Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lautstärke messen


von Andreas H. (heilinger)


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Hallo,

ich bin neu auf dem Gebiet der Laustärkemessung. Ich möchte erkennen 
können, ob eine Hupe lauter als die Umgebungsgeräusche hupt.
Ich habe mich mal im Internet ein bisschen umgeguckt und mir die 
Mikrofonkapsel EM6 ausgesucht.

Schaltung würde ich aufbauen wie im Datenblatt:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/300000-324999/302147-da-01-en-Mikrofonkapsel_EM6.pdf

Dazu kommt dann noch an den Output-Ausgang nen OP-Verstärker und die 
Spannung messe ich dann mit nem µC-ADC.

Offene Punkte:
- Welche Alternativeng gibts zum EM6? Sollte jedoch ne SMD-Bauform sein 
und natürlich günstig sein
- Gibts so nen Mikrofon schon mit integriertem OP-Verstärker?
- Wie sieht es mit der Langlebigkeit aus? Nach 10 Jahren müssen das 
Mikrofon + Schaltung noch einwandfrei funktionieren!

Wäre dankbar für Hilfestellungen und Anregungen.

Gruß
Andi

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas H. schrieb:

> ich bin neu auf dem Gebiet der Laustärkemessung.

Dann solltest Du Dir vielleicht mal die Seite über Lautstärke
in Wikipedia ansehen. Solch eine Lautstärkemessung ist recht
kompliziert, sodas ich Dir eher ein Fertiggerät empfehlen würde.
Bei Selbstbau brauchtest Du auf jedenfall ein solches Fertig-
gerät zwecks Kalbrierung.
Gruss
Harald

von Andreas H. (heilinger)


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Die exakte Lautstärke möchte ich nicht in dB messen, sondern einfach nur 
sicher gehen, dass man die Hupe hört. Also um wieviel dB sie über den 
Umgebungsgeräuschen hupt ist nicht relevant, sondern nur, dass sie 
lauter ist.

von Udo S. (urschmitt)


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Andreas H. schrieb:
> Nach 10 Jahren müssen das
> Mikrofon + Schaltung noch einwandfrei funktionieren!

Sportlich für ein Erstlingswerk. "Muss" ist immer relativ, du kannst 
höchstens eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit treffen, daß deine 
Schaltung nach 10J noch funktioniert, aber nur wenn du die 
Ausfallswahrscheinlichkeit der Bauteile kennst und alle übrigen evt. 
Probleme und die Umgebungsbedingungen klar quantifizieren kannst.
Und das kann KEIN Anfänger und auch der Vollprofi kann massiv daneben 
liegen.

von Andreas H. (heilinger)


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Udo Schmitt schrieb:
> Sportlich für ein Erstlingswerk. "Muss" ist immer relativ, du kannst
> höchstens eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit treffen, daß deine
> Schaltung nach 10J noch funktioniert, aber nur wenn du die
> Ausfallswahrscheinlichkeit der Bauteile kennst und alle übrigen evt.
> Probleme und die Umgebungsbedingungen klar quantifizieren kannst.
> Und das kann KEIN Anfänger und auch der Vollprofi kann massiv daneben
> liegen.

Daher frage ich ja hier nach Erfahrungen... Ich sag mal, Widerstände, 
OPs und Kondensatoren halten das ja aus, bei Raumtemperatur etc.
Aber ich weiss nicht, wie sich so ein Mikrofon verhält. Wie gesagt: 
keine extremen Umgebungsbedingungen.

von Udo S. (urschmitt)


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Electret Mikro Kapseln sollten eigentlich ziemlich unkaputtbar sein, 
aber vieleicht weiss jemand anderes hier mehr.

von citb (Gast)


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Andreas H. schrieb:
> Also um wieviel dB sie über den
> Umgebungsgeräuschen hupt ist nicht relevant, sondern nur, dass sie
> lauter ist.

