Bodenmikrofon bauen

U. A. die Einleitung könnte und sollte man m. M. n. deutlich straffen. Hast Du den Text aufgeschrieben und liest ihn runter (was Du problemlso könntest, s. u.) oder sprichst Du frei während der Aufnahme?

"Wir sind ein Verein im Schwarzwald mit einer privaten Wasserquelle und wollen ein Leck suchen. Profis setzen dazu Bodenmikrofone ein. Um Geld zu sparen und unabhängig zu sein, bauen wir uns eines selbst. Der Wasserverlust beträgt 3L/Minute - das ist recht wenig und die Strömungsgeräusch daher leise. Los gehts!"

Den Aufmacher am besten mit dem Gerät selbst machen, Drohnenflüge über den Wald sind nett, aber generisch. Außerdem pickt sich YouTube das ggfs. als Indexbild(er) raus, was die Zuseher dann langweilt oder verwirrt. Das daher gerne weiter nach hinten, zusammen mit der Quelle selbst.

"Für das Mikro brauchen wir eine Piezoscheibe, Durchmesser 25mm reicht. Die Scheibe habe ich mit Sekundenkleber am Rand auf eine Messinghhülse geklebt und in die Mitte noch das Gegengewicht, z. B. eine flachgefeilte M8-Innensechskantschraube. Falls nötig können noch weitere M8-Muttern angebracht werden."

Ich würde wohl eher eine Gewindestange nehmen. Denn sobald die Schraube aufgeklebt ist, kommt man an die Muttern doch gar nicht mehr ran. Vielleicht auch nicht den Gewindestumpf der Schraube, sondern eher den Schraubenkopf planfeilen - am Bandschleifer, dann hat man auch mehr Auflagefläche. Warum Sekundenkleber? Ginge 2K-Epoxy oder 2K-PU auch oder ist das kontraproduktiv, weil zu elastisch?

"Wichtig ist, daß die Schraube frei hängt, also den Boden nicht berührt.".

"Dazu brauchen wir einen Mikrofonverstärker. Den kann man als Modul mit dem MAX9814-IC für wenig Geld fertig kaufen. Die Verstärkung reicht bis

Hier könnte man z. B. das Datenblatt vom MAX9814 einblenden und/oder die Referenzschaltung.

"Masse auf der Platine kommt an Batterie-Minus, Versorgungsspannung an Plus, mit einem Schalter und Schutzdiode dazwischen, hier die 1N4001. Am G-Pin stellt man die Verstärkung ein, ich habe ihn offengelassen. Das gibt dann maximale Verstärkung. An Out kommt der Kopfhörer, allerdings braucht es noch einen Kondensator, um den Gleichspannungsanteil wegzufiltern. Um die 4uF sollte er haben, zu große Werte beschneiden die niedrigen Frquenzen."

"Der Pin AR dient der automatischen Verstärkungsregelung. Wenn man den direkt mit Masser verbindet, regelt die Schaltung nach lauten Geräuschen innerhalb von 500ms wieder hoch."

Zum 3D-Drucker hast Du doch bestimmt ein CAD-Modell, das könnte man zumindest kurz einblenden

Falls Du vorhast, mehr mit Videos/YouTube zu machen, rate ich Dir zur Anschaffung eines halbwegs brauchbaren Mikros und/oder einem portabler Audiorekorder. Die Mic-Eingänge im Computer sind oft grottenschlecht. Gute Erfahrungen habe ich mit dem Zoom H4n Pro gemacht:

Tip: Nachdem Dein Gesicht sowieso nicht im Bild ist, kannst Du problemlos

Deine Videoschnittsoftware kenne ich nicht, nutze selbst

Gut ist das Material zur tatsächlichen Suche, denn darum geht es ja schließlich: Dem Zuschauer zu zeigen, was man damit machen kann und wie man es benutzt. In dem Zusammenhang sind die Geräusche auch wieder sehr wichtig. Vielleicht kann man sogar anhand von ein-zwei Beispielen (undichter Wasserschlauch, Strömungsgeräusche in der Nähe des Sperrschiebers wenn man ihn öffnet/schließt) noch weiter illustrieren.

