Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hilfe! Mikrofone im Tetraeder so so ganz billige für nen Roboter!


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von Mascha V. (maschak)


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Hallo ihr,

ich sag es gleich, ich bin 16 und hab ungefähr so viel Ahnung von 
Elektronik wie ne Ziege von Stabhochsprung... Seid bitte freundlich zu 
mir =)

Also, es geht darum, Projektwochen in unserer Schule, die geht zusammen 
mit unserer Uni hier, aber wir sollen eben alles möglichst selbst raus 
finden, und wir bekommen halt so Bauteile aus deren Bestand...

Und jetzt geht es um Folgendes: Ein Roboter (der eigentlich noch gar nix 
kann) soll erstmal Hören lernen, aber anders als wir Menschen nicht nur 
links und rechts, sonder auch oben und unten und vorne und hinten.

So, da hat uns unser Lehrer was erzählt, und der Dozent von der Uni noch 
mehr. Tetraeder-Anordnung von 4 Mikrofonen. Das verstehe ich soweit. Nun 
sollen wir (mit Hilfe, aber möglichst wenig halt) so ganz einfache 
Mikrofone so anordnen, dass sie das eben können, erstmal Signale aus 
allen Richtungen x, y, z empfangen und quasi orten können.

Dazu müsste ich erstmal wissen, wie man so ein billiges Mikrofon 
benutzt! Also das sind so kleine Teile so groß wie Fingerkuppen mit zwei 
Drähten dran. Richtig heißen die wohl Kondensatorkapselmikrofone. Oder 
andersrum? o_O.

Jedenfalls muss ich es irgendwie hinkriegen, so ein Mikrofon zu 
betreiben und seine Daten in einen Analog-Digital-Wandler (der ist 
vorgegeben, MCP 3008 heißt der) zu bringen. Die nächste Gruppe kümmert 
sich dann darum, dass dem seine Daten in einem Computer landen...

Ich hab natürlich schon gegoogelt, und da steht was von einem 
Phantomstrom? Was von 48 Volt, aber ich habe hier doch nur 5 Volt!

Wer von euch Lust hat, kann mir gerne helfen, eins nach dem anderen...

Also erstmal, wie kriege ich ohne Amazon 5 V auf 48 V, wie kriege ich 
dann den Schall vom Gelaber in diesen Wandler, die kriege ich da von dem 
Tetraeder die Richtung raus...

DANKE! =)

von Hmmm (Gast)


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Mascha schrieb:
> Also das sind so kleine Teile so groß wie Fingerkuppen mit zwei Drähten
> dran.

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektretmikrofon

Mascha schrieb:
> 48 Volt

Das gilt für professionelle Bühnenmikrofone mit XLR-Anschluss, nicht für 
nackte Mikrofonkapseln.

von Udo S. (urschmitt)


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Mascha schrieb:
> und wir bekommen halt so Bauteile aus deren Bestand

zu einem Bauteil gehört eine Bezeichnung und/oder ein Datenblatt.

Ansonsten sind es wahrscheinlich Electret Mikrofonkapseln.
Siehe
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektretmikrofon

Edit "Hmmm" war schneller

: Bearbeitet durch User
von mm (Gast)


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Mascha schrieb:
> Dazu müsste ich erstmal wissen, wie man so ein billiges Mikrofon
> benutzt!

vorverstärker+elektretmikrofonkapsel wären Suchbegriffe für eine 
Suchmaschine Deiner Wahl.

Da kommt dann sowas wie:
 - https://elektro.turanis.de/html/prj142/index.html
 - Beitrag "Vorverstärker für Elektret-Mikrofon"
 - 
http://elektronik.nmp24.de/index.php?Bauanleitungen:Mikrofonverst%26auml%3Brker
u.v.a.m.

Mascha schrieb:
> Die nächste Gruppe kümmert
> sich dann darum, dass dem seine Daten in einem Computer landen...

Mascha schrieb:
> die kriege ich da von dem
> Tetraeder die Richtung raus...

Die Richtung ist dann wohl eher die Aufgabe der anderen Gruppe.

von Henrik V. (henrik_v)


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Ihr habt ECM bzw Elektretmikkrophone , auf der o.g. Wikiseite ist die 
Grundschaltung (Sourceschaltung) angegeben.
Der Widerstand bei Betrieb mit 5V sollte so im Bereich von 1k bis 4.7k 
Ohm sein. Evtl gibt es ja ein Datenblatt zum Mikro, die geben da 
Hinweise zum Betriebsstrom.