Das genau ist sicher nicht richtig.
Du musst Dich also auch ueber die physiologischen Grundlagen des Hoerens 
und der Wahrnehmung (Hupe hoeren heisst noch lange nicht beachten) 
schlaumachen.

citb

von oszi40 (Gast)


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Andreas H. schrieb:
> Nach 10 Jahren müssen das Mikrofon + Schaltung noch einwandfrei funktionieren!

Sehr optimistisch falls etwas Schmutz ins Spiel kommt. Selbst wenn es 
noch funtionieren sollTE, wäre es nützlich, Dein Meßgerät nach einiger 
Zeit zu kalibrieren.

von Andreas H. (heilinger)


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Hallo,

vielen Dank erstmal für die vielen Rückmeldungen.

oszi40 schrieb:
> Sehr optimistisch falls etwas Schmutz ins Spiel kommt. Selbst wenn es
> noch funtionieren sollTE, wäre es nützlich, Dein Meßgerät nach einiger
> Zeit zu kalibrieren.

Die Möglichkeit einer Kalibrierung im Intervall von einem bzw. zwei 
Jahr(en) ist möglich. Solange dies über Software passiert: kein Problem, 
allerdings sollten dann z.B. keine Widerstände o.Ä. ausgetauscht werden.

citb schrieb:
> Das genau ist sicher nicht richtig.
> Du musst Dich also auch ueber die physiologischen Grundlagen des Hoerens
> und der Wahrnehmung (Hupe hoeren heisst noch lange nicht beachten)
> schlaumachen.

Meinst du damit, dass die Lautstärkewahrnehmung stark frequenzabhängig 
ist? Es geht hier um einen Alarmton, dass heisst, wenn die Hupe gehört 
wird, weiss die hörende Person, dass es sich um einen Alarmton handelt. 
Ich möchte es so vergleichen: Du stellst einen Klingelton für eine SMS 
beim Handy ein . Bei jedem Ertönen von dem Klingelton (sei es auch nur 
ein Ton), weisst du, dass du eine SMS bekommen hast, weil du ja diesen 
Ton schon x-beliebige Male gehört hast und ihn zuordnen kannst. Daher 
geht es beim mir jetzt hauptsächlich darum sicherzustellen, dass die 
Lautstärke des Tons über den Hintergrundgeräuschen liegt.

von citb (Gast)


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Andreas H. schrieb:
> Ich möchte es so vergleichen: Du stellst einen Klingelton für eine SMS
> beim Handy ein . Bei jedem Ertönen von dem Klingelton (sei es auch nur
> ein Ton), weisst du, dass du eine SMS bekommen hast, weil du ja diesen
> Ton schon x-beliebige Male gehört hast und ihn zuordnen kannst. Daher

Ich meine den Effekt, dass ich den (ungewohnten) Klingelton des 
Bereitschaftshandys eben nicht als Telefonklingeln zugeordnet habe, 
obwohl ich den selbst eingestellt habe. (War allerdings nur Musik 
waehlbar, richtige Klingeltoene gabs auf dem S55 nicht)

Ausserdem treten Geraeusche in den Hintergrund wenn andere Geraeusche 
stark und aehnlich im Muster sind.

Was ich damit insgesamt sagen will: Alleine die Lautstaerke macht keinen 
Warnton, das Vorhaben, die Lautstaerke zu ueberwachen, deutet auf einen 
solchen hin.

Vielleicht kann man ja sogar die Lautstaerke des Tones an die wechselnde 
Lautstaerke der Umgebung angepassen. Dazu wird es sicher Erkenntnisse 
-und daraus abgeleitet Vorschriften- geben. Dann muesste die 
Ueberwachung auch nur die Differenz ermitteln, da ist dann auch Drift 
durch langsame Veraenderungen der Verstaerkung weniger problematisch.

citb

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas H. schrieb:

> Meinst du damit, dass die Lautstärkewahrnehmung stark frequenzabhängig
> ist?

Ja, so ist es.

> Es geht hier um einen Alarmton, dass heisst, wenn die Hupe gehört
> wird, weiss die hörende Person, dass es sich um einen Alarmton handelt.