Ich finds ziemlich cool, daß das DIY-Projekt geklappt hat und noch dazu mit überschaubarem finanziellen Aufwand. Jetzt noch die Extrameile mit ein wenig Feintuning, gestrafftem Material, ein paar erläuternde Texteinblendungen, GEMA-freier Mucke z. B. bei den Kameraflügen

Am 09.07.2023 um 17:46 schrieb Wolfgang Allinger:

Und ich dachte die Härte ist, wenn das Schellong auftaucht...

Bernd

Da hast Du recht. Habe schon eine neue Version, bei der ich nochmal einige Sekunden rausgeschnitten habe. Wenns noch kürzer werden soll, müsste ich es aber neu einsprechen.

War komplett frei gesprochen, ohne konkrete Planung.

Da werde ich fürs endgültige Video nochmal drüber nachdenken.

Das Vorschaubild kann man ja vorgeben, da werde ich noch eins machen, klar. Ansonsten brauchts halt passendes Bildmaterial zum gesprochenen Text. Hab da schon ne bessere Version mit anderem Bildmaterial gemacht, ist aber noch nicht online.

Vielen Dank für die ganzen Textvorschläge, aber ich werde das nicht mehr neu einsprechen. Da fehlt mir gerade der Ehrgeiz, vor allem wirds dann asynchron zum Bildmaterial. Da kann ich dann Stunden reinstecken, bis das wieder zueinander passt und das Bildmaterial hat dann Schnitte/Brüche ohne Ende.

Machts dann wieder länger. Wir wollen doch straffen.

Ist mit Freecad entstanden. Mir gehts in dem Video eher weniger um die Selbstdarstellung als darum, sowas zu dokumentieren, weils sonst keine anderen Quellen gibt. Mit der 3D-Konstruktion, die ja eher wenig mit dem Mikrofon selbst zu tun hat, blase ich das Video nur wieder auf.

Das Modell wird auf Thingiverse landen und ich werde es dann unter dem Video verlinken.

Habe ich nicht. Vielleicht in sehr losen Abständen, wenn ich gerade Bock drauf habe und es was gibt, was andere interessieren könnte.

Ich hab schon viel rausgeschnitten, direkt in Shotcut, aber Luft nach oben ist immer, klar.

Wie gesagt, Shotcut.

Ja, am Ende ist das Video noch nicht fertig, da kommt auf jeden Fall noch was.

Wie gesagt, der Anspruch ist nicht, ein Video zur Selbstdarstellung zu machen, welches möglichst cool ist, sondern das ganze zu dokumentieren. Deshalb ist mir Musik hier nicht so wichtig und ich habe auch keine Lust mich mit den ganzen Lizenzen und Rechten auseinanderzusetzen, weshalb ich überhaupt kein fremdes Material eingesetzt habe, außer die beiden Fotos von dem rosa PCB.

Michael

Am 09.07.2023 um 17:47 schrieb Volker Bartheld: Jetzt noch zum technischen Teil abseits des Videos :-)

Sollte man auch nicht, denn der Klebstelle und dem Piezo würde ich kein Kontern/Festziehen von Muttern zumuten.

Große Auflagefläche verhindert das Verbiegen des Piezos und reduziert damit zumindest theoretisch die Empfindlichkeit. Den Teil werde ich in einer weiteren Version aber erwähnen.

Sekundenkleber soll sehr gut sein zwischen zwei Metallen und bisher hält es. Alternativ könnte man auch durchbohren. Elastizität stört definitiv. In welchem Maße ist mir aber völlig unbekannt.

Mit Epoxy auf Metallen, insbesondere Alu habe ich sehr schlechte Erfahrungen gemacht.

Michael

Hi Michael,

Bin ganz bei Dir, aber der Teil, in dem Du den Aufbau - insbesondere die Verdrahtung und noch spezieller das Umsetzen derselben - herleitest, finde ich immer ermüdend.

