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TRABAJO FINAL DE PRINCIPIOS DE AUDIO

“CONTROL DE RUIDO ACTIVO”

 

 

 

 

 

Estudiantes:                             Mauricio A. Pinzón G.             Cédula: 8.854.244 de Cartagena

                                               Tel: 3334111                                      Email:  maop2@hotmail.com

                                               Facultad: Ingeniería Electrónica

                                               Universidad Pontificia Bolivariana

 

 

                                               Santiago Arcila V         .                       Cédula: 8.353.327 de Medellín

                                               Tel: 3330051                                       Email: arfiuch@hotmail.com

                                               Facultad: Ingeniería Electrónica

                                               Universidad Pontificia Bolivariana

 

 

 

 

 

Profesor:                                 I.E.E José Ricardo Zapata.                  Cédula:  71.717.363 de Medellín

                                               Tel:  4159095 ext.111                         Email:  jrzapata@upb.edu.co

                                               Universidad Pontificia Bolivariana

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abril, 2005

Ingeniería Electrónica

Universidad Pontificia Bolivariana

 

DATOS DEL TRABAJO

 

1.  INVOLUCRADOS

ESTUDIANTES:

Nombre y Apellidos:

Mauricio A. Pinzón Gilchrist

Facultad:

Ingeniería Electrónica

Situación:

Estudiante Décimo Semestre

 

Nombre y Apellidos:

Santiago Arcila

Facultad:

Ingeniería Electrónica

Situación:

Estudiante Noveno Semestre

 

PROFESOR :            IEE. José Ricardo Zapata

·        Ingeniero Electrónico Universidad Pontificia Bolivariana.

·        Especialista en Audio.

·        Actualmente se desempeña como docente del área de Principios de Audio.

·        Miembro del Grupo de Investigación GIDATI

 

 

2. MODALIDAD

Monografía.

El proyecto es elaborado como trabajo final de la materia Principios de Audio.

 

3. TEMA DEL PROYECTO

E

l molesto ruido ambiental constituye una amenaza para nuestros nervios, y es uno de los mas graves problemas al que habitualmente se está expuesto. Los ruidos producidos por motores generan habitualmente un ruido de naturaleza periódica bastante molesto. Este tipo de ruido, con un alto nivel de presión sonora, puede producir graves lesiones auditivas si la exposición al mismo es continua durante largos períodos de tiempo. Eliminar estos ruidos es posible mediante el Control de Ruido Activo.

 

El control de Ruido Activo utiliza el fenómeno de interferencia destructiva entre ondas, esto se da cuando dos ondas al encontrarse atenúan su magnitud entre sí. Si estas ondas son de igual magnitud y de igual frecuencia, pero tienen un desfase de 180 grados entre sí, al interferir el resultado será una cancelación de ambas. Cada componente de una onda en un mismo instante de tiempo se cancela con la otra. Se puede suponer que la primera onda es la onda de ruido de baja frecuencia que molesta y perjudica el oído de la persona que lo escucha; de manera que se necesitaría una onda igual en magnitud y frecuencia pero desfasada 180 grados para poder producir la atenuación, o en el mejor de los casos la cancelación de la onda incidente.

 

Las pérdidas de audición en el ser humano comienzan a notarse en la percepción de señales audibles de baja frecuencia (50 - 500 Hz), causadas muchas veces porque el ruido sobre todo en las grandes ciudades es rico en estas señales provocadas normalmente por armónicos de la frecuencia fundamental de los motores.

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4.      ANTECEDENTES

Las demostraciones mas exitosas del Control de Ruido Activo se han hecho para el control de ruido en espacios cerrados tales como ductos, cabinas y mofles de autos y auriculares. Estos últimos son los que mas éxito comercial han tenido, y son usados desde hace ya algún tiempo por pilotos, para los cuales son indispensables sobre todo en aviones de motor de hélice.


Los auriculares activos utilizan el principio de superposición de ondas acústicas para cancelar las bajas frecuencias, permitiendo el paso de otras señales: señales de voz o tonos de aviso. Estos protectores auditivos están provistos, aparte del altavoz, de un pequeño micrófono y un chip DSP. Este circuito es el encargado de generar las señales que actuarán como ondas de presión en oposición de fase.

 

En un tubo las ondas de bajas frecuencias se propagan como ondas planas a lo largo de su eje. Colocando un micrófono de referencia, uno o varios altavoces, y un micrófono de error, en este mismo orden según la propagación de las ondas y lo más próximo a la fuente de ruido, es posible obtener excelentes resultados de atenuación en toda la longitud del conducto.

 

El control activo de ruido en aviones es un tema de constante interés e investigación, debido sin duda a las mejoras en cuanto a peso y volumen puede ofrecer esta técnica en el diseño de aeronaves respecto a las técnicas pasivas de control. Tales mejoras conllevan un  considerable ahorro de combustible por lo que no tardarán en implementarse en los nuevos modelos de aviones.