Autohupen wurden mal extra so konstruiert, das der Ton hauptsächlich
in einem Frequenzbereich fällt, in dem Automotoren keine hohen Pegel
erzeugen. Ob das bei Deinen Geräuschen auch so ist, weiss ich nicht.
M.E. kommst Du ohne Bewertung Deine Signal nicht aus. Und Der Fre-
quenzgang Deiner Schaltung muss dem Frequenzgang Deines Mikrofons
angepasst werden.
Gruss
Harald

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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Hallo Andreas,

Du hast ja jetzt erfahren, dass diese Art Messung nicht weiterhilft.
Die Hupe kann auch problemlos hoerbar sein, wenn sie leiser als die 
Umgebung ist.
Also alles Definitionssache.

> Die Möglichkeit einer Kalibrierung im Intervall von einem bzw. zwei
> Jahr(en) ist möglich. Solange dies über Software passiert: kein Problem,
> allerdings sollten dann z.B. keine Widerstände o.Ä. ausgetauscht werden.

Na, schon mal was von Trimmpotis gehoert?

> Ton schon x-beliebige Male gehört hast und ihn zuordnen kannst. Daher
> geht es beim mir jetzt hauptsächlich darum sicherzustellen, dass die
> Lautstärke des Tons über den Hintergrundgeräuschen liegt.

Bei welcher Frequenz und welchem Hintergrundgerausch etc. (s.o.)

Aber als technischer HIntergrund:
Eine Elektretkapsel ist alles andere als langlebig.
Die Dotierung des Kunststoffmaterials laesst mit der Zeit nach.

Ich habe Elektrt-Mikrofonkapseln die seit ca. 20 Jahren problemlos 
funktionieen und solche, wo der Abfal an Empfindlichkeit nach ca. 10 
Jahren merklich war (obwohl es schwierig ist, das zu messen und ich auch 
erst alle anderen Ursachen im Verdacht hatte....)




Gruss

Michael

von Harald W. (wilhelms)


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Michael Roek schrieb:

> Eine Elektretkapsel ist alles andere als langlebig.
> Die Dotierung des Kunststoffmaterials laesst mit der Zeit nach.
>
> Ich habe Elektrt-Mikrofonkapseln die seit ca. 20 Jahren problemlos
> funktionieen und solche, wo der Abfal an Empfindlichkeit nach ca. 10
> Jahren merklich war

Ich denke, dynamische Mikrofone dürften da eher weniger Probleme machen.
Gruss
Harald

von Werner (Gast)


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Michael Roek schrieb:
> Na, schon mal was von Trimmpotis gehoert?

Die sind wahrscheinlich nach Elkos die ersten, die unzuverlässig werden. 
Lieber einen konstanten Aufbau und eine Kalibierkonstante im EEPROM.

von Christian B. (casandro)


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Was meinst Du mit "Lautstärke"? Willst Du den Schalldruckpegel, den 
Schallschnellenpegel, oder einen der Pegel bewertet messen? Oder willst 
Du gar die Lautheit messen?

Das alles sind unterschiedliche Dinge. Aber bei lauten Geräuschen gibt 
Dir aber schon eine ganz einfache Spannungsmessung am Ausgang des 
Mikrofons schon eine brauchbare Näherung darüber, wie laut was ist.

Sprich wenn Du einfach ein x-beliebiges Elektret-Mikrophon an eine 
Soundkarte anschließt, und dann den RMS-Wert bestimmst, kannst du schon 
brauchbare relative Messungen durchführen. Du bist damit näher am 
Empfinden dran, als Leute die die a-Bewertung bei lautem Schall 
einsetzen.

von Peter D. (pdiener) Benutzerseite


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Ich denke, wenn es um Langlebigkeit geht, sind extern polarisierte 
Kondensatorkapseln am besten. Andererseits kenne ich keine, die so klein 
und billig sind wie Elektretkapseln.