Am Ausgang des Kondensators (470nF oder größer) solltet Ihr noch einen 
Verstärker vorsehen, wenn Ihr in das Datenblatt des Mikros schaut werdet 
Ihr feststellen, das da nur xx mV Amplitude rauskommen, der AD 
Wandlerchip aber gerne von 0V bis Vref (vermutlich 5V) wandeln möchte. 
(Stichwort Dynamic range)

Im Datenblatt zum MCP3008 findet Ihr eine Verstärkerschaltung inkl. 
Filter.
Je nach Abtastrate ist ein Filter auch ganz praktisch --- Stichwort 
Aliasing-Filter.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Wenn du 6 Stück von den Mikrophonverstärker aufbauen sollst, dann nimm 
dafür 3 Stück TS912 Operationsverstärker. Da sind immer 2 Stück drin. 
Die laufen auch mit 5V.

von Mascha V. (maschak)


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Dieser MCP3008 ist vorgegeben.

von H. H. (Gast)


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Mascha schrieb:
> Dieser MCP3008 ist vorgegeben.

Das ist ja nur der A/D-Wandler. Zwischen Mikrofon und dem braucht man 
noch einen Verstärker.

von Mascha V. (maschak)


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Nächste Frage... Ich sehe immer +/- Spannungen. Bei dem Elektret heißt 
es aber immer +48 V oder wie jemand schon sagte was weniger.

Bei nem Mikrofon würde ich mir auch denken, dass es Plus und Minus ist. 
Mal kreischen wir rein, mal holt man Luft.

Langt da ein einfacher Kondensator?

von H. H. (Gast)


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Mascha schrieb:
> Langt da ein einfacher Kondensator?

Nein, aber 5V habt ihr doch eh zur Verfügung.

Nehmt doch einfach ein paar Module: GY-MAX4466.

von Mascha V. (maschak)


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Und schon geht es los... Was ist ein Aliasing-Filter, und wie baut man 
den?

von Axel R. (Gast)


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Hier ist es super erklärt. Vielleicht hilft Dir das weiter.

von H. H. (Gast)


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Mascha schrieb:
> Und schon geht es los... Was ist ein Aliasing-Filter, und wie baut
> man
> den?

https://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt

Das ist nichts weiter als ein Tiefpassfilter, unterdrückt also 
unerwünschte hohe Töne.

von Axel R. (Gast)


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Das datenblatt verweist auf eine entsprechende "Application Note" des 
Herstellers für solche Filter. Wurde denn solch ein Filter im Rahmen des 
Projekts überhaupt erwähnt?
https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00699b.pdf

von HildeK (Gast)


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Mascha schrieb:
> Dieser MCP3008 ist vorgegeben.

Den will dir auch niemand wegnehmen. Aber ein Mikrofon liefert ein sehr 
kleines Signal, das man für den MCP3008 noch verstärken muss. Dazu dient 
die Schaltung, die Michael M. vorgeschlagen hat.
Die brauchst du für jedes Mikrofon und die Ausgänge werden dann auf die 
Pins mit Namen CH0, CH1 usw. angeschlossen.

Mascha schrieb:
> Die nächste Gruppe kümmert
> sich dann darum, dass dem seine Daten in einem Computer landen...

Mit denen musst du auch reden, denn die müssen ein paar Signale für den 
MCP3008 liefern und den Baustein einstellen (Din, Clk, nCS/Shdn). Sonst 
kommt an Dout nichts raus.

von Axel R. (Gast)


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https://www.mikrocontroller.net/attachment/589276/Verstaerker.png
Wenn Du über R2 (100K) einen kleinen Kondesnator lötest, sollte das für 
den Anfang schon reichen. Die Obere Grenzfrequenz rechnet sich genauso 
aus, wie die Formel für die untere Grenzfrequenz. ein 220pF sollte das 
erstmal richten.
(2xpixRxC) 6.28 x 100E3 x 220E-12 = 7.23kHz. Fällt dann halt flach ab, 
wird also mit zunehmender Tonhöhe immer leiser und hilft, dass beim 
Wandeln in digitale Siganle keine unerwünschten Mischprodukte entstehen, 
also Töne aufgezeichnet und wiedergegeben werden, die garnicht vorhanden 
sind.
Cool ists natürlich, wenn das ganz schnell und "Steil" leiser wird. 
Fängt man aber früh genug an, an ists halt etwas dumpfer, aber man spart 
sich den erhöhten Aufwand mit den Filtern, sofern man hier über Aufwand 
sprechen mag.

von HildeK (Gast)


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Mascha schrieb:
> Und schon geht es los... Was ist ein Aliasing-Filter, und wie baut man
> den?