Marte

Ich rede von Indexbildern, also dem Hover-Daumenkino, wenn die Maus über dem Thumbnail ist. Wenn das wie eine Folge "Deutschlands Urwälder" aussieht, wundern sich die Leute. ;-)

Willkommen in meiner Welt.

Wir wollten nicht das Video kürzer machen, sondern redundantes Zeugs rausnehmen. ;-)

Das hatte ich auch nicht behauptet. Jedenfalls weiß man nie, wie sich die Dinge entwickeln und ärgert sich vielleicht, warum ausgerechnet so ein hemdsärmeliges Video plötzlich soundsoviele Views hat.

OK. Meinjanur.

Ist mir schon klar. Deswegen muß Doku aber dennoch nicht trocken sein.

Mußt Du auch nicht, weswegen ich

Volker

Am 09.07.2023 um 18:22 schrieb Marte Schwarz:

Verstehe ich. Geht mir oft auch so.

Insbesondere wenn einen nur ein kleiner Teilaspekt interessiert, dann sucht man im Video ewig die Stelle, während man in einer textuellen Anleitung einfach runterscrollt und ziemlich schnell an der richtigen Stelle ist.

Man kann auch ein Video sehr gut machen. Aber der Zeitaufwand dafür ist erheblich, vor allem als Anfänger.

Ich habe gezielt nach "langatmig" gefragt, weils mir eben selbst so vorkommt. Ich habe jetzt das Rohmaterial an Video und habe überall eingekürzt, wo es ging, ohne dass ich Teile neu drehen muss.

Irgendwann hat man mit dem vorhandenen Videomaterial aber Grenzen erreicht, wo man nur noch mit viel Aufwand im Schnitt und neuem Einsprechen das ganze weiter gestrafft bekommt.

Ich kenne es von mir selbst, bei Videos über 10 Minuten überleg ich häufig, ob ich mir das gerade jetzt antun möchte.

Glücklicherweise gehts mir hier weder um Abonnenten noch Klicks noch verdiene ich Geld damit. Ich sehe es nur als Geschenk oder Service für andere, die sowas auch mal machen wollen.

Dafür muss es reichen. Aber Danke für die ehrlichen Worte.

Michael

Gerüchteweise soll man Muttern auch gegeneinander kontern können.

Das würde ich tatsächlich eher im Bereich der Theorie verorten. Aber, klar, wissen kann man es nicht. Auch nicht, ob der Sekundenkleber zuverlässig hält. Keine Ahnung aus was dieses weiße Innenteil konkret ist. Ich habe daran jedenfalls schon zu löten versucht - mit sehr wechselndem Erfolg.

Durchbohren? Aber dann konterst Du doch von hinten und zwickst die Kontaktelektroden zusammen. Oder habe ich da jetzt was falsch verstanden?

Also den Stack aus Myonendriftröhren fürs ATLAS-MDT, den wir damals am MPI für Physik mit irgendeinem Araldite Epoxykleber zusammengeklebt haben, hält Bombe.

Innerhalb des Fittings kommst Du aber eh nicht mehr ran.

Bisher hält er. Aber wie gut und wie lange, wir werden sehen...

Auf der Seite, an der die Schraube fest ist, gibts nur Messing. In meinem Fall habe ich also Edelstahl auf Messing geklebt.

Ja. Auf Youtube gibts ein Video, indem das gemacht wird. Allerdings habe ich keine Ahnung, welche Folgen das für die Funktion hat. Deshalb habe ich es auch erstmal sein lassen.

Vermutlich ist Epoxy nicht gleich Epoxy. Ich habe sehr schlechte Erfahrung mit Glasfasernmatten, Luftfahrt-Epoxy auf frisch angeschliffenen Reinaluminiumblechen gemacht. Das hält praktisch gar nicht.

Michael

Doch, Federstahl ist außerordentlich hart und elastisch. Vielfach mehr als normaler Stahl.

Aber darum geht es gar nicht, sondern, daß die Feder an der Trägheitsmasse hart angehängt sein muß. 'hart' bedeutet: Metall auf Metall.

