Schädelmikrofon / Schädeldachmikrofon

Hallole wieder mal,

auf der Suche nach einer brauchbaren Praxislösung für Motorradkommunikation mit Jethelmen bin ich auf sog. Schädelmikrofone / Schädeldachmikrofone

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unter 1.2.6) gestoßen. Das Problem bei Jethelmen ist, daß man kaum ein Schwanenhalsmikro abnehmbar montieren kann, ohne daß die Mechanik auf Dauer beim Auf-/Absetzen des Helm beschädigt wird. Dennoch wird im Moppedbereich nur dies angeboten. Kehlkopfmikros fangen erhebliche Störungen durch Windgeräusche ein, außerdem sind sie im Sommer (Schweiß) unschön und viele mögen das enge Gefühl am Hals nicht, sog. Ohrknochenmikros (obiger Link 1.2.4) sind eher unkomfortabel weil mehr Aufrüstaufwand plus Gefummel beim Anlegen und teils drückend, ein einfach in den Kinnriemen eingearbeitetes Mikro bringt nach Hochpaßfilterung ein gutes Ergebnis, nimmt aber ebenfalls und unerwartet viel zu sehr die Windgeräusche auf, zumal ja die aufgenommene Sprache durch den Hochpaß geschickt und verstärkt werden muß - da geht die Sprache in den Windgeräuschen unter.

Das sog. Schädelmikro / Schädeldachmikro scheint die Nachteile der anderen Lösungen zu vermeiden (stößt aber bei den für Polizei und Feuerwehr angebotenen kommerziellen Helmsets finanziell in prohibitive Regionen vor). Viel mehr Infos als im obigen Link habe ich aber nicht gefunden. Weiß vielleicht jemand mehr darüber, wie so ein Schädeldachmikro aufgebaut ist und/oder wie man es funktional nachbauen kann? Auch Hinweise auf den Hersteller der Schädel(dach)mikros als solche wären hilfreich.

Für einen ersten Test habe ich eine handelsübliche Mikrokapsel oben im Helm montiert, daß sie mit etwas Schaumstoff ummantelt auf den Kopf "drückt". Mit einem Hochpaß danach ist das Ergebnis schon ganz ordentlich, vor allem keine typischen Windgeräusche wie beim Schwanenhals-, Kehlkopf- und Kinnriemenmikro (getestet mit Fön, Fahren geht derzeit nicht). Nur die anderen Umgebungsgeräusche werden überraschend deutlich aufgenommen, zwar weniger als die Sprache, aber doch störend viel, vor allem, wenn eine Dauerübertragung zum Sozius erfolgen soll. Vielleicht läßt sich dies verbessen, indem daneben eine zweite Mikrokapsel umgekehrt, also nach außen gerichtet, montiert wird, so daß diese die Sprache schwächer und die Umgebungsgeräusche lauter aufnimmt. Deren Signal wird einstellbar abgeschwächt und invertiert zu dem Signal der ersten Kapsel, die auf den Kopf gerichtet ist, addiert. Bei optimaler Einstellung sollten die Nebengeräusche deutlich abgeschwächt werden (oder?). Und danach der erforderliche Hochpaß ...

Das ist jetzt erst mal ins unreine gedacht. Bevor ich groß mit Experimenten anfange oder gar das Rad zum dritten Mal erfinde, würde ich gerne fragen, ob jemand dazu bessere / einschlägige Ideen / Lösungen hat.

mfg, Dr.K.

--
   RAuN Dr. M. Michael König * Anwaltskanzlei Dr. König & Coll.
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RA Dr.M.Michael König
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"RA Dr.M.Michael König" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Eine ZX12R anschaffen, den Hahn aufmachen, dann vergeht Dir das Reden ....

mfG Ingenieurbüro Baumann

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Leo Baumann

Es gibt Kapseln mit zwei Öffnungen, eine nach vornen, eine nach hinten. Da passiert der Ausgleich direkt in der Kapsel, vermutlich rein "mechanisch", indem einfach die Membrane von beiden Seiten für Schall zugänglich ist. Funktioniert jedenfalls gut, in unserem lauten Land Rover hört man rein gar nix mehr vom Motor - habe da ein Motorola-Funkgerät, und im Handmikro ist so eine Kapsel drin. Sobald man dann die Öffnung an der Rückseite zuhält, brummt der Diesel wieder deutlich hörbar über den Funk.

-ras

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Ralph A. Schmid

http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/
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Ralph A. Schmid, dk5ras

Am 17.01.2011 00:59, schrieb Leo Baumann:

Und die körperliche Unversehrtheit? ;-)

--
mfg hdw
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Horst-D.Winzler

Am 17.01.2011 00:59, schrieb Leo Baumann:

[Einleitungsroman entsorgt]

[Fullquote entsorgt]

Liebes Ingenieurbüro, nix zur Frage zu sagen, geht auch ganz ohne nervige Fullquotes.

