تعريف المايكروفون
المايكروفون هو جهاز يقوم بتحويل الموجات الصوتية إلى إشارات كهربائية يمكن معالجتها بواسطة أجهزة الكمبيوتر وأنظمة الصوت الرقمية الأخرى. يُعرف هذا الجهاز اختصارًا بـ “مايك” (Mic) وهو اختصار لمصطلح المايكروفون (Microphone). يتواجد المايكروفون في الهواتف المحمولة والكمبيوترات المكتبية والمحمولة. عند توصيل المايكروفون بالكمبيوتر المكتبي، يتم استخدام المنفذ الخاص به الموجود إما في الجزء الخلفي أو الأمامي من علبة الجهاز، بينما يتم توصيله بالكمبيوتر المحمول من خلال المنفذ الموجود في الجزء الأمامي أو الجانبي، وغالبًا ما يُحدد منفذ المايكروفون بلون وردي أو برمز المايكروفون.
يعد المايكروفون أحد أجهزة الإدخال (Input Devices) الأساسية في أنظمة الكمبيوتر، حيث يمكنه نقل المعلومات إلى الجهاز على شكل ملفات صوتية يمكن تخزينها أو تشغيلها أو مشاركتها مع المستخدمين الآخرين. كما أن أجهزة المايكروفون ضرورية للتعرف على صوت المستخدم أثناء تنفيذ أوامر معينة على الجهاز.
تاريخ المايكروفون
تعود جذور اختراع المايكروفون إلى القرن السابع عشر الميلادي، عندما بدأ العلماء في تلك الحقبة في البحث عن وسيلة لتضخيم الصوت. يُعتبر العالم الإنجليزي روبرت هوك رائدًا في هذا المجال، حيث تمكن في عام 1665 من تطوير نموذج أولي للمايكروفون ضمن هاتف بسيط مكون من كأسين وسلك يربط بينهما. تجدر الإشارة إلى أن مصطلح “مايكروفون” لم يُستخدم حتى القرن التاسع عشر الميلادي، عندما قام المخترع الإنجليزي تشارلز ويتستون بتطوير جهاز لتضخيم الأصوات الضعيفة وأسماه المايكروفون.
في الثمانينات من القرن التاسع عشر، تم اختراع ما يُعتبر أول جهاز مايكروفون حديث من قِبل إميل برلينر، الذي عمل مع توماس أديسون على تطوير عدة اختراعات. تتابعت الابتكارات في تصميم المايكروفونات مع مرور الوقت، وزاد الطلب عليها مع ظهور الإذاعات كأحد المصادر الرئيسية للحصول على الأخبار.
شهد عام 1964م تقدمًا كبيرًا في صناعة المايكروفونات، حيث استطاع كل من جيمس ويست وجيرهارد سيسلر اختراع المايكروفون الكهربائي، الذي تميز بجودة عالية، وحجم صغير، وتكلفة منخفضة. أحدث هذا الاختراع تغييرات ثورية في تصنيع المايكروفونات، ليصل الإنتاج السنوي إلى حوالي مليار جهاز.
استمرت التحسينات في تصنيع المايكروفونات حتى أصبحت متوفرة في العديد من الأجهزة الشائعة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وسماعات الرأس، وفي عصرنا الحالي تُستخدم المايكروفونات في تطبيقات الذكاء الاصطناعي والأتمتة وتكنولوجيا صناعة السيارات، وغيرها من المجالات المتنوعة.
كيفية عمل المايكروفون
يعمل المايكروفون على تحويل الموجات الصوتية إلى إشارات كهربائية من خلال مجموعة من الخطوات:
- يبدأ المستخدم بالتحدث عبر المايكروفون، مما ينتج عنه موجات صوتية تنتقل عن طريق اهتزازات هوائية إلى الجهاز.
- تصل الموجات الصوتية إلى قرص مسطح كبير مصنوع عادةً من بلاستيك رقيق، والذي يُعرف بالحجاب الحاجز (Diaphragm) أو المخروط (Cone).
- يبدأ الحجاب الحاجز في التحرك ذهابًا وإيابًا نتيجة لتأثير الموجات الصوتية.
- يتحرك ملف من الأسلاك المعدنية (Coil) بسبب حركة الحجاب الحاجز.
- ينشأ حقل مغناطيسي حول الملف المعدني نتيجة لحركته، حيث تمر الموجات الصوتية من خلال هذا المجال.
- ثم تتحول الموجات الصوتية التي تعبر الحقل المغناطيسي إلى تيار كهربائي يدخل إلى معدات تشغيل الصوت المختلفة، حيث يتم تضخيم هذا التيار ليصبح صوتًا أعلى بكثير.
استخدامات المايكروفون
يستخدم المايكروفون في مجموعة متنوعة من التطبيقات، منها:
- تسجيل الأصوات المختلفة، سواء كانت أصوات البشر أو الآلات الموسيقية.
- إمكانية التعرف على الصوت.
- إجراء محادثات صوتية مع مستخدمين آخرين عبر الإنترنت.
- التفاعل مع ألعاب الكمبيوتر.
- استخدامه في بروتوكول الصوت عبر الإنترنت (VoIP).
أنواع المايكروفونات
تتواجد المايكروفونات بأشكال وأنواع متنوعة، حيث تختلف الاستخدامات بحسب نوع الجهاز. وفيما يلي بعض الأنواع الشائعة:
- المايكروفون الديناميكي: (Dynamic Microphone)؛ وهو من الأنواع الأكثر شيوعًا ويسهل استخدامه دون الحاجة لتوصيل مباشر بالكهرباء.
- المايكروفون المكثف: (Condenser Microphone)؛ يستخدم لتسجيل الأصوات الدقيقة ويتطلب مصدر طاقة لتشغيله.
- المايكروفون الشريطي: (Ribbon Microphone)؛ يستخدم لتسجيل الصوت بوضوح في نطاق واسع، ويتميز بتكلفته العالية.
- المايكروفون الكهربائي: (Electret Microphone)؛ شائع الاستخدام في الأجهزة المحمولة وأجهزة الكمبيوتر.
- أنواع أخرى تشمل:
- مايكروفون الكريستال.
- المايكروفون قلبي الشكل.
- المايكروفون الليزري.
- المايكروفون الديناميكي.
- مايكروفون الألياف البصرية.
- المايكروفونات السائلة.
- مايكروفونات الكربون.