Da es vermutlich nicht auf absolute Wiedergabetreue ankommt, sondern, 
wie ich verstanden habe, Richtungen erkannt werden sollen, ist ein 
Aliasing-Filter nicht das erste, an das du denken musst.
Außerdem ist dessen Dimensionierung abhängig von der Abtastrate und die 
wiederum wird zusammen mit der anderen Gruppe festgelegt.

Ein Kondensator parallel zu R2 (100k) in der Schaltung von Michael M. 
erfüllt schon mal einen Teil des Zwecks. Wenn das ganze Audioband 
verwendet werden soll, dann schlage ich mal 100pF vor für ca. 15kHz. Der 
AD-Wandler sollte dann mit 100-200 ksps (kilo samples per second) 
laufen.

Axel R. schrieb:
> (2xpixRxC) 6.28 x 100E3 x 220E-12 = 7.23kHz. Fällt dann halt flach ab,
> wird also mit zunehmender Tonhöhe immer leiser und hilft, dass beim
> Wandeln in digitale Siganle keine unerwünschten Mischprodukte entstehen,
> also Töne aufgezeichnet und wiedergegeben werden, die garnicht vorhanden
> sind.

Da eher nichts aufgezeichnet wird sondern die Richtung bestimmt werden 
soll, habe ich bei meinem Ansatz die Grenzfrequenz höher angesetzt. 
Gerade hohe Töne sind für die Richtung eher wichtig.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Axel R. schrieb:
> 7.23kHz.

4,8kHz genügen schon für Sprachübertragung 1 / (6.28 x 100E3 x 330E-12 
= 4823Hz.

Wenn R4 als 10k Poti ausgelegt wird, kannst du die Verstärkung noch 
zwischen 10 und 100 einstellen.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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HildeK schrieb:
> Gerade hohe Töne sind für die Richtung eher wichtig.

Ja, das ist sogar besser. Also einen Kompromiss finden zwischen 
Richtungserkennung (100pF) und Mischproduktvermeidung (330pF).

von HildeK (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Ja, das ist sogar besser. Also einen Kompromiss finden zwischen
> Richtungserkennung (100pF) und Mischproduktvermeidung (330pF).

Ich vermute a) dass Mischprodukte für die Richtungserkennung weniger 
relevant bzw. störend sind, und b) von einer Sprachübertragung war doch 
nicht die Rede - oder?

Wir wissen nichts über die verwendete Abtastrate, das Mikro hat auch 
schon mal Tiefpassverhalten und das Audiosignal soll ja nicht 
wiedergegeben werden. Alles total entspannt!
Also: das Anti-Aliasingfilter würde ich in dem Projekt ganz hinten 
anstellen 😀. Also die 100pF oder gar nichts ...

Unklar ist auch, welche Methode zur Richtungserkennung angewandt werden 
soll. Einfach die maximale Intensität finden? Viel mehr kann es für ein 
Schulprojekt für 16jährige eigentlich nicht sein. Und in dem Fall tragen 
die umgefalteten Frequenzanteile auch zum (digitalen) Pegel bei.

von Carypt C. (carypt)


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in normalen kleinen elektret-mikrofonkapseln ist also ein jfet-transitor 
als impedanzwandler verbaut, der soll das hochohmige(störanfällig) 
membranspannungssignal in eine niederohmiges stromstärkesignal 
umwandeln. dafür wird die leitung mit einem gleichstrom(1,5-5V) 
beschaltet, der wechselstrom des signals wird über einen kondensator 
übertragen/ausgekoppelt, welcher den betriebsstrom nicht durchläßt. die 
mikrofonbuchse meiner laptop-soundkarte 
https://de.wikipedia.org/wiki/Soundkarte#Mikrofoneingang gibt also eine 
spannung von ca 2,5V aus.

die profi/bühnen-kondensatormikrofone und röhrenkondensatormikrofone 
brauchen, weil sie keine elektreten sind, die phantomspannung zur 
versorgung und um die membran erst zu polarisieren.

wie gesagt, ein kondensator läßt keine gleichspannung/phantomspannung in 
die nachfolgende schaltung durch.