Elektretkapseln können mit der Zeit die Polarisierung verlieren, das 
kann feuchtigkeitsbedingt auch beschleunigt passieren. Es genügt z.B. 
die Elektretfolie zu berühren, dann ist die Polarisierung meist 
verloren.

Auch dynamische Kapseln altern. Besonders wenn sie mit 
Neodym-Eisen-Bor-Magneten arbeiten. Diese Magneten sind zum 
Korrosionsschutz galvanisch beschichtet. Wenn diese Schutzschicht 
beschädigt oder durchkorrodiert ist, löst sich die Sinterung der 
Magneten und sie zerfallen zu Staub.

Wenn keine besonderen Umwelteinflüsse vorhanden sind (also trockener 
Einsatz im Innenraum), würde ich davon ausgehen, dass eine 
Elektretkapsel wesentlich länger als 10 Jahre lebt. Sicher kann man aber 
nicht sein. Elektretkapseln gibt es auch mit integriertem 
JFET-Verstärker.

Grüße,

Peter

von Harald W. (wilhelms)


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Peter Diener schrieb:

> Elektretkapseln gibt es auch mit integriertem
> JFET-Verstärker.

Gibt es auch welche ohne FET-Transistor?
Gruss
Harald

von Andreas H. (heilinger)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Peter Diener schrieb:
>
>> Elektretkapseln gibt es auch mit integriertem
>> JFET-Verstärker.
>
> Gibt es auch welche ohne FET-Transistor?
> Gruss
> Harald

es wäre ganz nett, wenn ihr auch angebt, dass es bestimmt Kapseln nicht 
nur gibt, sondenr evtl. auch mal einen Typ nennt, so kann ich mir mal 
das Datenblatt ansehen. Wie gesagt, ich möchte mir auch mal einen 
Überblick über alles verschaffen und vergleichen können.

Ich denke, dass es erstmal so gehen wird, dass ich so eine Schaltung 
aufbauen werde und mal gucke, was ich überhaupt erkenne bzw. messen 
kann. Diese Elektretkapseln scheinen wohl auch eine ganz gute Wahl zu 
sein.
Der Signatton wird auf jeden Fall als Alarmton interpretiert, wenn man 
ihn hört. Allerdings ist dieser momentan noch nicht definiert, sondern 
soll unter verschiedenen .wav-Datei auswählbar sein, die jedoch alle in 
einem bestimmten Frequenzbereich liegen werden. Genaueres kann ich dazu 
leider noch nicht sagen...

Vielen Dank und weiterhin viel Spaß beim Diskutieren :)

von chick (Gast)


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>ich bin neu auf dem Gebiet der Laustärkemessung. Ich möchte erkennen
>können, ob eine Hupe lauter als die Umgebungsgeräusche hupt.

Sind Deine Ohren kaputt? Ohren als Meßinstrument, billiger und einfacher 
gehts nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas H. schrieb:

> es wäre ganz nett, wenn ihr auch angebt, dass es bestimmt Kapseln nicht
> nur gibt, sondenr evtl. auch mal einen Typ nennt,

Elektret-Kapseln gibts ja nun wirklich wie Sand am Meer; welche
Dir da am besten gefällt, musst Du schon selbst entscheiden.
Praktisch alle enthalten einen FET-Vorverstärker, der aber nicht
ausreichend für Line-Pegel ist. Mikrofon-Verstärker findest Du
auch massenhaft im INet; man muss nicht jedesmal das Rad neu
erfinden. Andererseits, bewertende Verstärker wirst Du eher
selten finden. Da müsstest Du wohl selbst etwas tiefer einsteigen.
Wenn Du wirklich messen willst, und nicht nur Hausnummern auf
einem Display mit möglichst vielen Stellen ansehen willst, wirst
Du darum aber nicht herumkommen.

> Der Signatton wird auf jeden Fall als Alarmton interpretiert, wenn man
> ihn hört. Allerdings ist dieser momentan noch nicht definiert, sondern
> soll unter verschiedenen .wav-Datei auswählbar sein, die jedoch alle in
> einem bestimmten Frequenzbereich liegen werden.

