G4 02 - Microphone và âm thanh số

Linh kiện cần chuẩn bị

• 1 ESP32-S3 DevKit.
• 1 module cảm biến âm thanh analog có chân AO.
• Dây jumper, breadboard, cáp USB data.
• Máy tính có Arduino IDE hoặc Arduino CLI, Serial Monitor 115200 baud.
• Bảng log gồm: min, max, peak_to_peak, level_pct, điều kiện âm thanh.

Code bài này chỉ dùng ESP32-S3 và sound sensor AO. Không dùng LED, buzzer, motor hoặc module khác.

Bài này giúp bạn làm được gì?

Raw analog thay đổi rất nhanh. Nếu chỉ đọc một mẫu, robot dễ hiểu sai. Bài này đọc nhiều mẫu trong 50 ms, lấy min/max và tính peak_to_peak để biểu diễn mức âm lượng.

Kết quả cuối bài:

• Đọc được cửa sổ âm thanh 50 ms.
• In min, max, peak_to_peak, level_pct.
• Biết vì sao tiếng vỗ tay tạo peak lớn hơn tiếng nói nhẹ.

Pin map

Chức năng	ESP32-S3	Thiết bị	Ghi chú
Sound AO	GPIO4	AO của sound sensor	Tín hiệu analog
3V3	3V3	VCC sensor	Giữ AO trong 0-3.3V
GND	GND	GND sensor	Bắt buộc

Thực hành từng bước

Bước 1: Upload code

Code hoàn chỉnh nằm tại:

code/g4-02-microphone-va-am-thanh-so/g4-02-microphone-va-am-thanh-so.ino

Log:

G4 02 sound window reader
time_ms,min,max,peak_to_peak,level_pct

Bước 2: Ghi 3 điều kiện

Ghi ít nhất 10 dòng cho mỗi điều kiện:

Điều kiện	Dự đoán
Yên lặng	peak_to_peak thấp
Nói gần microphone	peak_to_peak trung bình
Vỗ tay	peak_to_peak cao

Bước 3: Vẽ bảng nhanh

Tạo bảng trung bình level_pct cho 3 điều kiện. Không cần đồ thị đẹp; điều quan trọng là số liệu có phân biệt được âm lượng.

Giải thích code

Code đọc liên tục trong 50 ms:

while (millis() - startMs < SAMPLE_WINDOW_MS) {
  int raw = analogRead(PIN_SOUND);
  minValue = min(minValue, raw);
  maxValue = max(maxValue, raw);
}

peak_to_peak = max - min cho biết dao động âm thanh trong cửa sổ đó.

Kiểm thử thật

Test	Thao tác	Kết quả mong đợi	Pass?
1	Yên lặng	level_pct thấp
2	Nói “robot”	level_pct tăng
3	Vỗ tay	level_pct cao nhất
4	Đưa microphone xa miệng hơn	Level giảm
5	Ghi 30 dòng	Có dữ liệu đủ để lấy trung bình

Lỗi thường gặp và cách sửa

Lỗi	Nguyên nhân	Cách sửa
peak_to_peak luôn 0	AO không nối hoặc sensor hỏng	Kiểm dây AO/GND/VCC
level_pct luôn 100	Module quá nhạy hoặc nhiễu nguồn	Giảm biến trở độ nhạy, dây ngắn
Số nhảy mạnh khi yên lặng	Bàn rung, dây lỏng	Cố định sensor, kiểm jumper

Checklist debug

• Có log min/max.
• peak_to_peak phân biệt được yên lặng và vỗ tay.
• Có bảng trung bình 3 điều kiện.
• Học viên giải thích được vì sao dùng cửa sổ 50 ms.

Thử thách nhỏ

Đổi SAMPLE_WINDOW_MS thành 20 ms và 100 ms, đo lại level. Chọn cửa sổ phù hợp và giải thích bằng log.

Checklist hoàn thành

• Đọc được âm lượng dạng số.
• Có bảng so sánh điều kiện âm thanh.
• Sẵn sàng sang G4 03 kiểm wiring AO/DO và event âm thanh.

Bài tiếp theo

G4 03 sẽ kiểm tra cả ngõ analog AO và ngõ digital DO của module để biết khi nào âm thanh được coi là một event.

---

Điều hướng bài học

Bài tiếp theo: G4 03 - Kết nối microphone I2S hoặc voice module

Bài trước: G4 01 - Robot biết nghe là gì