Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kopfhörerausgang visualisieren


von Ingo L. (erfter67)


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Hallo und frohe Weihnachten,
ich habe gestern einen Metalldetektor geschenkt bekommen. Also eine 
Sonde mit Suchspule, die man über den Boden schwenkt. Heute morgen schon 
getestet, aber eine visuelle Anzeige von unterschiedlichen Metallen ist 
nicht vorhanden, man muss sich an den akustischen Signalen des 
Lautsprechers bzw. vom Kopfhörerausgang orientieren. Also zB. tiefer Ton 
Metallschrott, hoher Ton wertiges Metall.
Hat jemand eine Idee, ob und wie man diese akustischen Signale 
visualisieren und damit evtl. besser unterscheidbar machen kann?

von Georg G. (df2au)


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Stichwort "Lichtorgel"
http://www.led-schaltplaene.net/cms/cms_led.php/22.html
als Beispiel

von Ingo L. (erfter67)


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Danke, ich dachte an eine LCD-Visualisierung mit Balken oder besser noch 
Werten wie bei einer Hifi-Komponente oder an einem Messgerät. Eine 
kleine Anzeige, die man "einschleift", sofern das möglich ist.

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Also erst ein Umsetzer Frequenz - Spannung, z.B. mit LM2907/LM2917, 
danach eine Anzeige, z.B. LED-Skala mit LM3914 (/..15/..16)

Das wichtigste an diesen Metallsuchern scheinen mir die Striche auf der 
Skala zu sein, beschriftet mit "Gold", "Silber" und "Eisen". Wenn es nur 
wahr wäre. Teuer genug sind sie ja.

von Jan (Gast)


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Ingo L. schrieb:
> Hat jemand eine Idee, ob und wie man diese akustischen Signale
> visualisieren und damit evtl. besser unterscheidbar machen kann?
Ich habe mal eine Nachbau von Herr Friese 
(http://www.friese-electronic.de/sfericsempfang/komponenten/sferics-handempfaenger/) 
modifiziert.

Mit einem f-zu-U-Wandler LM2917 und einem A277 (heutzutage LM3914) 
kannst Du Dir eine Frequenz visualisieren.

Ich persönlich halte aber die Kopfhörervariante für diese Anwendung 
geeigneter:
1. das Ohr ist viel empfindlicher, als es 8 oder 10 LEDs optisch je sein 
könnten und
2. hast Du die Augen frei, um durchs Gelände zu stiefeln.

Viele Grüße,
Jan

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Ingo L. schrieb:
> ich habe gestern einen Metalldetektor geschenkt bekommen. Also eine
> Sonde mit Suchspule, die man über den Boden schwenkt.

> Heute morgen schon
> getestet, aber eine visuelle Anzeige von unterschiedlichen Metallen ist
> nicht vorhanden, man muss sich an den akustischen Signalen des
> Lautsprechers bzw. vom Kopfhörerausgang orientieren. Also zB. tiefer Ton
> Metallschrott, hoher Ton wertiges Metall.
Das ist Humbug.
Das Gerät detektiert Metalle und weiß rein gar nix über deren 
Wertigkeit. Das Prinzip der Detektion basiert aber darauf, dass ein 
Schwingschaltung durch Vorhandensein von metallischen Leitern im 
Suchfeld verstimmt wird. Die Tonänderungen kann man dabei sehr sensibel 
detektieren.
Das ist auch nötig, wenn man vergleichsweise kleine Objekte auch noch 
mit rel. großem Suchabstand finden will. Die akustische Ausgabe hängt 
nämlich primär mit der Masse und dem Abstand der Metallobjekte zusammen.

Eine Umsetzung auf optische Anzeige wäre zwar möglich, doch nicht für 
Laien so einfach mal eben zu machen. An ehesten noch machbar mit einem 
Zählermodul, das die hörbare Frequenz ständig misst und anzeigt.

> Hat jemand eine Idee, ob und wie man diese akustischen Signale
> visualisieren und damit evtl. besser unterscheidbar machen kann?
Es wird damit kaum besser unterscheidbar, weil der Mensch auch so schon 
sehr sensibel auf geringe Änderungen der Tonfrequenz reagiert, sofern er 
kein geschädigtes Gehör hat.
Gruß Öletronika

von Jan (Gast)


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Ups, zwischen dem Festtagsbraten war jemand schneller ;-)

von Stefan F. (Gast)


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Du suchst einen Spektrum Analyser. Diese Geräte zeiger in einer 
zweidimensionalen Grafik die Lautstärker der unterschiedlichen 
Frequenzen an.

