Schädelmikrofon / Schädeldachmikrofon

Genau.

Klar, jedenfalls eine Öffnung direkter als die andere.

-ras

--

Ralph A. Schmid

http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/

Hallo RA Dr.M.Michael König:

Die habe ich persönlich noch nicht testen können, aber ein Bekannter aus dem Feuerwehrbereich hat mir seine subjektiven Erfahrungen im Vergleich Schädelmikrofon/Kehlkopfmikrophon von so anno 2005 mitgeteilt:

Die Schädelmikrofone klingen natürlicher und sind, in den Helm integriert, sehr bequem an und abzulegen. Voraussetzung aber ist, daß der Helm selber gut sitzt (was er aber eh sollte). Insofern tragen sich solche Mikrophone eher bequemer. Die Kehlkopfmikrophone Klingen immer etwas "nasal" und gelegentlich kann das an und ablegen des Geschirrs fummelig sein. Wenn sie nicht richtig sitzen, sind sie immer noch gut verständlich, nur unbequem. Einigen Leuten sind aus anatomischen/psychologischen Gründen Kehklkopfmikrophone immer unbequem, andere haben überhaupt kein Problem damit.

Der unterschiedliche "klang" bedeutet keinen Unterschied in der Verständlichkeit.

Wassertropfen/Anstreifen an einem Helm mit Schädelmikrophon gibt stärkere Störgeräuche (wie das jetzt auf dem Motorrad mit den Windgeräuschen am Helm aussieht, must Du selber kucken). Bei Kehklkopfmikrophonen hat man öfters Rascheln und Schaben von Kleidung. Das stört aber nicht so wie z.B. Wassertopfen auf den Helm beim Schädelmikrophon.

Ich selber habe mal ein Kehlkopfmikrophon benutzt, das aus einem Plastikschlauch bestand, der als Schalleiter zur eigentlichen Mikrophonkapsel im Bereich der Achsel geführt war. Der Schlauch hatte im Bereich des Kehlkopfes andere Abmessungen und war auch weicher als der "Leiter-Schlauch" zur Kapsel. Superbeqem, sehr gut verständlich, wenig Nebengeräusche. Aber der Schlauch ging schnell kaputt, und neigte auch zum sich abklemmen, wenn man etwas schweres hob oder trug, oder ihn irgendwie knickte.

Von Windgeräuschen, die von aussen übertragen werden, oder von Wind, der unter den Helm gelangt?

Sorry, das ich so frage, aber ich fahre selber kein Motorrad und habe das ganz gewiss auch nicht vor. Trozdem bin ich neugierig.

Also von meinem Arbeitssicherheitshelm weiss ich, daß sich auch oben unter dem Helm bei entsprechenden Temperaturen viel Schweiss sammelt. Allerdings sieht man das nicht so, und man spürt auch keine Tropfen (wie das mit Glatze ist, weiss ich nicht).

Beim Geschirr gibt es gute und weniger gute Lösungen.

Mmmmh. Von den Windgeräuschen der Helmglocke sollte das wegen dem Riemen aber eiigentlich entkoppelt sein. Könnte ein Indiez dafür sein, das es Wind ist, der unter den Helm gerät. Hilft ein kurzer Schlauchschal?

Ausser bei Polizeimotorradhelmen denke ich auch nicht, das die viel Probleme mit Windgeräuschen haben. Selbst der fitteste Feuerwehrmann flitzt nicht so wie ein Motorrad. :-)

