Hallo liebe Leute,
ich möchte eine Schaltung entwickeln (siehe PDF Anhang).
Beschreibung: Ein Verstärker liefert per Lautsprecherkabel ein Ton-Signal an einen Lautsprecher (passiv), zum Beispiel Musik. Ein Sensor erkennt in der Nähe des Lautsprechers Bewegung und gibt dieses Signal an einen Raspberry weiter, der dann einem Bauteil den Befehl, das Signal an den Lautsprecher langsam auszu"faden". Wenn der Bewegungssensor keine Bewegung mehr registriert, dann soll der Ton wieder langsam einfaden.
Problem: Da es sich um eine Reihe von Lautsprechern handelt, muss das Signal von einem zentralen Verstärker kommen (Synchronisation) und dann an eine Reihe von Lautsprechern weitergegeben werden. Ich habe zwar Schaltungen gefunden, die einen Lautsprecher mit MP3 Player aktivieren, sobald jemand einen Raum betritt, aber eben keine Bauteile die ein Geräusch reduzieren, sobald eine Bewegung erkannt wird. Zudem ist es schwierig etwas zu finden, was das Signal aus einem Lautsprecherkabel reduzieren oder drosseln kann.
Zweck: Eine Person soll zum Beispiel einen Tunnel langgehen und das Gefühl bekommen, die Umgebung (Ambiente) macht Geräusche, ohne das er an einem aktiven Lautsprecher aus dem dieses Geräusch kommt, jemals vorbeiläuft. Die Geräusche sind also immer vor und hinter der Person, aber nie dort, wo die Person sich befindet. Es ist wichtig, dass die Person das Geräusch hört, aber nicht einen speziellen Lautsprecher verorten kann, aus dem dieses Geräusch kommt. Er läuft also durch eine "Blase der Stille".
Wer hat also eine Idee, wie man dieses Problem lösen könnte?
Zudem ist es
schwierig etwas zu finden, was das Signal aus einem Lautsprecherkabel
reduzieren oder drosseln kann.
Lösungsvorschlag: Dezentrale Verstärker, d.h. für jeden Lautsprecher ein eigener Verstärker. Nennt man auch "Aktivbox".
Die Lautstärkeregelung der Aktivbox wird mit dem Bewegungssensor verbunden (das kann z.B. ein kleiner µC in der Aktivbox machen, der dann auch das Fading übernimmt).
Zentral gibt es nur eine Audioquelle, die alle dezentralen Verstärker versorgt, die muss von den Bewegungsmeldern nichts wissen.
Um das über längere Strecken störungsfrei hinzubekommen, empfiehlt sich eine symmetrische Signalübertragung (die dann in den Eingangsstufen der Aktivboxen entsprechend der Bedürfnisse der Aktivboxen angepasst wird).
Wer hat also eine Idee, wie man dieses Problem lösen könnte?
Du musst also 2 Aufgaben lösen:
erkennen der Position der Person.
Ansteuern der Lautsprecher mit dem passenden Pegel.
Fang mit 1. an, denn 2. ist trivial.
Für 2. wäre mein Ansatz:
Schließe jeden Lautsprecher an einen eigenen Verstärker an (allemal billiger als hinterher an der Laustärke rumzufrickeln) und gib abhängig von einem oder mehreren Abstandssensoren mehr oder weniger Pegel auf die Verstärkereingänge.
Da es sich um eine Reihe von Lautsprechern handelt, muss das Signal von
einem zentralen Verstärker kommen (Synchronisation)
Waarum muss da mit dem Lausprechersignal herumgearbeitet werden? Die vielen (kleinen) Verstärker müssen einfach nur 1 und das selbe Eingangssignal bekommen.
leider scheint der Link nicht zu funktionieren. Es sollen keine Durchsagen gemacht werden, sondern soll der Eindruck erzeugt werden von einem Ambient Sound. Zum Beispiel Windgeräusche, den man sich nicht nähern kann, sondern die zwar vor und hinter einem zu hören sind, aber nie dort, wo man gerade sich befindet.
Gibt es fertige Lösungen, die ich einfach nur kaufen kann, oder müsste so etwas gebaut und programmiert werden?
Zweck: Eine Person soll zum Beispiel einen Tunnel langgehen und das
Gefühl bekommen, die Umgebung (Ambiente) macht Geräusche, ohne das er an
einem aktiven Lautsprecher aus dem dieses Geräusch kommt, jemals
vorbeiläuft. Die Geräusche sind also immer vor und hinter der Person,
aber nie dort, wo die Person sich befindet.