: Bearbeitet durch User
von Carypt C. (carypt)


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entweder die intensität, also den pegel der mikrofone  oder aber das 
eintreffen erster schallwellen, also den zeitlichen verlauf der 
mikrofonsignale auswerten. vielleicht die kombination beider verfahren. 
nach tonhöhen zu suchen wohl nicht.

wegen den laufzeitunterschieden der schallwellen müßte man die 
intensität(lautstärke) der mikrofonkapseln eine kleine zeit lang 
speichern, einen kurzzeitigen mittelwert bilden.

von Mascha V. (maschak)


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Axel R. schrieb:
> Hier ist es super erklärt. Vielleicht hilft Dir das weiter.

Ohja, das ist mal was. DANKE!

Aber wenn ich jetzt nicht ganz mit den Füßen auf meinen Augen stehe, ist 
ein Elektret-Mikro da als Modul aus einem Kondensator und einem FET 
dargestellt? (wo ist der "Keine-Ahnung"-Emoji...)

von Mascha V. (maschak)


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Carypt C. schrieb:
> in normalen kleinen elektret-mikrofonkapseln ist also ein jfet-transitor
> als impedanzwandler verbaut

Ich sollte erst alles lesen und dann posten ^^. Also habe ich richtig 
gedacht, aber du hattest es schon vorher geschrieben! DANKE!

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Mascha schrieb:
> Kondensator und einem FET

Ja, genau so ist es. Das stimmt mit der Wirklichkeit überein.

von HildeK (Gast)


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Mascha schrieb:
> Aber wenn ich jetzt nicht ganz mit den Füßen auf meinen Augen stehe, ist
> ein Elektret-Mikro da als Modul aus einem Kondensator und einem FET
> dargestellt?

Ja, du kaufst die Kapsel und innen ist das, was dargestellt ist in dem 
Rahmen.
Da du ganz oben von Kondensatormikrofonen geredet hast: Genau genommen 
ist das was anderes. Es wäre deshalb sinnvoll zu sagen (Link), welche 
Mikrofone du bereits hast bzw. welche du vorgesehen hast.
Eine Elektretkapsel hat zwei, manchmal auch drei Anschlüsse. Schon 
deshalb wäre es sinnvoll, das Teil näher zu benennen.

von Mascha V. (maschak)


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So, jetzt an alle hier, die mich so super unterstützen...

Tausend Dank! Ihr seid klasse! =)

Ich muss das alles noch in Ruhe lesen. Was mich wirklich kirre macht 
sind die Bauteile. Also ich kann hier echt nicht in Bauteilen baden als 
wäre ich in ner großen Firma. Also klar wir haben in der Grabbelkiste 
hier alle möglichen Widerstände, Kondensatoren, Dioden und Krams, aber 
wenn ihr dann in eure echt super guten Schaltpläne bei einem Transistor 
oder Operationsverstärker einen Typ dazu schreibt, sorry, ich hab den 
erstmal nicht!

Wie zB bei dem ADC. Der MCP3008 ist halt hier. Ich will euch auch keine 
Lagerliste ^^ hier schreiben, was da ist, aber ich hab auch keine Lust, 
irgendwo ein Bauteil für 0,30 € plus 2xPi € Versandkosten vom 
Taschengeld zu kaufen. Also wenn ihr mir ein Bauteil empfehlen wollt, 
dann bitte mit guten Argumenten, damit ich das irgendwie 
verargumentieren kann ^^

@ Hilde und die, die noch genauer hinschauen, da kommt jetzt noch ne 
Antwort!

von Mascha V. (maschak)


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So...

Also, ja, die Aufgabe meiner Gruppe ist es, die Signale in Sachen 
Richtung auszuwerten im 3D und daraus eine grobe Richtung zu berechnen.

Wir machen das Ganze als Oberstufen-Projekt in Kooperation mit einer 
Uni.

Die Aufgabe unserer Gruppe ist eigentlich umfangreicher als bisher 
beschrieben. Genau genommen sollen wir erstmal alle Mikrofon-Daten quasi 
aufzeichnen, aber gerne vorher filtern derart, dass sie später im 
nächsten Schritt für Spracherkennung brauchbar sind.