Das Schraubengewicht zieht mit einem bestimmten Gewicht am Piezo und stellt eine träge Masse dar. Dennoch bewegt sich diese Masse mit gedämpfter Amplitude.

Nein, Du verstehst meine Konstruktion falsch.

Die Gewichtskraft durch das aktuelle Schraubengewicht soll nun durch die Kraft einer Feder ersetzt werden, weil das _immense_ Vorteile bringt.

An der Hülse darf die Feder nicht angehängt werden, weil das ein akustischer Kurzschluß wäre. Folglich muß die Feder an eine träge Masse, die für _hohe_ Frequenzen von der Hülse entkoppelt ist.

Nein, eine gespannte Feder entkoppelt kaum. Die Feder wird durch die Position der trägen Masse gespannt, nicht durch das Gewicht der trägen Masse. Die Position der trägen Masse ist einstellbar. Die träge Masse bewegt sich mit stark gedämpfter Amplitude, steht praktisch still - sie ist fest.

Wenn ein Stahlseil z.B. durch magnetische Kräfte von 10 t gespannt wird, wirkt dieses Stahlseil praktisch wie eine starre Stange - ohne Entkopplungswirkung.

Gegenüber einem Piezo ganz ohne Gewicht, ist ein Piezo mit gespannter Feder und feststehender träger Masse daran, gewiß nicht ohne Signal. Die Feder wird sicher nicht vom Piezo so weit ausgezogen, daß keine weitere Verbiegung vorliegt. Das Gerät funktioniert so sogar im Weltraum in jeder Betriebslage.

Metall auf Metall.

Am 09.07.2023 um 19:09 schrieb Helmut Schellong:

Genau hier bist Du völlig auf dem Holzweg. Die Gewichtskraft ist völlig irrelevant. Das Mikrofon funktioniert auch in der Schwerelosgigkeit wo es keine Gewichtskraft gibt.

Im Gegensatz zu Deiner Feder ändert eine träge Masse ihre Kraftrichtung mit der Auslenkung des Piezos. Genau diese Änderung der Kraftrichtung führt zu einer wechselnden Durchbiegung und damit zu einer Wechselspannung an den Anschlüssen. Eine Feder zieht dagegen immer in die gleiche Richtung, mit nahezu konstanter Kraft. Die Durchbiegung der Piezoscheibe ändert sich dann kaum mehr und somit bekommst Du auch kein elektrisches Signal.

Markus Schaaf schrieb Dir in einem anderen Thread:

Genau so ist es hier wieder.

Du wirst also auch das hier nicht verstehen, und deshalb ist für mich hier EOD. Lohnt sich einfach nicht.

Michael

Hi Volker,

Nicht wirklich!

Das könnte man mit Isolierscheiben in den Griff bekommen können. Aber Du willst Piezokeramiken nicht wirklich bohren. Die sind spröde wie ...

Kenne ich auch so.

Ich hätte spontan die Masse auf die Oberseite geklebt, statt auf die Unterseite. Und ja, ich hätte sie wahrscheinlich ziemlich flächig auf die Kontaktfläche geklebt. Die Scheibe dürfte im Wesentlichen als Dickenschwinger formiert worden sein. Alles andere würde mich hier extrem wundern. Biegeschwinger hätte man als Ring kontaktiert, nicht als Fläche. Hier ist die Innenfläche mit Silberlack gegen die Messingplatte auf der Rückseite kontaktiert. Nach dem Sintern und Löten wird das Teil erwärmt und unter Spannung abgekühlt. Dadurch formiert sich die Piezokeramik erst. Wenn man drauf herum lötet kann man das sehr schnell wieder zerstören. Wenn das so formiert wurde (alles andere hielte ich zu dem Preis für utopisch), dann entsteht, daraus ein Dickenschwinger. Dann gehört die seismische Gegenmasse flächig auf die Metallisierung. Mechanisch ist es ohnehin sinnvoller, die auf die Oberseite zu machen, statt sie zu hängen.