Wenn die Person ihre Geschwindigkeit frei wählen und variieren kann, wird es mit normalen Bewegungsmeldern nicht so einfach funktionieren, wie es dein Blockschaltbild zeigt. Bewegungsmelder liefern nur eine binäre Information (im Erfassungsbereich bewegt sich irgendwo etwas Ja/Nein), das genügt nicht.
Das Fading muss auf die Laufgeschwindigkeit und den Ort abgestimmt sein. Was passiert z. B., wenn die Person stehen bleibt oder plötzlich schneller geht?
Obendrein kann man es nicht erreichen, dass sich die Erfassungsbereiche zweier benachbarter Melder exakt berühren. Wenn eine Lücke bleibt, werden dort beide Lautsprecher hochgefahren; wenn es eine Überlappung gibt, werden beide runtergefahren. Und was passiert, wenn die Person in so einen Bereich hineinläuft/herausläuft?
Es ist wichtig, dass die Person das Geräusch hört, aber nicht einen
speziellen Lautsprecher verorten kann, aus dem dieses Geräusch kommt. Er
läuft also durch eine "Blase der Stille".
Wenn sich die Person nicht exakt auf Höhe eines inaktiven Lautsprechers befindet, empfindet sie das Geräusch der aktiven Lautsprecher nur als von vorn oder nur als von hinten kommend. Nicht nur wegen der unterschiedlichen Lautstärke, sondern auch wegen der unterschiedlichen Laufzeit des Schalls (https://de.wikipedia.org/wiki/Präzedenz-Effekt). Was passiert, wenn die Person so einen Punkt passiert?
Line-In ->
-> Controller für den Fade Out, gesteuert vom Bewegungssensor
-> dann Fade In
-> Ausgang für eine Aktiv-Box
Im Prinzip beschreibst du einen Lautstärke-Steller. Nur daß er nicht über das Drehen an einem Drehknopf, sondern über das Auslösen eines Bewegungssensors gesteuert werden soll.
Der Teil mit der Laustärke ist einfach. Denn schon seit Jahrzehnten wird da kein Poti mehr dafür verwendet, sondern ein elektronisch gesteuertes Äquivalent. Das nennt sich dann auch so: Digitalpoti. Gesteuert von einem µC, z.B. über die I²C Schnittstelle.
Aber der interessantere Teil ist ohnehin die Steuerung über den Bewegungssensor. Einfach nur die Anwesenheit eines Menschen zu detektieren und den Verstärker dann lautlos zu stellen, wird nicht so funktionieren wie du dir das vorstellst. Es ist einfach gesagt zu grob. Da ändert auch das Ein- und Ausfaden nichts dran. Du müßtest den Abstand der Person schon wenigstens in groben Schritten erfassen.
Aber zurück zum bisherigen Plan: du müßtest einen µC so programmieren, daß er in Abhängigkeit von einem Digitalsignal eine ansteigende bzw. abfallende Rampe erzeugt und die über eine geeignete Schnittstelle an das Digitalpotentiometer weiter gibt. Für den µC prädestiniert wäre ein Arduino. Wenn du nach "audio digital potentiometer arduino" googelst, wirst du genügend Beispiele für geeignete ("Audio"!) Digitalpotis finden und wie man die mit dem Arduino ansteuert.
weil ich genau den Baustein letztens in einem teil-defekten PC-Monitor hatte:
Der APA2605 ist ein kleiner Stereo-Verstärker mit eingebauter Lautstärke-Einstellung per DC-Spannung. Das könnte man mit einem langsamen RC-Glied an den Bewegungsmelder koppeln. Wie "schön" dass dann wirkt, weil die Schrittweite bei kleinen Pegel recht grob ist und wegen der e-Funtion, musst du probieren.
Ohne eingebauten Verstärker gibt es sowas als TDA1524. Wobei das ziemliche Steinzeittechnologie ist.
dass die Person das Geräusch hört, aber nicht einen speziellen
Lautsprecher verorten kann
Du brauchst also einen "flächigen" Schall, der überall gleich laut ist und nur an einer Stelle leise. Das ist eine recht spannende Aufgabe, denn am Gegenteil (der Schall ist nur an einer bestimmten Stelle zu hören) haben sich schon so manche Akustiker die Ohren abgerissen.
Gibt es fertige Lösungen, die ich einfach nur kaufen kann
Nein, denn das ist Kunst. Und Kunst gibt es nicht von der Stange.
Fieserweise könnte man sagen: "Kunst" kommt von "Können", einfach nur "Wollen" wird zum "Wulst".
oder müsste so etwas gebaut und programmiert werden?
Welches Budget hast du denn für eine Kauflösung? Und wieviele Lautsprecher sollen da angesteuert werden?