Das ist aber teuer und nicht sonderlich Aussagekräftig. Ich denke, dass 
du mit den Tönen und etwas Erfahrung besser klar kommen wirst.

von Conny G. (conny_g)


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Schau Dir mal sowas wie den MSGEQ7 an:
http://tronixstuff.com/2013/01/31/tutorial-arduino-and-the-msgeq7-spectrum-analyzer/

Ein IC, der dir aus einem Audio Signal für 7 Frequenzbänder die 
Lautstärke liefert.

von Olaf (Gast)


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> Das ist aber teuer und nicht sonderlich Aussagekräftig. Ich denke, dass
> du mit den Tönen und etwas Erfahrung besser klar kommen wirst.

Vor allem wenn man bedenkt das die meisten Menschen die mit sowas du 
Feld&Flur laufen auch auf den Weg achten sollten den sie da beschreiten.

Olaf

von Ingo L. (erfter67)


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Zunächst mal Danke für Eure Meinungen. Ich bin jetzt nur etwas erstaunt, 
dass die wesentlich teureren Detektoren (im Vergleich zu meinem) 
eigentlich alle eine Visualisierung per Display anbieten.
Wenn ich mich also "akustisch" in mein Gerät eingearbeitet habe (dh. 
anhand von Tönen unterscheiden kann), wird mir das dienlicher sein als 
eine Visualisierung? Dann investiere ich wohl besser in einen guten 
Kopfhörer mit Lautstärkeregler, das Gerät ist nämlich von Hause aus 
relativ laut...

: Bearbeitet durch User
von Christian H. (netzwanze) Benutzerseite


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Dein Gerät wird "nur" einen Schwebungssummer.
Die Suchspule bildet hierbei einen Schwingkreis mit einer hohen 
Frequenz. Diese wird durch Metalle leicht verstimmt. So leicht, dass der 
Unterschied akkustisch nicht wargenommen werden kann. Um dies doch zu 
ermöglichen, wird die Frequenz mit einer zweiten, festen gemischt. 
Heraus kommt eine niedrige Frequenz im hörbaren Bereich. Eine leichte 
Frequenzänderung im Suchschwingkreis ergibt nun eine große 
Frequenzänderung im gemischten Signal.

Du hörst also nur, wie stark der Suchschwingkreis durch Metall (oder 
auch Bodenfeuchte!) verstimmt wird. Die Stärke der Verstimmung hängt von 
der Bodenfeuchte, dem georteten Metall, der Größe des Objektes und der 
Suchtiefe ab. Das sind viel zu viele Variablen um anhand der Verstimmung 
das Metall zu unterscheiden.

Die meisten der "besseren" Geräte können das auch nicht, sondern 
sugerieren es nur durch eine tolle Aufmachung.

Um Metalle unterscheiden zu können müssen alle Variablen ausgemerzt 
werden.
1. Objektgröße muss bekannt sein
2. Entfernung zum Objekt muss bekannt sein
3. Das Dielektrikum (hier der Boden) muss bekannt sein
Nun dann kann man, mit Messungen bei verschiedenen Frequenzen das Objekt 
einem Metall zuordnen - das wird beispielsweise bei Münzprüfern gemacht.

von Ingo L. (erfter67)


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Christian H. schrieb:
> Um Metalle unterscheiden zu können müssen alle Variablen ausgemerzt
> werden.
> 1. Objektgröße muss bekannt sein
> 2. Entfernung zum Objekt muss bekannt sein
> 3. Das Dielektrikum (hier der Boden) muss bekannt sein

Wenn ich das richtig verstehe, müsste ich 1.) zunächst auf bestimmte 
Objekte (zB. Münzen / Ringe) einjustieren, 2.) die Fundtiefe etwa 
abschätzen können und 3.) einen Bodenabgleich vornehmen. Außer bei Punkt 
3 kenne ich keinen Detektor, der das zuverlässig leistet.
Da kommt mir nur noch die Idee, verschiedene Dinge auf einem Feld, einer 
Wiese und im Wald zu vergraben und die akustischen Signale auf diese 
Metalle von meinem Gerät "abzuschätzen". Das möglichst, wenn es trocken 
ist.

: Bearbeitet durch User
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