Sorry, nein. Bei Kehklkopfmikrophonen gibt es mindestens drei Methoden: Eine mit Körperschallaufnehmern, die relativ fest angedrückt werden. Bis ich mich daran gewöhnt habe sind die ersteinmal eine viertelstunde seeehr unangenehm zu tragen. Eine andere, die große Mikrophonkapseln verwendet, die flach sind, und überwiegend hohl, und an einer Seite viele Löcher wie ein Sieb haben, mit denen sie relativ sanft an den Kehlkopf gedrückt werden. Vermutlich ist das aber nur ein Schalleiter, und die eigentlich Kapsel sitzt irgendwo in einer Ecke. Beide Methoden arbeiten mit jeweils zwei Kapseln, eine links, die andere rechts vom Hals, die vermutlich entweder gegeneinander oder miteinander verschaltet sind, um eine Unterdrückung von Störgeräuchen zu erreichen. Möglicherweise befindet sich in der zweiten Methode in den Kapseln nochmal ein solches getrenntes System...... Als dritte Methode der oben erwähnte Plastikschlauch.

Das mit dem Plastikschlauch hab ich mal auf einem Flohmarkt bekommen. Eigentliche Quelle unbekannt. Ein sehr bequemes nach der zweiten Methode ist eines aus alten NVA Beständen. Dürfte für Dich aber alles nicht hinkommen, wenn du den Wind nicht davon abbringen kannst, unter den Helm zu schlagen.

Und dann gibt es ja noch diese Sprechgarnituren für Mobiltelephone, die einfach wie ein Hörgerät ans Ohr geklippst werden, und auch ein Mikrophon beinhalten. Die sind schon recht tief im Helm und vermutlich schon in einer windtoten Ecke. Mit denen werde ich nicht warm, weil ich irgendwas mit meinen Ohren hab und die Sprechgarnituren nie sitzen und schnell abfallen.

Dafür haben Dir andere Leute hier schon wertvoller Tipss gegeben als ich kann.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

--
Selbsterkenntnis ist der erste Schritt zur Depression.
 Jeder echte Wettbewerb ist ruinös. Darum beruht jede funktionierende
 Wirtschaft auf Schiebung.

Moin!

Piezos reagieren primär auf Druck. Die gebräuchlichen Trötescheiben wandeln dabei Druck in Biegung oder umgekehrt. Bewegt sich der ganze, leichte Piezo mit dem Schall, bekommt er selbst praktisch überhaupt nichts davon mit. Das beste Signal würde ich bei diesen Scheiben erwarten, wenn man den Rand auf eine ringförmige Masse als Gegenstück legt. Die Vibration bewirkt eine Kraft in der Mitte, die Masse am Rand hält dagegen -> die Scheibe wird gebogen -> Signal.

Nochmal: Nicht die Masse der Sensorfläche, sondern das entsprechende Gegenstück zur Schalleinkopplung. Bei einem reinen Piezo also dessen Rückseite, bei einer Quietschescheibe der Rand.

Gruß, Michael.

RA Dr.M.Michael König schrieb:

Mal den Finger heb: Ich bin zwar kein Mopedfahrer, könnte mir aber dennoch vorstellen, dass Dein Helm bei solchen Manipulationen seine Zulassung verliert.

(Die Folgen wirst Du berufsbedingt besser abschätzen können als ich)

Gegenvorschlag: Zum Funkrüstsatz meines Bundeswehrkübels (Ich meine jetzt den, den ich vor 22 Jahren beim grünen Sportverein fahren durfte) gehörte auch ein Kehlkopfmikrofon. Ich habe das Dingen nie ausprobiert, aber ich könnte mir vorstellen, ein solches am Hals und ein in-Ear Ohrhörer im Ohr dürfte Deinen Anforderungen recht nahe kommen.

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  Mit freundlichen Grüßen | /"\ ASCII RIBBON CAMPAIGN |
    Andreas Bockelmann    | \ /  KEIN HTML IN E-MAIL  |
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"RA Dr.M.Michael König" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Wenn du richtig triffst, wird das Dämpfungsmaterial stark zusammen gedrückt und dabei dauerhaft verformt. Dabei darf dann auch die Helmschale brechen, wenn es dem Kopf hilft.

