Ha seleccionado una placa de micrófono con ganancia automática. Esto es exactamente lo contrario de lo que necesita. No puede medir los niveles de audio reales cuando hay algo aguas arriba que NO realiza todos los cambios de nivel de audio ("auto-ganancia"). Entonces, primero, debe usar el módulo de micrófono adecuado que le brinde los niveles de audio reales, honestos y sin modificar.

En segundo lugar, está intentando medir los NIVELES de audio, no la FORMA DE ONDA del audio en sí. Eso significa que necesita promediar o integrar la señal de audio para producir la "envolvente" de los niveles de audio. Puede hacer esto en el software muestreando el audio a una velocidad alta y haciendo cálculos matemáticos furiosamente, o puede hacerlo de manera mucho más simple en el hardware rectificando e integrando la señal de audio en una señal de CC en movimiento que representa el NIVEL de audio en cualquier punto en particular. momento. Luego puede muestrear y escalar esta CC variable en deciBels o lo que sea.

Recomiendo encarecidamente obtener una placa de micrófono diseñada esencialmente para hacer exactamente lo que está proponiendo. A saber, la placa del detector de sonido Sparkfun. Esta placa tiene la cápsula de micrófono electret, y también el preamplificador de micrófono, y un detector de picos y un amplificador de búfer de salida. Todo lo que necesita hacer es conectar la salida del detector de picos de esta placa a un pin de entrada analógica en su Arduino y recibirá la envolvente de audio en bandeja de plata. Pan comido.

Ejemplo: https://www.sparkfun.com/products/12642

Tienes la cosa equivocada, en primer lugar

El control automático de ganancia (AGC) en su placa de micrófono existente no es lo que quiere aquí: un detector de nivel de sonido será expulsado por la acción del bucle AGC cambiando la ganancia por todas partes mientras intenta mantener un nivel de salida constante (¿qué más esperaría de un bucle AGC?). También podría obtener un micrófono electret barato, como el de Sparkfun , y usarlo directamente en cualquier circuito que armó.

Los logaritmos analógicos son el camino a seguir aquí

Una de las verdades básicas de los ADC modernos y económicos, especialmente los proporcionados en sistemas altamente integrados, es que su rango dinámico está limitado por el ruido en el extremo inferior y el bajo voltaje de suministro disponible en el extremo superior. Además, tomar sus logaritmos digitalmente hace un mal uso de los bits ADC que tiene disponibles: pequeños cambios en la señal en el extremo inferior provocan un cambio relativamente grande en el registro, pero son difíciles de distinguir para el ADC debido a su resolución limitada. .

Como resultado de todo esto, usaría un chip convertidor lineal en dB RMS-DC para convertir su entrada de sonido a dB, luego alimentaría ese "voltaje de control" detectado a su ADC para fines de medición. Afortunadamente, esto no es difícil: el convertidor RMS-CC de un ESO4316 funciona felizmente con 3,3 o 5 VCC, y es fácil de aplicar: un circuito de ejemplo que lo usa, el micrófono electret Sparkfun vinculado anteriormente y el LT1678 dual de bajo ruido. El amplificador operacional se muestra a continuación.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

OA1A, R5 y R6 son un amplificador no inversor de fuente única, ganancia = 100 que sirve como un preamplificador de micrófono con su entrada polarizada al punto medio del rango de suministro por R2, que también polariza el micrófono. Se eligió la ganancia porque el ESO4316 tiene un nivel de entrada mínimo de 100 nA, o 100 uV con la resistencia elegida, y con la sensibilidad de 5 mV/Pa del micrófono elegido, solo obtenemos 1 uV del micrófono para una entrada de 30 dB. C5 y R1 AC acoplan la señal de audio a U1 y la convierten en corriente, respectivamente, mientras que C2 es el condensador de temporización RMS-DC. R3, R4 y OA1B aumentan la oscilación de salida de +/-300 mV de U1 para adaptarse mejor al rango de entrada del ADC. C1, C3, C4 y C6 proporcionan varios tipos de desacoplamiento de suministro.

Tenga en cuenta que C2 y C5 deben ser capacitores de película (no cerámicos, electrolíticos o de tantalio), y R1, R3, R4, R5 y R6 deben ser resistencias del 1 % o mejores, preferiblemente de película delgada o de metal, ya que carecen de exceso de ruido. Además, C3 debe conectarse directamente entre el pin 8 de U1 y el extremo conectado a tierra de C2; ​​esto evita que los picos de corriente del convertidor RMS-DC de U1 arruinen el resto del funcionamiento del circuito. Finalmente, si no puede obtener un LT1678, querrá prestar atención a la oscilación de salida: necesita una parte que pueda tirar dentro de un par de cientos de mV más o menos del riel negativo, además de salir de un suministro único de 3,3 V con un rango de modo común decente y silencioso: el LT1678 puede generar un ruido de voltaje de 4,4 nV/hercios raíz a 10 Hz, y con el Zin bajo (dominado por R2) y los valores de resistencia elegidos (consejo:

La señal resultante es un voltaje que oscila entre casi 0 V y casi 3,3 V, con una función de transferencia lineal en dB: el convertidor RMS-CC del That4316 tiene la agradable propiedad de que la salida es de 6 mV por dB de nivel de entrada.

El fabricante del micrófono dice que su salida de amplificador "se puede usar fácilmente con cualquier convertidor analógico/digital que tenga una entrada de hasta 3,3 V. Si desea conectarlo a una entrada de línea, simplemente use un capacitor de bloqueo de 1-100 uF en serie". (100uF suena mejor)".

Tienes dos opciones aquí:

• La opción más simple: conecte la tarjeta de sonido USB al Pi y alimente la salida del amplificador a través de una capacidad de bloqueo de 100uF en la entrada de la tarjeta de sonido. A continuación, puede utilizar el programa de su elección para procesar el sonido. Enlace a la tarjeta de sonido compatible con Pi: https://www.adafruit.com/product/1475
• Si por alguna razón, la opción anterior no satisface sus necesidades, puede usar un convertidor analógico a digital (como el MCP3008 o el ADS1x15 (ADS1015 / ADS1115)) y programar el código Python necesario para interpretar la salida de los convertidores. Hay una guía completa sobre cómo hacerlo aquí: https://learn.adafruit.com/raspberry-pi-analog-to-digital-converters/overview (detalla el cableado y las bibliotecas de Python que necesita usar). ¡Espero que esto ayude!