hora i la data del mesurament realitzada per mitjà d'un microcontrolador (Arduino) seguit d'un LCD 4x20. Pel que es realitzarà un codi en llenguatge Arduino per a realitzar la dita visualització, el codi es reflectix en l'Annex I. El muntatge del prototip s'ha posposat per a futures investigacions a causa del tancament de la Universitat Politècnica de València a causa del COVID-19.