--
Wolfgang Horejsi www.gebrauchtemotorradersatzteile.de

Am Tue, 18 Jan 2011 23:44:57 +0100, meinte Andreas Bockelmann :

Der Helm wird nicht verändert. Das Teil wird angeklettet wie bei den handelsüblichen Helmsets die Mikros und Lautsprecher ebenfalls.

Ist in jeweder Hinsicht unkomfortabler, da sich das Zeug am Mann und nicht am Helm befindet, der Würgegriff des Kehlkopfmikos ist unschön und wenn im Sommer schwitzt wird es eklig. Außerdem tragen die Ohrhörhrer zu sehr auf, das kollidiert mit eng anliegenden Helmen. Alles schon ausprobiert und durchgespielt ...

mfg, Dr.K.

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Am Tue, 18 Jan 2011 20:48:49 +0000 (UTC), meinte Bernd Wiebus :

Der Klang ist zweitrangig, aber alles spricht für das Schädeldeckenmikro.

Das wäre dem Versuch vorbehalten. Ich könnte jetzt sagen: "Im Regen fahre ich eh nicht", aber es gibt ja auch aufschlagende Mücken, Fliegen, Hummeln und größeres Getier (-> Wild Hogs - Born to be wild ;-))- Allerdings dürften sich mechanische Einwirkungen auf den Helm nur dann akustisch über das Schädeldachmikro bemerkbar machen, wenn das Mikro _auch_ an den Helm vibrationsleitend angekoppelt ist. Das habe ich aber jerade nicht vor -> Montage über Schaumstoff.

Es hängt wohl davon ab, ob es "richtige" Kehlkopfmirkos sind, also Piezoabnehmer, die nur auf Schwingungen des Körpers/Kehlkopfes reagieren. Es gibt wohl auch sog. Kehlkopfmikros, die normale Mikrokapseln drin haben. Da haut der FAhrtwind natürlich voll rein (Luftschall).

:-)) Freut mich. Rege Anteilnahme führt zu Lösungen.

Klar. Ist auch auf dem Mopped der Fall. Aber:

Die Bändern der Kehlkopfmikros spürt man dagegen schon. Liegen ja bestimmungsgemäß fest am Hals und dem Kehlkopf an.

Klar, das ist der direkte Fahrtwind, der durch den Stoff des Kinnriemens usw. aufs Mikro knallt. Natürlich ist das _nicht_ der Fall, wenn sich das Mikro auf dem Schädel befindet - da kommt kein direkter Fahrtwind als solcher durch, aber natürlich Geräusche, die das normaler Luftschallmikro auch aufnimmt.

mfg, Dr.K.

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Hoffentlich sind die darauf vorbereitet per Lötkolben verdrahtet zu werden. Die für Piepser haben unten Messingplatte, oben ist Draht angelötet. Zweifelhaft ob die sich eignen. Aber man kann ja leicht testen:

Sensor auf der Membran eines normalen Breitbandlautsprechers anbringen ( dessen akustischer Kurzschluß wenn er keine Box hat stört hier erstmal nicht ) und in den schwaches Signal einspeisen. Wird man ja sehen ob am Sensor was rauskommt.

PVDF würde so aussehen:

In dem Designkit aus den 80er Jahren sind ein halbes Dutzend der Folienschnipsel, da kann ich welche abgeben wenn mans versuchen wollte. Es ist biegsame Kunstofffolie mit Metallisierung auf beiden Seiten die nicht lötbar ist. Man kann aber mit Leitsilber oder auch Foliensteckverbinder kontaktieren, provisorisch auch mit Krokoklemmen u.ä. Herstellerempfehlung wie unten beschrieben war: auf Boden von "styrofoam cup" ( amerikanischer Einweg-Wegwerf- Kunstoff-Kaffee-Becher ) kleben mit Mic-Eingang von Cassettenrecorder verdrahten, in den Becher sprechen. Dann auf Lautsprecherausgang umverdrahten und Piezo als Lautsprecher verwenden. Letztlich der ominöse Sprachübertragungsversuch mit zwei Blechdosen und Schnur per Körperschall in modernisierter Form.