Irgendwann könntest auch Du die hilfreichen Tipps von

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mal beherzigen.

Falk

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Falk Willberg

Fast OT: Gennum hat ehedem für Hörgeräte ICs hergestellt die Hochpaß hatten dessen Grenzfrequenz ( per OTA ) abhängig vom Signalpegel gesteuert wurde. D.h. Ruhe = tiefe Grenzfrequenz, gute Bandbreite. Wenn hoher Pegel dann Lärm vermutet und Grenzfrequenz gegen 300 - 500 Hz hochgefahren.

google oder ebay.com mit "skull microphone" bzw. "skull microphone motorcycle" abklappern

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Die technischen Probleme sind beim Schädeldecken-Mikrofon deutlich höher als beim Kehlkopfmikrofon ( das bekanntlich schon im letzten Krieg verwendet wurde ). Da Schädeldeckenmikrofon auch für Motorräder eher ein novelty item ist gibt es wohl nicht viel Auswahl, Endanwendererfahrung.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Am Mon, 17 Jan 2011 07:12:41 +0100, meinte "Ralph A. Schmid, dk5ras" :

Das ist aber eine normale Mikrofonkapsel, nicht für "Knochenschall" bzw. "Körperschall" - oder?

mfg, Dr.K.

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RA Dr.M.Michael König

Am Mon, 17 Jan 2011 12:43:18 +0100, meinte Rafael Deliano :

Interessantes Konzept. Aber dummerweise ist bei dieser Anwendung beim Fahren immer Lärm. Und die Hochpaßfilterung ist hier nicht wegen des Umgebungslärms erforderlich sondern wegen des niedrigen Anteils der höheren Frequenzen, wenn man auf diese Weise die Sprache abnimmt.

Danke. Aber auch "Körperschallmikrofon" und "Knochenschallmikrofon" führen zu treffern.

Mhm. Meinen Sie: Probleme bei der Herstellung? Zwar habe ich nirgends eine Erklärung gefunden, wie das Mikro als solches aufgebaut ist (außer, daß es piezioelektrisch funktioniere) bzw. das "Gehäuse", in das es eingebaut wird, aber die Applikation als solche scheint seit vielen Jahren bekannt und angeblich erfolgreich eingesetzt zu werden.

Es gibt wohl in den USA ein entsprechendes headset, aber so gut wie keine Erfahrungsberichte. Hier bei uns werden solche Mikros als Teil eines headsets nur für Feuerwehr und Polizei und natürlich Militär pp. angeboten zu entsprechenden Preisen, die Moppedfahrer abschrecken. Behauptet wird, daß so ein Schädeldeckenmikro überhaupt keine Nebengeräusche auffangen würde sondern allein die Sprache über den Knochen. Vielleicht ist das aufgrund der Konstruktion so, ich weiß es nicht, daher würde ich gerne wissen, wie diese Dinger aufgebaut sind. Das wäre dann einer elektronischen zwei-Mikrokapsel-Lösung wie von mir angedacht natürlich überlegen.

mfg, Dr.K.

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RA Dr.M.Michael König

Oft auch als "Preemphase" eingedeutscht.

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D.h. das Störgeräusch ( hier Hoth-Spektrum aus Büro ) ist niederfrequent. Spektrum Sprache fällt zu hohen Frequenzen ab.
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Laut Kryters Articulation Index ist aber Bereich oberhalb 1kHz besonders wichtig. Also hebt man den mit Hochpaßfilter/ Differenzierer an. Wie dargestellt wurden teilweise auch mehrere Differenzierer kaskadiert und das Signal dann auf nahezu Logikpegel gebracht. Damit bleibt die Verständlichkeit erhalten ohne daß der Schallpegel das Trommelfell ruiniert. Bandbreite des Signals steigt aber. Die Variante den Sprachpegel mit OTA abhängig vom Umgebungs- geräusch anzuheben gabs auch schon, scheitert aber wenn Lärm zu groß.

