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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Brainstorming akustisches phased array


Autor: Jan (Gast)
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Hallo zusammen!

Ich habe folgende Idee und haette gerne eure Meinung sowie weitere Ideen 
dazu:
Ich wuerde gerne ueber die Machbarkeit einer akustischen 
Wellenfeldsynthese nachdenken (und vielleicht auch irgendwann mal 
bauen), und zwar aufgebaut aus einzelnen (optimalerweise guenstigen) 
Modulen. Im Prinzip soll es so aussehen: Jedes Modul besteht aus einem 
Breitbandlautsprecher, passendem Verstaerker und einem DSP sowie 
Stromversorgung und Netwerkmodul. Zudem gibt es einen zentralen 
Steuerrechner, der die Position dieser Module im Raum kennt und nach 
Vorgabe des gewuenschten akustischen Effekts die Transferfunktionen 
(Amplitude, Phase, Verzoegerung) fuer jedes einzelne Modul berechnet. 
Desweiteren ist der Rechner auch Audioquelle. Als Verbindung zwischen 
Rechner und Modulen habe ich bisher an folgendes Gedacht: Entweder 
W-LAN, dann bekommt jedes Modul eine Adresse um die Transferfunktion zu 
beziehen und Audio kommt als broadcast daher, oder (kabelgebunden) 
separate Leitungen fuer Funktionen (CAN?) und Audio (digital audio? 
irgendein Format was der DSP ohne viel Aufwand verdauen kann, auch als 
Bus ausfuehrbar). Der DSP soll dann nur noch die FFT vom Audio 
erledigen, mit der Transferfunktion falten und dann auch wieder 
ausgeben. Jetzt kommen direkt ein paar Fragen auf: Welcher DSP? Gibt es 
welche die vielleicht schon brauchbare Schnittstellen auf dem chip 
haben? Die einzelnen Module sollen ja auch moeglichst guenstig sein...
Wie am Anfang gesagt, alles nur eine fixe Idee, aber vielleicht hat der 
eine oder andere Lust mit daran rum zu spinnen :-) Zeit fuer einen 
Protoypen haette ich eh erst naechsten Sommer :-(


Viele Gruesse,

Jan

Autor: Mike (Gast)
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Hallo Jan,

das Projekt hört sich interessant, aber recht komplex an. Um eine 
präzise Phasenbeziehung der einzelnen Module zu erhalten, müssen diese 
genau synchronisiert werden, idealerweise im Bereich von einigen µs. 
Dies ist mit WLAN wegen der hohen Latenzzeiten nicht, mit CAN wohl auch 
nur schwer erreichbar (kenne ich nicht so genau). Hast Du Dir schon 
Gedanken dazu gemacht? Hier wäre wahrscheinlich ein einfaches über Kabel 
oder Funk übertragenes Taktsignal ohne grossen Protokolloverhead am 
besten geeignet.
Die Datenübertragung ist dagegen weniger schwierig. Soll das Array 
komplexe Signale (Musik) senden oder nur einen bzw. einzelne Sinustöne?

Gruss
Mike

Autor: Jan (Gast)
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Hallo Mike,

ich hatte bei der Benutzung von WLAN an audio-broadcast ueber UDP 
gedacht, Du hast aber recht, da wird es schwierig mit der 
Synchronisation. Eine kabelgebundene Version ist da sicher einfacher 
(und vermutlich auch billiger und mit weniger Programmierung verbunden), 
evtl. kann man da etwas aus dem Bustakt zurueckgewinnen oder muss erst 
gar nicht synchronisieren weil die Latenzzeit eh gering ist... Am Ende 
soll es Audio werden, z.B. einzelne Instrumente an verschiedenen Stellen 
im Raum :-) Da sind der Phantasie dann kaum Grenzen gesetzt :-)

Gruss,
Jan

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Warum DSP, CAN, WLAN? Mach die Audioerzeugung zentral, dann kannst du 
bestehende Lösungen für die Übertragung verwenden, am einfachsten analog 
über Kabel. Das wird auch so schon aufwendig genug.

Autor: Jan (Gast)
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Hallo Andreas,

Du meinst im Prinzip 5 Soundkarten zu je 7 Kanaelen? Dazu dann noch 35 
Verstaerker und Lautsprecher? Ist eine gute Idee, ich frage mich nur wie 
sehr ein PC mit sowas ausgelastet ist?

Gruss,

Jan

P.S.: Die 35 Lautsprecher war nur eine Idee, wieviele es dann genau 
werden haengt von der Anwendung ab, geforderte Ortsaufloesung etc.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Das schafft ein PC ohne Probleme, hier 48 Lautsprecher:
http://www.lnt.de/lms/research/projects/WFS/hardware.html

Ich würde mir eher Gedanken über die Software und die Kosten für die 
Lautsprecher machen.

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