Zum Beispiel Windgeräusche, den man sich nicht nähern kann, sondern die
zwar vor und hinter einem zu hören sind, aber nie dort, wo man gerade
sich befindet.
Der Witz ist aber auch, dass sich der Wind aus jeder Richtung immer anders anhört.
Und wer ein geeignetes Digitalsystem hat, bekommt die Funktion der
Ausblendung an bestimmten Orten quasi geschenkt, nur ein
Softwarefeature.
Mit einem UI24 von Soundcraft hätte man eine Audiolösung aus dem Profibereich, die man "nur" noch von einem Raspi aus fernsteuern muss: die 8 Monitorkanäle würde immmerhin schon für 8 Lautsprecher reichen... ;-)
dass die Person das Geräusch hört, aber nicht einen speziellen
Lautsprecher verorten kann
Du brauchst also einen "flächigen" Schall, der überall gleich laut ist
und nur an einer Stelle leise. Das ist eine recht spannende Aufgabe,
denn am Gegenteil (der Schall ist nur an einer bestimmten Stelle zu
hören) haben sich schon so manche Akustiker die Ohren abgerissen.
Gibt es fertige Lösungen, die ich einfach nur kaufen kann
Nein, denn das ist Kunst. Und Kunst gibt es nicht von der Stange.
Fieserweise könnte man sagen: "Kunst" kommt von "Können", einfach nur
"Wollen" wird zum "Wulst".
oder müsste so etwas gebaut und programmiert werden?
Welches Budget hast du denn für eine Kauflösung? Und wieviele
Lautsprecher sollen da angesteuert werden?
Zum Beispiel Windgeräusche, den man sich nicht nähern kann, sondern die
zwar vor und hinter einem zu hören sind, aber nie dort, wo man gerade
sich befindet.
Der Witz ist aber auch, dass sich der Wind aus jeder Richtung immer
anders anhört.
Das Windgeräusch war ja nur ein Beispiel. Es geht, wie ich beschrieben hatte darum, dass der Lautsprecher in einem Tunnel nicht der Person beim Passieren ins Ohr "brüllen" soll, sondern immer von vorne und hinten die Person erreicht. Ich will eben verhindern, dass es nach Lautsprecher klingt.
Die Idee mit den aktiven Lautsprechern finde ich gut. Man spart sich ja dann den Verstärker im Vorfeld und kann das Line-Signal nehmen und regeln.
Ich habe ja keinen Plan, was so eine Schaltung kostet. Ich bin ja noch bei der Machbarkeit und muss am Ende entscheiden, ob der Effekt es wert ist.
Die Anzahl der Lautsprecher steht nicht fest. Es könnten sicherlich 20 Lautsprecher oder mehr sein. Das System soll wachsen. Daher ist es ja wichtig, dass man das Audio-Signal beliebig oft abnehmen kann und damit quasi autarke Einheiten beschicken kann.
Ich brauche also jemanden, der so eine Einheit entwickelt und vielleicht sogar baut.
Um das über längere Strecken störungsfrei hinzubekommen, empfiehlt sich
eine symmetrische Signalübertragung (die dann in den Eingangsstufen der
Aktivboxen entsprechend der Bedürfnisse der Aktivboxen angepasst wird).
Das Fading muss auf die Laufgeschwindigkeit und den Ort abgestimmt sein.
Deshalb hat jeder Lautsprecher ja seinen eigenen Sensor.
Was passiert z. B., wenn die Person stehen bleibt oder plötzlich
schneller geht?
Was soll dann passieren? Dann wird nicht bzw. schneller weitergeschaltet. Das wäre doch genau das, was gewünscht ist, oder?
Nur wenn die Person komplett bewegungslos verharrt und der Sensor dann gar keine Bewegung mehr erkennt, wird's problematisch.
Obendrein kann man es nicht erreichen, dass sich die Erfassungsbereiche
zweier benachbarter Melder exakt berühren. Wenn eine Lücke bleibt,
werden dort beide Lautsprecher hochgefahren; wenn es eine Überlappung
gibt, werden beide runtergefahren.
Auch das scheint mir bei ausreichend hoher Dichte der Lautsprecher kein Problem zu sein. Es ist ja nicht Anforderung, exakt einen Lautsprecher auszuschalten, sondern halt alles, was der Person zu nahe ist.
Es ist wichtig, dass die Person das Geräusch hört, aber nicht einen
speziellen Lautsprecher verorten kann, aus dem dieses Geräusch kommt. Er
läuft also durch eine "Blase der Stille".