MfG JRD

RA Dr.M.Michael König schrieb:

Hallo,

Schall ist immer mit Bewegung verbunden, sonst ist es kein Schall. Das gilt auch bei Körperschall. Auch wenn es nur um weniger als 1 mm geht, es ist tortzdem Bewegung. Der Piezosensor reagiert auf Kraft, wenn der Schädel vibriert und der Sensor einfach nur mit vibriert ist das Signal klein. Um mehr Signal zu bekommen braucht man die seismische Masse auf dem Piezosensor. Wenn dann der Schädel vibriert drückt er den Sensor gegen die oben angebrachte träge Masse, daraus resultiert die Kraft am Piezosensor die zu einem Signal führt. Die Masse muß nur so schwer sein das sie im Sprachbereich (etwa 400 Hz bis 3,4 kHz) genügend Widerstand leistet. Deutlich mehr Masse bräuchte man für Frequenzen zwischen 10 Hz und 400 Hz, aber dieser Bereich interessiert ja nicht. Mit möglichst wenig Masse reagiert der Sensor nur auf die höheren Frequenzen die für die Sprache unwichtig sind.

Bye

Am Fri, 21 Jan 2011 14:29:31 +0100, meinte Rafael Deliano :

Nur kurz: Sie funktionieren grds.

mfg, Dr.K.

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Am Fri, 21 Jan 2011 15:19:19 +0100, meinte Uwe Hercksen :

:-)) Ja, danke an alle, die nicht aufgeben, mich zu erleuchten. Ich akzeptiere staunend, gestehe mein grenzenlosen Unwissen ein, das mich zu dem nachhaltigen Unglauben führt, und bitte um Nachsicht.

Ich habe mal ein bisserl rungespielt, ohne jede zusätzliche Masse ist das Ergebnis immer noch so "baßlastig", daß ich einen Hochpaß mit 500 .... 1000 Hz brauche (je nach Steilheit), damit es leidlich verständlich ist. Denn die höheren Frequenzen kommen extrem wenig rüber - was aber nicht am Piezo liegt, denn bewegt man ihn übers Haar ist das Rascheln sehr höhenbetont. Der Knochen leitet die hohen Frequenzen extrem schlecht. Mit etwas Zusatzmasse - etwa 1-Cent-Stück, Gummidichtung - wird der Klang hörbar "vouluminöser", was aber bedeutet, daß noch mehr gefiltert werden muß. Da die Empfindlichkeit für höhere Frequenzen (Rascheln beim Bewegen des Piezo auf dem Haar) dabei aber nicht geringer wird, bringt es bei dieser Anwendung nichts, die Masse zu erhöhen.

mfg, Dr.K.

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Hallo, Am Sun, 16 Jan 2011 23:18:07 +0100 schrieb RA Dr.M.Michael K=F6nig :

[snip]

bitte auch daran denken, das jeder Fremdk=F6rper bei einem Unfall extreme Verletzungen verursachen kann, was nutzt einem ein Helm, wenn man trotzdem durch nen harten Gegenstand im inneren den Sch=E4del gespalten bekommt...

W=E4re evt auch eine Auswertung der Kehlkopfschwingungen durch Ultraschall oder evt auch inferrometrisch denlbar?