Du müsstest auf jeden Fall ein Frequenzdiagramm Deines zu erwartenden
Störgerausches erstellen, um einen passenden Alarmton auszuwählen.
Gruss
Harald

von oszi40 (Gast)


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Selbst wenn Dein Mikro 100 Jahre halten sollte, könnten die 
Meßbedingungen jedes Mal anders sein. Frequenz, Abstrahlwinkel, 
Entfernung, Reflektionen, Nebengeräusche, Bauteilalterung ...

Wahrscheinlich reicht für Deine ersten Messungen eine Soundkarte um ein 
Gefühl für Meßwerte zu bekommen.

von bitte löschen (Gast)


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Andreas H. schrieb:
> eine Hupe
http://de.wikipedia.org/wiki/Hupe

Andreas H. schrieb:
> ... unter verschiedenen .wav-Datei ...
http://de.wikipedia.org/wiki/Lautsprecher
http://de.wikipedia.org/wiki/Druckkammerlautsprecher

Mit einer Hupe kannst Du ohne viel technischen Aufwand sehr laute 
Geräusche erzeugen. Ich habe noch nicht gehört, dass Hupen mit der Zeit 
an Lautstärke verlieren. Hupen sind robust und für den Einsatz im 
nicht-Innenraum von Fahrzeugen konzipiert. D.h. Kondenswasser, extreme 
Temperaturen, Vibrationen und Erschütterungen können ihr wenig anhaben.
Ein Lautsprecher muss mit einem Signal aus einem Verstärker angesteuert 
werden. Außerdem muss er in einem Gehäuse untergebracht werden, um einen 
akustischen Kurzschluss zu vermeiden. Lautsprecher sind für die 
möglichst originalgetreue Wiedergabe von Signalen über ein breites 
Frequenzspektrum optimiert, nicht für die Erzeugung eines lauten 
Geräusches mit bestimmten  Frequenzen.

Ich hatte als Kind (also etwa mit 19 oder 20 Jahren) eine Weile lang 
einen Druckkammerlautsprecher an den PA-Ausgang meines CB Funkgerätes 
angeschlossen, um dumme Scherze zu machen ("Der Fahrradfahrer ohne 
Beleuchtung fährt doch bitte mal rechts ran!" - dann vorbeifahren und 
"Danke!") Asche auf mein Haupt!
Das Teil war ziemlich versifft, als ich es nach ein paar Jahren und 
einem Totalschaden ausbaute. Erstaunlich, dass es überhaupt noch 
funktionierte. Worauf ich eigentlich hinaus will: Alles, was nicht im 
Innenraum gewesen war, war versifft, egal wie gut ich es eingepackt 
hatte. Die Feuchtigkeit dringt durch alle Ritzen, ob mit Gummi, Pattex 
oder Isolierband abgedichtet - egal. Anzahl der Schichten: egal.
Dazu kommen Insektenlarven, mal -20°, mal +50° (oder mehr). Was am 
(nicht im) Auto ist, muss leiden.
Wenn Du so etwas fimschiges wie eine Elektretkapsel unterbringen willst, 
musst Du sie am besten gasdicht verpacken.

Aber sag' mal: Kommt das Teil überhaupt in ein Fahrzeug oder nicht? Wie 
so viele hier im Forum schreibst Du zwar was Du brauchst, verschweigt 
aber denen die Dir helfen sollen, was Du eigentlich machen willst. Diese 
vorgehensweise ist kontraproduktiv, da Du sich so vielen potentiellen 
guten Ideen gegenüber abschottest. Hier sind viele kreative Leute, 
unterschätze das nicht.

von Andreas H. (heilinger)


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@ Philipp Klostermann:
Alles richtig was du hier sagst. Da es sich aber nicht um ein 
Hobby-Projekt handelt, möchte ich mich wegen der Anwendung bedeckt 
halten, ich bitte das zu respektieren.
Der Alarmton der Hupe kann in der Lautstärke verändert werden, jedoch 
soll sichergestellt sein, dass die Lautstärke nicht unter den 
Geräuschpegel der Umgebung fällt. Und wie gesagt, wird das ganze in 
einem klimatisierten Gebäude betrieben, wo sich auch Menschen aufhalten, 
also keine Extrembedingungen, konstante Raumtemperatur, kein Fahrzeug, 
nicht außerhalb von Gebäuden und auch keine Insekten etc.