Die zweite Aufgabe ist eben, die Richtung der Schallquelle möglichst 
genau zu bestimmen, auch wenn drumherum zB Straßengeräusche sind.

Also, wir sollen jetzt dafür nicht ne KI trainieren oder so. Nur grob 
rausfinden, wo die wichtige Schallquelle sehr wahrscheinlich ist.

Das Trennen von Störgeräuschen und Nebenbei-Gequatsche wie auf ner Party 
oder dass Netflix läuft, das machen die dann an der Uni.

Also genau genommen wollen die nen Roboter bauen, der seine Ohren drehen 
kann ^^

von HildeK (Gast)


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Mascha schrieb:
> @ Hilde
Bleib bei HildeK - ist nur ein Nickname.

Mascha V. schrieb:
> So...

Ok, dann ist es doch etwas anspruchsvoller als ich anfangs dachte. Dann 
ist es sicher sinnvoll, sich auch mit dem Anti-Aliasingfilter zu 
beschäftigen. Viel Glück und Erfolg!

von Mascha V. (maschak)


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HildeK schrieb:
> Ok, dann ist es doch etwas anspruchsvoller als ich anfangs dachte. Dann
> ist es sicher sinnvoll, sich auch mit dem Anti-Aliasingfilter zu
> beschäftigen. Viel Glück und Erfolg!

Ich frage bei aller Begeisterung für ChatGPT lieber Menschen. Also, hau 
raus! =)

von Monk (roehrmond)


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Mascha schrieb:
> Bei dem Elektret heißt es aber immer +48 V
> oder wie jemand schon sagte was weniger.

Haha "etwas weniger". Es sind 1-3 Volt.

> Langt da ein einfacher Kondensator?

Wozu? Du brauchst wie im Wikipedia Artikel beschrieben, eine 
Stromversorgung und den weiter oben empfohlenen Vorverstärker. Denn so 
ein Mikrofon gibt nur wenige Millivolt ab.

: Bearbeitet durch User
von Karl B. (gustav)


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Steve van de Grens schrieb:
> Denn so
> ein Mikrofon gibt nur wenige Millivolt ab.

Hi,
letztens gewundert, dass meine Webcam keinen Ton von sich gab.
Klaro. Der Mikrofonvorverstärker fehlte ganz.
Ich hab's wie im Bild gemacht.
Die RC-Glieder am Eingang sollten noch die Bildimpulse abschwächen, da 
die ins Kabel reinstreuen und als Pfeif- und Knattertöne stören.
Sowas wäre für den TO auch was Passendes.
Und mit dem Poti kann man noch die Lautstärke anpassen.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Mascha V. schrieb:
> Also klar wir haben in der Grabbelkiste hier alle möglichen Widerstände,
> Kondensatoren, Dioden und Krams

Wenn nix bestellt werden soll oder darf, dann kann man auch einen 
diskret aufgebauten Mikrofonverstärker bauen. Ich gebe aber zu bedenken, 
dass der dann 4 bis 6 mal aufgebaut werden muss.

Karl Gustav hat fast den gleichen Verstärker vorgeschlagen.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Mascha V. schrieb:
> Also ich kann hier echt nicht in Bauteilen baden als
> wäre ich in ner großen Firma. Also klar wir haben in der Grabbelkiste
> hier alle möglichen Widerstände, Kondensatoren, Dioden und Krams,...

Ist das das Angus MacGyver Gymnasium?

SCNR

von Mario H. (rf-messkopf) Benutzerseite


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Mascha V. schrieb:
> Die zweite Aufgabe ist eben, die Richtung der Schallquelle möglichst
> genau zu bestimmen, auch wenn drumherum zB Straßengeräusche sind.

Das läuft darauf hinaus, die Laufzeitdifferenzen der Schallsignale 
zwischen den einzelnen Mikrofone zu schätzen, und ein Verfahren zu 
basteln, um daraus eine Richtung, z.B. in Form von Polar- und 
Azimutwinkel, zu ermitteln.

Die Zeitdifferenz zwischen zwei korrelierten (Schall)-Signalen schätzt 
man dadurch, dass man zunächst über ein geeignetes Zeitintervall deren 
Kreuzkorrelation R(t) berechnet und dann ermittelt, für welches t die 
Kreuzkorrelation maximal wird. Dieses t nimmt man dann als Schätzwert 
für die Laufzeitdifferenz.

