Hallo Leute,
für ein Projekt benötige ich die Umgebungslautstärke zur
Weiterverarbeitung in meinen uController (bisher Arduino Uno, kann aber
falls notwendig auch ein größerer werden). Ich hab schon ein bissel
gelesen und so trivial scheint es nicht zu sein (bin selbst praktisch
noch Anfänger, theoretisch hab ich etwas Background aus dem Studium).
Das Vorgehen könnte grob mal so aussehen:
- Aufnahme des Schalldrucks mittels Elektretmikro, sollte Hörbereich 20
bis 20 kHz abdecken und möglichst linear und sensitiv sein (welches
Modell bietet sich an?)
- Verstärkung des Mic-Signals mittels OP, ggfs. mehrstufig, auf max.
Eingangsspanne des ADC (ca. 0- 5 V)
- Anti-Alias-Filter (welche Grenzfrequenz?)
Ich sehe mal folgende Probleme oder Herausforderungen: Das Signal muss
ja gewichtet werden gemäß db(A) um den subjektiven menschlichen
Höreindruck nachzubilden. Das könnte ich digital nach Abtastung evtl.
mittels eines FIR-Filters machen oder nach FFT durch Gewichtung der
einzelnen Frequenzen. Das dürfte aber sehr rechenintensiv sein und
vermutlich mit einem Uno nicht zu machen sein. Frage wäre, ob man so
eine Filterung auch im Analogteil schon machen kann und ob es da ggfs.
schon einen fertigen Baustein dafür gibt.
Je nachdem wie groß das Ausgangssignal des Elektrets bei leisen
Geräuschen ist, müssen da sehr kleine Signale im Bereich uV verstärkt
werden und das stelle ich mir schwer vor da ein ordentliches Signal aus
dem OP zu bekommen.
Sorry, wenn das hier noch etwas wirr ist, weil so ganz durchdrungen habe
ich es auch noch nicht, wäre aber über Input dankbar, insbesondere ob
das, was ich machen will, mit vertretbarem Kosten- und Zeitaufwand als
eher-Anfänger realisierbar ist.
Eine Alternative (bei der ich dann nichts/wenig lerne) wäre ein
günstiges db(A) Gerät mit z.B. RS232 Ausgang zu kaufen und das mit dem
uC kommunizieren zu lassen. Wenn möglich würde ich aber schon lieber den
Analogteil selbst aufbauen.
Einen Schallpegelmesser brauchst Du eh zum Vergleich. Wenn Du den hast,
kannst Du Dir ja mal eine der gängigen Schallpegelmesser-Apps fürs
Smartphone herunterladen. Danach hast Du eine recht solide Vorstellung,
welche Dynamik Du von einem Elektret- oder MEMS-Mikrofon erwarten
kannst. Sollte die Frustrationstoleranz gering sein, halte Alkohol
bereit.
(Den Bereich 60...80 dBA können die meisten Smartphone-Apps noch mit
relativ kleinem Fehler ( < 6dB) abbilden. Darüber und darunter wird es
übel. Langzeit-Drift und Wetterabhängigkeit habe ich nicht verglichen.
Nur "Messungen" am gleichen Tag. Die iTelefone scheinen entgegen den
Androiden zumindest eine halbwegs solide Grundkalibrierung mitzubringen.
Bei 75 dB war der Offset gegenüber einem kalibrierte Schallpegelmesser <
2dB.)
Das wird ein Horror!
Eine Anwendung, die eine Linie zeichnet, die, wenn es subjektiv lauter
wird, nach oben wandert oder eine Dezimalzahl die sich dann vergrößert,
ist wohl relativ trivial.
Alles was darüber hinausgeht ist es aber nicht - und vor allem teuer.
Naiv betrachtet: Wozu ein Mikrophon mit einem linearen Frequenzgang?
Da muss so viel gerechnet werden, dass man auch die krümmste Kennlinie
gerade biegen kann. Viel wichtiger ist hier die Dynamik, vor allem im
"unteren" Bereich. Die Lautstärke, mit der ein Hammer auf den Amboss
trifft zu messen, ist eigentlich kein Problem (die physikalische
Begrenzung [Lautstärke] mal außen vor gelassen), interessant wird es
erst, wenn Du dies zwei oder drei Türen weiter machen willst.
Darüber hinaus gibt es auch einen Haufen anerkannter Referenzen, an die
Du Dich halten solltest. Wie also referierst, kalibrierst oder eichst Du
das System. Ist nicht gerade Onkel Vielgeld gestorben, oder hast Du
keinen Bekannten in irgendeinem passenden Labor, so steht Dir hier ein
echt monetäres Problem bevor. So war verborgt man nämlich nicht – vor
allem nicht an Laien.
Auch das ganze drum-herum ist nicht ohne. Einfach hinstellen und Daten
loggen ist auch nicht drin. Jede Menge "Randbedingungen" warten hier auf
Dich. Hast Du mal ein Tonstudio gesehen: Das, hoch Zwei, ist in einem
Messlabor angesagt um halbwegs vergleichbare Bedingungen zu schaffen.
Sebastian S. schrieb:> Das, hoch Zwei, ist in einem> Messlabor angesagt um halbwegs vergleichbare Bedingungen zu schaffen.
Wenn es um Umgebungslärm geht, ist es nicht ganz so heftig. Den NTI XL2
(quasi DER Industriestandard) mit Kalibrierung für Genauigkeitsklasse II
gibt es schon für unter 2k€.
Schau dir mal diese Homepage an:
https://luftdaten.info/einfuehrung-zum-laermsensor/
Ich habe selbst schon drei Lärmmikros nach dieser Anleitung aufgebaut
und sie laufen seit ca. 10 Monaten sehr zufriedenstellend.
Vielleicht habe ich es vergessen zu schreiben, aber um eine hochpräzise
Messung geht es mir, wie man sich denken kann, eh nicht. Aber diese
Boards, die man z.B. von Adafruit bekommen kann, scheinen lediglich für
eine An-Aus-Konstellation zu taugen. Ich hätte gerne eine Sensorik
gehabt, mit der man von leiser bis lauter Sprache einigermaßen genau die
Lautstärke erfassen kann. Muss auch nicht absolut sein; es sollen
Schwellen definiert werden können und dann ist vor allem wichtig, wann
welche Schwellen über- oder unterschritten werden. Meint ihr das wäre
mit so einem Aufbau wie oben beschrieben (Elektret + etwas analoge
Signalverarbeitung) möglich?
Horst schrieb:> Schau dir mal diese Homepage an:> https://luftdaten.info/einfuehrung-zum-laermsensor/
Klingt interessant, leider scheint die Unterseite mit der Bauanleitung
nicht zu funktionieren. Hoffe mal, das ist nur ein temporäres Problem.
Hast du die Bauanleitung von dort geladen oder wie bist du dran
gekommen?
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