Wenn sich die Person nicht exakt auf Höhe eines inaktiven Lautsprechers
befindet, empfindet sie das Geräusch der aktiven Lautsprecher nur als
von vorn oder nur als von hinten kommend.
Auch hier kommt es auf die Anzahl der Lautsprecher an. Wenn man natürlich in einem 100m langen Tunnel nur drei Lautsprecher hat, dann wird das so sein. Sind es aber 10m und 20 Lautsprecher, dann eher nicht.
Meine Liste für die Komponenten für dieses Projekt wären:
MLX90640 - so eine Art Mini-Wärmebildkamera, um (auch stehende) Personen zu erkennen
ESP32 oder Raspberry Pi Pico: Die kostengünstige CPU kann sowohl als WiFi Client als auch als WiFi-Mesh (eigenständiges selbstständiges adhoc Netzwerk z.B. ESP-Mesh). Darüber hinaus kann per I2S direkt die folgende Audio-Endstufe angesteuert werden:
MAX98357: Wandelt einen PCM-Stream (z.B. I2S) in analoges Audio, eine kleine Endstufe ist integriert. Lautstärkeregelung auch integriert.
Speicher für Soundsamples: SD-Karte o.ä.
Alternativ: JQ6500-Modul, seriell ansteuerbar, Speicher integriert. Lautstärkekontrolle seriell möglich, wie gut kann ich nicht beurteilen.
Alles zusammen mit einem 5V/3A Wandnetzteil versorgbar.
Was passiert z. B., wenn die Person (...) plötzlich schneller geht?
Was soll dann passieren? Dann wird (...) schneller weitergeschaltet.
Die Geschwindigkeit des Fading muss zur Gehgeschwindigkeit passen. Die Gehgeschwindigkeit muss also innerhalb des Bereichs des jeweiligen Bewegungsmelders gemessen werden.
Wenn sich die Person nicht exakt auf Höhe eines inaktiven Lautsprechers
befindet, empfindet sie das Geräusch der aktiven Lautsprecher nur als
von vorn oder nur als von hinten kommend.
Auch hier kommt es auf die Anzahl der Lautsprecher an. Wenn man
natürlich in einem 100m langen Tunnel nur drei Lautsprecher hat, dann
wird das so sein. Sind es aber 10m und 20 Lautsprecher, dann eher nicht.
20 Lautsprecher auf 10 Meter in einem Tunnel, dabei einer etwas leiser als die anderen? Dann hörst du alle: Die entfernteren zwar leiser, dafür gibt es von denen aber viele. Daran, dass die Lautsprecher dann bei 1 kHz näher als eine Wellenlänge benachbart sind, denken wir besser gar nicht.
Das ganze Projekt ist zunächst mal eine Denkaufgabe für Akustiker und Psychoakustiker, nicht für Elektroniker
Die Geschwindigkeit des Fading muss zur Gehgeschwindigkeit passen. Die
Gehgeschwindigkeit muss also innerhalb des Bereichs des jeweiligen
Bewegungsmelders gemessen werden.
Richtig. Keine Bewegungsmelder sondern Abstandssensoren oder Lichtschranken/Drucksensoren im Boden in engem Abstand.
4 "mitfahrende" Lautsprecher würden wohl das beste Ergebnis erzielen.
Viele Lautsprecher mit identischem Signal gibt eher Suppe durch Interferenzen.
Lautsprecher im seitlichen Bereich neben dem Besucher sind beim Laufen immer ortbar. Es sei denn du generierst Phasenversatz und Lautstärke exakt auf die Lautsprecher-Positionen abgestimmt. Dann bist bei sowas wie "Dolby Atmos"+. Das + weil du dir für die "Stille-Blase" noch was ausdenken musst.
Oder die Lautsprecher sind ziemlich weit vom Tunnel entfernt, aber dann sind die Geräusche überall annähernd gleich.
Bei 2 Meter Tunnelbreite dürfte in nem einfachen Konzept so 5m vor und nach dem Besucher nichts aktiv sein. Sound kommt damit halt entweder von vorne oder hinten. Bei nem "gemauerten" Tunnel könnte das passen. Bei ner Art "Urwald", also was offenem eher nicht.
Ich würde da eher kurze Samples einzeln auf Lautsprecher (Mono langt) geben. Halt immer überlappend bzw. mehrere parallel. Dann gibt's schon mal keine Probleme durch Auslöschungen.
Obs spannend wirkt ist nochmal was anderes. Kannst ja mal bei den Geisterbahn- und Freizeitparkbauern fragen. Die bauen sowas in der Richtung, allerdings meist mit mäßigem bis schlechtem Erfolg.