Marte

??? zu große Werte ??? !!! zu KLEINE Werte !!! sagt mir mein Bauch, und der ist sehr groß!!!! :)

#MeToo :)

Saludos (an alle Vernünftigen, Rest sh. sig) Wolfgang

Am 09.07.2023 um 22:53 schrieb Marte Schwarz:

In dem genannten Youtube-Video hat das offenbar ohne sichtbare Folgen funktioniert.

Da ich zu dem Zeitpunkt nur eine Piezoscheibe hatte und mir die Eigenschaften des Kristalls unbekannt waren, habe ich unten geklebt, um da nichts zu riskieren. Und dann natürlich auch, damits kompakt bleibt.

Ich hätte die Scheibe ja auch andersrum aufkleben können und die seismische Masse dann an den Kristall hängen können.

Da kann ich absolut nicht mitreden. Wenn das so stimmt, müsste eine Montage auf der Piezoseite der Scheibe nochmal eine vielfache höhere Empfindlichekeit aufweisen. Eventuell wird das Ganze dann aber auch mechanisch empfindlicher, da dann der Kristall selbst durch Stoßbelastungen direkt sehr stark belastet wird.

Für hängende Montage sprechen nur 2 Punkte:

- Baugröße

- Schutz

Lässt sich aber beides auch anders lösen.

Michael

Letzteres habe ich nicht bestritten. Durch die Gewichtskraft wird der Piezo allerdings mechanisch vorgespannt. Inwieweit das Folgen für ein Resultat hat, und welche, weiß ich nicht. Vollkommen irrelevant wird die Gewichtskraft nicht sein.

Einfluß auf die Robustheit des Gerätes hat sie auf jeden Fall.

Und hier bist Du wohl auf dem Holzweg.

Ein Piezo gibt proportionale Spannung ab. Je mehr Druck und Verformung, desto mehr Spannung. Die Köpfe in Festplatten werden damit positioniert (invers).

Bei mechanischer Vorspannung wird diese ja in der einen Amplitudenrichtung reduziert und in der anderen Richtung verstärkt. Es handelt sich also um eine Überlagerung einer Wechselspannung auf eine DC-Spannung [1]. (Wie der Arbeitspunkt in Transistorschaltungen.)

Nein, das ist nicht vergleichbar. Bei Batterieladung habe ich eine sehr hohe Expertise. Deshalb durfte ich 'stark' formulieren. Und es ist auch zutreffend, was ich da so 'stark' formulierte.

Diese Folgerung ist falsch und entspricht einer platten Behauptung. Im Übrigen kannst Du mit Brainstorming offenbar nicht umgehen, dessen Regeln scheinst Du nicht zu kennen.

Am 10.07.2023 um 06:18 schrieb Michael S.:

Hier noch der Link:

Am 09.07.2023 um 22:53 schrieb Marte Schwarz:

Ich habe mal gegoogelt und das hier gefunden. Das deutet eher auf Biegeschwinger hin:

Hallo Helmut,

Was hier eher stört. Lass Dir doch auch mal was sagen, wenn Michael sichn schon so viel Zeit für Dich nimmt. Seine Ausführungen waren korrekt und sinnvoll dargestellt.

Dann lass es mit der Rechthaberei bleiben, sie ist hier - wie so oft - nur peinlich.

Nein. Es gibt nur eine Ladungsverschiebung.

Bei unendlich hoher Eingangsimpedanz des Messverstärkers und Abwesenheit von Leckstrompfaden würde das sogar passieren. Da es beides in der Realität nicht gibt, wird es eben in der Praxis nicht so sein.

Du kannst lange brainstormen. Solange Du Dich für die Physik dahinter nicht im Kleinsten interessierst, wird nicht viel Sinnvolles passieren.

Marte

Hi Michael,

Und was in Youtube gezeigt wird, funktioniert sicher und ist wissenschaftlich validiert :-( Wahrscheinlich gibt es sogar noch irgendein Signal ab.

Ich lass das lieber. Ich wüsste auch nicht, wozu das gut sein sollte (ich hab den Ton beim Abspielen aber auch ausgelassen).

Marte