Hallo zusammen. Ich möchte mit meinem Atmega8 die Schallgeschindigkeit messen. Wie löse ich dies am Besten? Durch einfache Laufzeitenmessung (lautsprecher+Mikrophon) oder gehts anders einfacher und genauer? Vielen Dank Cu Hurra
Wieso messen???? die Geschwindigkeit ist fest vorgegeben mit x m/s oder willst du damit eine Entfernung messen??
Nein, die Schallgeschwindigkeit ist natürlich (fest) vorgegeben, doch ich möchte den Tabellen/Formelwert experimentell bestimmen. Vielen Dank Cu Hurra
ist temp-abhängig... also ich würd lautsprecher und mic nehmen.. messungen der laufzeit bei 2 abständen und fertig... es reicht auch nur 1ne messung... nur musst dann halt auch die zeiten die dein amp braucht das der lautsprecher was ausgibt usw auch einrechnen... eigentlich machst eine abstandsmessung bei der du den abstand kennst... ist glaub ich das sinnvollste 73 de oe6jwf / hans
... und damits nicht zu einfach wird, ist die Schallgeschwindigkeit auch noch abhängig von der Luftfeuchtigkeit ;-) ... Könnte schwierig werden mit der Genauigkeit bei einer Lautsprecher-Mikrofon-Anordnung. Beide haben noch eine gewisse Trägheit, wie Hans schon sagte, die das Ergebnis verfälschen kann. Je größer die Strecke zwischen Lautsprecher und Mikrofon, desto kleiner wird der relative Fehler, der durch die Trägheit verursacht wird. Oder (wie Hans schon vorschlägt), den Fehler durch 2 Messungen bei unterschiedlichen (bekannten) Abständen eliminieren. Auf jeden Fall nicht ganz einfach. KMT
Das ist eine einfache Aufgabe. Du benötigst einen Lautsprecher, ein Mikrofon und ein Metermaß. Du stellst das Mikrofon vor den Lautsprecher und mißt den Abstand M-LS. Dann gibst Du einen Spannungsimpuls auf den LS ("Knack") und mißt die Zeit, bis das M den Knack registriert (also: Spannung am LS-Ausgabeport des µC geht von 0 auf 1 -> Zähler starten; Spannung an M-Eingabeport des µC geht von 0 auf 1 -> Zähler stoppen). Mit dieser einzelnen Messung kannst Du aber leider noch gar nichts anfangen, weil zwischen dem Ereignis "µC gibt Spannungsimpuls aus" und dem Ereignis "Schallwelle verläßt den LS" eine gewisse Verzögerungszeit T vergeht, die Du nicht kennst. Die ist zwar klein, aber Du darfst sie trotzdem nicht vernachlässigen, weil die Schalllaufzeit ebenfalls klein ist. Deshalb mußt Du mehrere Messungen machen (mindestens jedoch zwei), mit verschiedenen M-LS-Abständen. Wenn Du die Ergebnisse vieler Messungen in ein Koordinatensystem einträgst (x-Achse = M-LS-Abstand, ; y-Achse = gemessene Zeit), werden die Punkte eine Gerade bilden (Du solltest aus den Meßpunkten die Regressionsgerade berechnen; dann kannst Du nämlich auch eine Aussage über den Fehler Deiner Messung machen). Die Steigung dieser Geraden ist die Schallgeschwindigkeit; ihr y-Achsen-Abschnitt die Verzögerungszeit T (mathematischen Background bitte selbst überlegen).
Ich würde zunächst das Mikro direkt vor den Lautsprecher halten. Misst Du dann die Verzögerung, weißt Du, wie träge Dein Mikro und Dein Lautsprecher sind. Diese Verzögerung dann einfach von Deinen weiteren Messergebnissen abziehen, und voilá, Du hast ein bereinigtes Messergebnis.
Ich würde 2 (möglichst gleiche) Mikros in unterschiedlichem Abstand vom Lautsprecher aufstellen und beide gleichzeitig messen. Dann fallen Verzögerungen beim Lautsprecher, Verstärker und den Mikros aus der Rechnung raus (wenn beider Mikros exakt identisch sind). Stefan
Ich meine, es dürfte kaum mit vertretbarem finanziellen Aufwand zu schaffen sein, 2 exakt gleiche Mikrofone zu finden. Nicht umsonst werden selbst teure Studiomikrofone, die bereits in sehr engen Toleranzgrenzen arbeiten, auch als (ausgemessene) Paare angeboten. Insofern finde ich die Lösung mit den 2 verschiedenen Abständen noch am praktikabelsten. Kai Markus
Vor allem, weil die Suche nach zwei "völlig gleichen" Mikrofonen völlig unnötig ist, weil es ja völlig problemlos auch mit nur einem Mikrofon geht (merke: am gleichesten ist etwas immer zu sich selbst).
Joa, danke Hab ne neue Frage. Einfach per Transistor kurz Spannung auf nen LS geben? Oder sollte ich besser so Summer/Piezoo-Teile verwenden? Ich mach mich heut mal an den Aufbau. Vielen Dank Cu Hurra
Hallo, einfach kurz Spannung auf den Lautsprecher zu geben halte ich nicht für richtig. Dies wäre gleichbedeutend mit einem Ein- und nachfolgendem Ausschalten, wobei beide Vorgänge einen Einschwingvorgang aufweisen würden. Deshalb sollte die Spannung nur eingeschaltet werden, für die Dauer der Messung eingeschaltet bleiben ( -> dies bewirkt außerdem eine Dämpfung, wodurch der Einschwingvorgang kürzer ausfällt. Mit ausgeschalteter Spannung ist die Dämpfung Null und die Membran schwingt munter weiter) dann erst nach der Messung ausschalten und für die nächste Messung wieder nur einschalten. Natürlich keine Frequenzweiche oder sowas vorschalten, keine Mehrwege-Box verwenden. Bleibt nur noch die Frage offen, welche Art von Lautsprecher sich am besten eignet, denn ein Knacks enthält alle Frequenzen. Gruß
Wobei die Dauer einer Messung bei einem Mikrofon-Lautsprecher-Abstand von 10 m lediglich ca. 30 ms beträgt.
So, jetzt bin ich soweit, dass der Aufbau klappt. Mein letztes Problem ist jetzt nur noch die eigentliche Laufzeitmessung im µC. Wie realisiere ich dies am Besten? Ich verwende einen Atmega8. Ist "Input Capturing" das was ich benötige? Irgendwie komm ich grad ned drauf, wie ich die takte zwischen dem Auslösen des tons und dem Intterupt messen soll. Vielen Dank Cu Hurra
So, hab mich mal etwas informiert und das hier gebastelt. Leider bekomme ich völlig falsche Ergebnisse. woran könnte dies liegen? Vielen Dank Cu Hurra
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