 

El control activo de ruido acústico en automóviles también se empieza a desarrollar rápidamente por las mismas razones que se aplican en las aeronaves: minimizar el tamaño y el peso del habitáculo para conseguir importantes atenuaciones acústicas. El ruido que se puede encontrar en el habitáculo de un coche está producido principalmente por tres fuentes: motor, rodadura y viento. De estos tres ruidos el mas fácil de eliminar es el ruido del motor, ruido de componentes periódicas. La atenuación de los otros dos tipos de ruido, al ser ruidos de banda ancha, no es tan significativa como lo es la atenuación del ruido de motor.

 

También está empezándose a usar en el medio de la construcción, en donde la gran cantidad de maquinaria pesada hace un ambiente de trabajo que puede llegar a ser perjudicial para salud de los obreros.  

 

5.      OBJETIVOS

5.1.  Objetivo General

·        Hacer una investigación profunda de la nueva tecnología de Control de Ruido Activo.

 

5.2.  Objetivos Específicos

·        Proponer un sistema de Control de Ruido Activo para ventiladores de computadores.

·        Conocer las nuevas tecnologías que se están aplicando en este campo del audio.

·        Conocer los diferentes algoritmos existentes para tratamiento de la señal de ruido.

 

6.      JUSTIFICACIÓN  Y  BENEFICIOS

El aspecto más relevante del uso del Control de Ruido Activo se relaciona con la salud, debido a que los niveles de contaminación auditiva que existe hoy en día pueden llegar a ser perjudiciales, sobre todo en ambientes de trabajo donde hay contacto directo con maquinaria y motores.

 

También se puede encontrar uso en la mejora de calidad del silencio, por ejemplo, se puede mejorar el ruido interno en la cabina de un automóvil, el cual no es perjudicial como lo puede llegar a ser el de una avión a hélice, pero si puede presentar una mayor comodidad para el conductor si se llega a un mínimo ruido interno. Igualmente en estudios de grabación, salas de concierto entre otros.

 

7.  ALCANCE

El trabajo dará como resultado una investigación completa sobre el Control de Ruido Activo. Dependiendo del desarrollo de la investigación se puede hacer una simulación y posiblemente una implementación sencilla.

 

8.      PRESUPUESTO Y RECURSOS NECESARIOS

 

-         En el presupuesto de Impresiones se asumió una inversión de $80,000 en cartucho de tinta a color.

-         En el presupuesto de Fotocopias y Bibliografía se asumió una inversión de $5,000 en fotocopias.

-         Todos los gastos de implantación del diseño propuesto, de llegar a realizarse, correrán por cuenta de los estudiantes.

 

9.  FINANCIACIÓN

Los recursos económicos para este trabajo de grado provendrán los estudiantes

 

 

12.  bibliografía

 

[1]      Luis Benigno Gutiérrez, Sistemas Y Señales. Serie Nabla-Delta, Editorial UPB.

 

[2]      Simon Haykin, Barry Van Veen, Señales Y Sistemas. Limusa Wiley.

 

[3]     Rodger Zimmer, William Tranter y Ronald Fannin, Signals & Systems, Prentice Hall, cuarta edición 1998.

 

[4]     SS Soliman & MD Srinath, Señales y Sistemas continuos y discretos, Prentice, segunda edición, 1999.

 

[5]      AV Oppenheim y A. Willsky, Señales y Sistemas, Prentice Hall, 1995.

 

[6]      Auriculares para Audiometrías. [en línea]. <http://www.leqingenieros.com/productos_4.htm>.

        [consulta: 20 de Febrero, 2005].

[7]     Control Activo de Ruidos. [en línea]. <http://www.leqingenieros.com/contenidos_copia(4).htm>. [consulta: 20 de Febrero, 2005].

 

[8]      Controlador Activo de Ruido. [en línea]. <http://www.diac.upm.es/adda/Ruido/cruido.htm>.

       [consulta: 4 de Marzo, 2005].

 

[9]      Active Noise Control FAQ. [en línea]. <http://users.erols.com/ruckman/ancfaq.htm.>    [consulta: 4 de Marzo, 2005].

 

[10]  Interactive Classroom Aplications. [en línea]. <http://dspserv.sdsu.edu/classroom/content.htm>.

        [consulta: 27 de Marzo, 2005].

 

[11] Noise Cancellation Using Neural Networks. [en línea].                                                               <http://dspserv.sdsu.edu/classroom/neural.htm>. [consulta: 27 de Marzo, 2005].

 

[12]  Cancelador de Ruido Utilizando un Filtro Adaptativo NMLS. [en línea].

       < http://iie.fing.edu.uy./ense/asign/sisdsp/proyectos/1999/nmls> [consulta: 27 de Marzo, 2005].