Das alles vernünftig zu implementieren ist für die Oberstufe allerdings 
recht anspruchsvoll, wenn man nicht auf Software aus der Konserve 
zurückgreifen will.

> wir sollen jetzt dafür nicht ne KI trainieren

Die braucht es dafür auch nicht notwendig.

> im nächsten Schritt für Spracherkennung brauchbar sind.

Was ist denn mit Spracherkennung gemeint?

von Axel R. (axlr)


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Da wäre es doch eigentlich praktisch, man hat gleich ein Mikrofon mit 
integriertem Verstärker. Gibt da welche, die mit 8-12Volt betrieben 
werden und schon soviel Pegel bringen, dass man die evtl. gleich an den 
ADC klemmen kann.
Könnte man ja mal probieren. das "ME2" ist sogar noch kleiner, als das 
"ME15".
http://katalog.peitel.de/download/Einzelseiten/Deutsch/04_Freisprechmikrofone/ME15%20evo%202921-049-000-51_DE.pdf
https://www.peitel.com/typo3conf/ext/bra_products_peitel/Resources/Public/product_data_sheets/me2-freisprechmikrofon.pdf
https://www.peitel.com/typo3conf/ext/bra_products_peitel/Resources/Public/product_data_sheets/me8-freisprechmikrofon.pdf

edit
Oder das "Innenleben" hiervon:
https://www.peitel.com/typo3conf/ext/bra_products_peitel/Resources/Public/product_data_sheets/me251-schwanenhalsmikrofon.pdf

: Bearbeitet durch User
von Carypt C. (carypt)


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ach ja, die elektretkleinkapsel wie sie in älteren kassettenrecordern, 
den gamingheadphones+mic, den handys und laptops, auch in kleinen 
diktiergeräten verbaut sind, sind druck-empfänger(kugelcharakteristik). 
es gibt auch mikrophone mit beidseitig der memmbran offner bauweise, der 
schall kann dann von beiden seiten an die membran, das wäre dann ein 
schnelle-empfänger, mit achter- oder nieren- charakteristik. 
https://de.wikipedia.org/wiki/Richtcharakteristik

die elektretkapsel wird wohl kugelcharakteristik haben, das bedeutet 
sehr empfindliches mikrofon, alles um einen herum wird aufgenommen, kaum 
richtungshören. dh auf dem kleinen roboter wird auf allen mikrofonen 
quasi die gleiche lautstärke aufgenommen, auch verdeckt hinter dem 
roboter wird nicht wirklich leiser aufgenommen. ein mikrofon mit 
nierencharakteristik könnte eher nur in einen quadranten hereinhören.

mit den kugelcharakteristikmics kann man aber die unterschiedliche 
ankunft von schallereignissen feststellen. frag mich nicht wie

von Carypt C. (carypt)


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welche spannung muß den das mikrofon ausgeben für den eingang des 
MCP3008 ?

so wie es aussieht kann man den MCP3008 so konfigurieren, daß er die 
spannungen von 2 eingängen sofort vergleicht und das ergebnis digital 
weiterreicht.

von Monk (roehrmond)


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Carypt C. schrieb:
> welche spannung muß den das mikrofon ausgeben für den eingang des
> MCP3008 ?

Steht im Datenblatt.

> so wie es aussieht kann man den MCP3008 so konfigurieren, daß er die
> spannungen von 2 eingängen sofort vergleicht und das ergebnis digital
> weiterreicht.

Das nützt in dieser Anwendung gar nichts.

von Mario H. (rf-messkopf) Benutzerseite


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Carypt C. schrieb:
> die elektretkapsel wird wohl kugelcharakteristik haben, das bedeutet
> sehr empfindliches mikrofon, alles um einen herum wird aufgenommen, kaum
> richtungshören.

Die Richtcharakteristik wird sich wesentlich durch die Einbausituation 
ergeben. Wenn die Kapseln z.B. in einem (Roboter)-Kopf eingebaut sind, 
ergibt sich eine Richtcharakteristik durch Abschattung des von der 
Schallquelle abgewandten Mikrofons durch den Kopf. Das funktioniert 
natürlich nur, wenn die auftreffenden Schallwellen nicht um den Kopf 
herum gebeugt werden, also wenn deren Wellenlänge klein gegenüber dem 
Kopf ist. Für niedrige Frequenzen kann man Lokalisation durch 
Pegeldifferenzen vergessen.