Praktischer Einsatz von Schädelplattenmikrofonen ist mir bestenfalls ab den 90er Jahren bekannt. Jeder der Anwender hat wohl einen fest sitzenden Helm auf dem Kopf und würde ganz gerne auf das üblichere Kehlkopfmikrofon verzichten. Wärs einfach, wärs wohl schon früher eingeführt worden. Es ist durchaus möglich, daß PVDF-Piezofolie bessere Ankopplung ermöglicht die Piezo-Keramikplatten vorher nicht erreichte. Literatur dazu habe ich hier keine liegen. Üblicherweise würde sowas in alten DAGA-Konferenzberichten behandelt:

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In den 80er Jahren war da aber noch nichts zu finden. Man würde sich also wohl ein bezahlbares Teil aus den USA beschaffen, an dessen Körperschall-Mikrofon messen, gleichzeitig konventionell mit Headset vor Mund messen und sich anschauen was der Unterschied ist. Ich würde vermuten, daß der hochfrequente Anteil stark auf der Strecke bleibt.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Ja, genau, bezugnehmend auf Deine Idee mit der zweiten Kapesl nur für die Störgeräusche. Das gibt es eben schon "all in one".

-ras

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Ralph A. Schmid

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Ralph A. Schmid, dk5ras

Oder meine 1000RX, dann kannst du vielleicht noch reden, aber nichts nichts mehr hoeren. :)

Olaf

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Olaf Kaluza

Am Mon, 17 Jan 2011 17:03:14 +0100, meinte "Ralph A. Schmid, dk5ras" :

Mhm. Ich vermute, daß die Kapsel eine gewissen Dicke haben wird .... das paßt im Helm schlecht, da ist wenig Platz. Zwei 5mm-Kapseln nebeneinander geht, die sind nur ca. 3mm hoch, aber viel mehr wäre problematisch. Haben diese Doppelkapseln eine bestimnte Bezeichnung, unter der ich danach suchen kann?

mfg, Dr.K.

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RA Dr.M.Michael König

Am Mon, 17 Jan 2011 16:47:43 +0100, meinte Rafael Deliano :

Naja, aber auch das sind anderen Anwendungen. Hier liegt es wirklich daran, daß über den kopf die Höhen nicht rüpberkommen.

Über google findet man eine Patentanmeldung aus den 90ern, in denen derartige Mikros als schon lange bekannt usw. beschrieben werden. Gegenstand der PA ist das besondere "Gehäuse", das Druckschmerz verhindern soll.
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Dazu kann ich leider nichts sagen ...

Nun, ich brauche nicht zu messen, ich weiß, daß ein normales Headset im Stehen bessere Ergebnisse bringt, aber wie eingangs beschrieben ist es das spezifische Prob mit dem Jethelm, daß man mit einem normalen Mikro - erst recht auf Dauer - mechanisch nicht weiterkommt - und daß der Fahrtwind auch einen Strich durch die Rechnung macht. Aus den USA ist mir nur dieses OTTO-Mikro bekannt und das Headset von Tork. aber ob da wirklich etwas brauchbares drinsteckt ...

mfg, Dr.K.

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RA Dr.M.Michael König

Die Variante mit den Mehrfachdifferenzierern liegt nicht weit daneben. Sie ist zwar in meinem Fall als Frontend für Spracherkennungsystem dargestellt. Ich habe aber auch mal die Synthese ausprobiert:

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Benötigt also eigentlich nur Tiefpaß zur Rückgewinnung. Sprache war zwar saftig verrauscht aber erstaunlich verständlich.

Recht interessant. Dürfte wohl normale Piezoscheibe sein.

Google findet: Hayes, Meltzer "Bone-conducting Microphones" 1967 Die verwendeten Mic an Stirnband, da haben sie jedenfalls kein Problem mit Haaren. Signal soll schwach gewesen sein, benötigte erhebliche Verstärkung. Bandbreite des Mikrofons war damals eh nur 2,5kHz.

Bzw. als etd2936.pdf Munger "Frequency Response of the Skin on the Head and Neck during Production of selected Speech Sounds " Phd von 2009 Da 124 Seiten recht ergiebig: Stirnbänder von Benutzern typisch bevorzugt. Heutzutage meist Beschleunigungsaufnemer verwendet. Erreichen mit Ach und Krach 2,5 ... 3,5kHz.

Man kriegt Mechanik und Mic, kann dann versuchen sich die Elektronik hinzubiegen.

Die Alternative wäre bei ebay.de einen winzigen mikromechanischen Beschleunigungsaufnehmer abzugreifen und den in Stirnband integrieren. Habe aber gerade keine Ahnung ob die bis 4kHz gehen bzw. überhaupt empfindlich genug sind. Signalstärke unterscheidet sich doch etwas von der die zur Auslösung eines Airbags nötig ist.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Am Mon, 17 Jan 2011 20:48:12 +0100, meinte Rafael Deliano :

Ach! Habe noch irgendwo einen Schwung von Piezoscheiben, nie gewußt, was ich damit anfangen soll. Wäre vielleicht einen Versuch wert, so ein Teil auf 1cm Schaumstoff und diesen in den Helm zu kleben. Oder gar drei, nebeneinander und parallelgeschaltet ... Wie war das noch mal: Die Piezoscheiben brauchen einen hochohmigen Vorverstärker, ähnlich wie Kondensatormikofone? Was wäre denn die einfachste Schaltung dafür?