Momentan bin ich halt noch in der Planungsphase, und da will ich mich 
schonmal umhören, auf was ich achten sollte, bzw was es überhaupt so 
gibt etc.

von MaWin (Gast)


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> Hupen sind robust und für den Einsatz im
> nicht-Innenraum von Fahrzeugen konzipiert. D.h. Kondenswasser, extreme
> Temperaturen, Vibrationen und Erschütterungen können ihr wenig anhaben.

Ähm, warum musste ich bei jedem Auto welches ich bisher hatte immer vor 
Ablauf des Autolebens die Originalausrüster-Hupen gegen irgendwelche 
austauschen, weil sie nicht mehr hupten und der TÜV das blöd fand?

von bitte löschen (Gast)


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@Andreas H:
OK, dann vergiss meine Fragen bzw. Einwände. :-)

@MaWin:
Anfang der 90er bat mich mal ein Computerladen-Besitzer aus einer neuen 
Ladung HP Tintenpisser einen Karton herauszusuchen. Das tat ich. Darauf 
er:
"OK, den können wir ungeöffnet zurückschicken. Den hat sich Philipp 
ausgesucht, der ist garantiert defekt!" :-D
Will sagen: Irgendwie scheinen manche Menschen mit bestimmten Geräten 
oder Arten von Geräten Pech zu haben. Bei mir sind es Sachen, die 
irgendwie mit Rechnern zu tun haben, bei Dir scheint es sich auf Hupen 
zu beschränken. Sei froh! ;-)
Äh, nee im Ernst: Eine Hupe ist mir noch nie kaputt gegangen. Das Auto, 
was ich am längsten habe, ist ein Audi 80 TD Modell 89, Baujahr 88. Den 
habe ich von meinem Vater geerbt und der steht immer noch vorm Haus. Als 
ich ihn zuletzt in Betrieb hatte, ging die Original-Hupe noch.
Ich weiß nicht, was für Hupen in Deinen Fahrzeugen verbaut waren/sind. 
Bei mir waren immer diese mehr oder weniger flachen Blechschepperdinger 
drin. Die scheinen unverwüstlich zu sein. Vielleicht hattest Du ja 
Hörner eingebaut. Ich kenne mich da nicht aus, aber ich könnte mir 
vorstellen, dass die empfindlicher sind. Was für Autos waren das denn?

von Karl H. (kbuchegg)


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Philipp Klostermann schrieb:

> Äh, nee im Ernst: Eine Hupe ist mir noch nie kaputt gegangen.

Du hattest offenbar noch nie einen Smart Roadster.
Bei dem geht so ziemlich alles kaputt, was eigentlich nicht kaputt gehen 
dürfte.

von Harald W. (wilhelms)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Philipp Klostermann schrieb:
>
>> Äh, nee im Ernst: Eine Hupe ist mir noch nie kaputt gegangen.
>
> Du hattest offenbar noch nie einen Smart Roadster.
> Bei dem geht so ziemlich alles kaputt, was eigentlich nicht kaputt gehen
> dürfte.

Werkstattleiter an Kunden:"Das einzige Teil an Ihrem Wagen, das
kein Geräusch erzeugt, ist die Hupe!"
Gruss
Harald

von bitte löschen (Gast)


Angehängte Dateien:

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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Smart Roadster

http://www.smart-gebrauchtteile.com/smart-zubehoer/smart-fortwohupe.htm

Hmm, scheint auch so ein Schepperblech zu sein. Dann lag ich zumindest 
in einem Punkt falsch.
Jetzt wäre noch eine Rückmeldung von MaWin bezüglich seiner Auto-Typen 
interessant.

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