Außerdem streut die Empfindlichkeit von Elektretmikrofonen stark, und 
unterliegt einer Alterung und Temperaturabhängigkeit. Ich vermute, das 
wird man berücksichtigen müssen.

Eine auf Pegeldifferenzen beruhende Lokalisation erfordert also auch ein 
nichttriviales Maß an Signalverarbeitung.

> mit den kugelcharakteristikmics kann man aber die unterschiedliche
> ankunft von schallereignissen feststellen. frag mich nicht wie

So wie in Beitrag "Re: Hilfe! Mikrofone im Tetraeder so so ganz billige für nen Roboter!" 
angedeutet.

von Axel R. (axlr)


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Carypt C. schrieb:
> ach ja, die elektretkleinkapsel wie sie in älteren kassettenrecordern,
> den gamingheadphones+mic, den handys und laptops, auch in kleinen
> diktiergeräten verbaut sind, sind druck-empfänger(kugelcharakteristik).

Naja - fast alle. Stimmt.
Gibt aber durchaus auch Kapseln, die "hinten offen" sind. Erkennt man 
ganz gut, wenn dort drei oder vier recht großzügig gestaltete 
Durchkontaktierungen zu sehen sind. (Unterseite sieht man jetzt hier auf 
dem Foto nicht. Sind auch nochmal zwei Löcher) Die haben dann 
tasächlich, je nach verwendetem Gehäuse, eine Richt - oder 
NierenCharakteristik. Aber die "ollen billigen" sind alle zu. Das 
stimmt.

von Hp M. (nachtmix)


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Mario H. schrieb:
> Außerdem streut die Empfindlichkeit von Elektretmikrofonen stark, und
> unterliegt einer Alterung und Temperaturabhängigkeit. Ich vermute, das
> wird man berücksichtigen müssen.

Sollte bei einer Auswertung der Laufzeiten mittels Korrelatoren 
unerheblich sein, weil das auf eine Multiplikation von Momentanwerten 
hinausläuft. Anschliessend wird aufsummiert.
Da ist das Vorzeichen der Messwerte wichtiger als ihre Größe.

Carypt C. schrieb:
> mit den kugelcharakteristikmics kann man aber die unterschiedliche
> ankunft von schallereignissen feststellen. frag mich nicht wie

Wie Mario H. schon schrieb, mittels Autokorrelation:

Mario H. schrieb:
> Die Zeitdifferenz zwischen zwei korrelierten (Schall)-Signalen schätzt
> man dadurch, dass man zunächst über ein geeignetes Zeitintervall deren
> Kreuzkorrelation R(t) berechnet und dann ermittelt, für welches t die
> Kreuzkorrelation maximal wird. Dieses t nimmt man dann als Schätzwert
> für die Laufzeitdifferenz.

Eine typische Aufgabe für einen DSP.
Iirc gab es in den Anwendungsbeispielen des ADSP2181 eine ganz ähnliche 
Aufgabe. Dort allerdings zur Echokompensation.


Mario H. schrieb:
> Das alles vernünftig zu implementieren ist für die Oberstufe allerdings
> recht anspruchsvoll, wenn man nicht auf Software aus der Konserve
> zurückgreifen will.

Zum Glück braucht der TE das nicht, denn:
Mascha V. schrieb:
> Die nächste Gruppe kümmert
> sich dann darum, dass dem seine Daten in einem Computer landen...

von Mario H. (rf-messkopf) Benutzerseite


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Hp M. schrieb:
> Sollte bei einer Auswertung der Laufzeiten mittels Korrelatoren
> unerheblich sein, weil das auf eine Multiplikation von Momentanwerten
> hinausläuft. Anschliessend wird aufsummiert.

Bei der Laufzeitmessung mittels Kreuzkorrelation nicht. Das bezog sich 
auf die Lokalisierung mittels Pegelmessung; ich könnte mir vorstellen, 
dass man dann die Streuung und Drift der Elektretmikrofone kompensieren 
muss. Abgesehen davon, dass Lokalisierung per Pegelmessung nicht für 
niedrige Frequenzen funktionieren wird.

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