Naja, da ist das Ergebnis mit dem Mikro im Zentrum des Helms schon viel besser. Aber Mikro hat den Nachteil, über Luftschall aufzeichnen ...

Stirnband geht nicht. Muß Aufnehmer in Helmmitte oben sein.

Sicher, das Mikro von Otto wäre schon passend - aber der Preis! 600 Dollar! Selbst dieses ebay-Angebot - mit Versand über 100 Dollar. Und am Ende steckt da oder bei Tork auch nur eine Mikrofonkapsel drin ...

mfg, Dr.K.

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RA Dr.M.Michael König

"RA Dr.M.Michael König" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Bitte achte darauf, dass du kein dickes voluminöses und stabiles Mikrofon verwendest, der Helm soll ja nicht nur dekorativ wirken, sondern im Falles eines FALLES deinen Kopf schützen. Die Stryroporschale wird dabei heftig zusamengedrückt - nicht dass das Mikro hinterher in deiner Schädeldecke steckt.

--
Wolfgang Horejsi www.gebrauchtemotorradersatzteile.de
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Wolfgang Horejsi

Ich vermute der Trick ist, dass Sprache nur in ein Loch rein geht, Störschall aber in beide Löcher. Das Mikro muß also vor dem Mund sein, damit es funktioniert

Bis denne Peter

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Peter Lauster

Am Tue, 18 Jan 2011 08:22:04 +0100, meinte "Wolfgang Horejsi" :

Ja klar! Wie geschrieben habe ich bei dieser Lösung (fallback, falls es mit der Piezoscheibe nichts wird) an zwei 5mm-Kapseln mit 3mm Höhe in Moosgummi gedacht. Natürlich wäre es unschön, würde man eine Stahlscheibe mit 5x3mm in den Schädel hämmern - 3mm sind 3 mm zuviel. Aber zwischen Styropor (falls es das überhaupt ist und nicht ein "besserer" Dämmstoff) und Kopf ist ja auch noch die aus festerm Schaumstoff bestehenden Streifenpolsterung. Es ist sicherlich nicht vermessen, davon auszugehen, daß im Falle eines Falles sich das Mikro diese 3mm tief in die Schaumstoffpolsterung und das Styro bohren wird und nicht in die Schädeldecke. Naja, und mit der Piezoscheibe besteht ja überhaupt kein Prob. Dagegen hätte ich diese Bedenken eher bei den kommerziellen Schädeldeckelnmikros. Leider sieht man auf den Bildern im Web nicht allzuviel, aber sie scheinen schon eine gewisse Dicke zu besitzen ... Gleichwohl, auch diese werden auf dem Schaumstoffstreifenpolster montiert ...

mfg, Dr.K.

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RA Dr.M.Michael König

Moin!

Das ist doch letztendlich auch das gleiche.

Ja, die beweglichen Teile. Um den Schall / die Beschleunigung in eine Biegung oder Stauchung umzuwandeln, die letztendlich das Signal erzeugt, muss die Gegenseite in irgendeiner Form fixiert werden - oder mit einer Masse soweit beschwert, daß sie sich im interessierenden Frequenzbereich starr verhält. Bewegliches Objekt - Aufnehmer - Masse.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Am Tue, 18 Jan 2011 12:42:02 +0100, meinte Michael Eggert :

Ich will nicht klugscheißen, aber dem muß ich widersprechen.

Bei der Anwendung als seismischer oder Beschleunigungssensor heißt es, daß die "Beschwerung" des Zentrums der Scheibe mit einem möglichst hohen Gewicht erfolgen muß. Klingt einleuchtend, denn infolge der Trägheit der Masse dieses Gewichts (oder wie auch immer man das pyhsikalisch derzeit begründet) kommt es erst bei Bewegung des gesamten Sensors zu der Auslenkung eben der Aufnahmefläche. Beim Körperschall wird der Sensor aber nicht bewegt. Bzw. er wird zwar bewegt, mit der Person, etwa beim Fahren, aber das soll kein Signal erzeugen. Das Signal soll durch die Übertragung der schwachen Vibrationen z.B. der Schädeldecke auf die Aufnahmefläche des Senosrs erfolgen, und je größer die Masse dieser Aufnahmefläche (per se oder durch aufgebrachte Gewichte) ist, destso stärker müssen doch doe Schwingungen auf der Schädeloberfläche sein, damit sie der Sensor "übernehmen" kann. Folglich wäre es absolut kontraproduktiv bei Körperschall, die Masse der Sensorflächer zu erhöhen. Oder?

mfg, Dr.K.

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RA Dr.M.Michael König

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