Gru=DF Jan

Habe mal ein paar der Schaltungsvorschläge ausprobiert. Angeschlossen an Laptop-Mic-Eigang, die Verstärker-Schaltungen mit Spannungsversorgungs-R, den Piezo "nackt" natürlich ohne. Abnahme mittig auf dem Kopf, Peizo erhielt einen dünnen Ring, darauf ein Klumpen Schaumstof zum Anfassen und mittelfestem Adrücken mittig auf den Kopf, aufgezeichnet mit Audacity zum weiteren Analysieren. Piezo "nackt" bringt einen eher "nasalen" Klang, zu wenig Höhen, aber nach 6dB-Hochpaß ca. 1khz und 6dB-Tiefpaß ca. 3khz akzeptabel. Der MOSFET-VV mit BSS123 als Ersatz für BS170 (Source an Masse, Drain an Mic-Eingang plus Ub-R, 1M von Drain nach Gate, Z-Diode 5V6 von Gate nach Masse, Piezo an Gate und Masse) funktioniert nicht. Die Ausgangsspannung liegt auf dem Niveau der Versorgungsspannung, die Eingangsspannung bei 0,6V. Der VV als solcher funktioniert aber, statt Piezo einen Finger am Gate sorgt für das übliche Brummen. Der einfache JFET-VV (BF245A, Source an Masse, Drain an Mic-Eingang plus Ub-R, 1M von Gate nach Masse, Z-Diode 5V6 von Gate nach Masse, Piezo an Gate und Masse) funktioniert. Der Pegel ist 6 bis 10 dB höher, aber deutlich baßlastiger und daher schwer zu verstehen. Nach Hoch- und Tiefpaß wie oben ist der Pegel vergleichbar, die Sprache aber weniger gut verständlich - das "Nasale" des "nackten" Piezo erhöht die Verständlichkeit. Ein Widerstand zwischen Source und Masse führt im Bereich bis zu ca.

10k zu einer etwas größeren Verstärkung, vor allem aber zu einem ausgesprochen heftigen Rauschen. Das Ergebnis nach Filterung ist unbrauchbar. Die Annahme, daß allein der geringere Eingangswiderstand des Laptop-Mic-Eingang (leider kenne ich dessen Schaltung nicht) zu dem "nasalen" Ton führt, scheint falsch zu sein: Eine Verringerung des Eingangswiderstand der JFET-Schaltung durch Poti 470k parallel zum 1M erbrachte nur, daß der Pegel bei etwas geringer werdendem "Bassanteil" geringer wurde. Vorläufiges Fazit: Für diesen Anwendungszweck des Piezo ist das ganze betriebene Buhei über die "richtige" Piezo-VV-Schaltung für die Tonne gewesen. Die in anderen Applikationen sicherlich wünschenswerte optimale Anpassung, hoher Eingangswiderstand, gar Ladungsverstärker, ist eher kontraproduktiv. Erforderlich ist vielmehr ein VV, der die Frequenzen bis einige hundert Hz oder mehr überhaupt nicht erst zur Übertragung kommen läßt, da das Frequenzspektrum des am Schädeldach abgenommenen Signals viel zu tiefenlastig ist und viel zu wenig mittlere und hohe Frequenzen enthält. Eine hochohmige Abnahme des Signals überträgt diese tiefen Frequenzen und erfordert eine ein aufwendige Filterung mit besonders steilem Filter; der Aufwand kann entfallen, wenn ein VV mit vergleichsweise niederohmigen Eingangswiderstand die tieferen Frequenzen schon nicht zur Übertragung kommen läßt. Mal schauen, was ein primitiver OP-VV mit LM324 bewirkt. Da im Helm ohnehin wenigstens ein Hochpaßfilter rein muß, da das Ausgangssignal ebenso "fertig" sein muß wie der Ausgang eines Kondensatormikros, ist es weniger Aufwand, auch in der ersten Stufe eine OP einzusetzen. Aufgrund der offenbar erforderlichen großen Verstärkung werden Nebengeräusche nicht zu vermeiden sein; daher verbietet sich sowohl eien Dauerübertragung zum Sozius als auch eine VOX-Schaltung, so daß die Schaltung nur beim Sprechen aktiviert wird; also ist ein erhöhter Rauschpegel gegenüber einem speziellen rauscharmen VV nicht weiter störend.

mfg, Dr.K.

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Der JFet im Electret-Mikrofon macht auch keine hohe Verstärkung. Aber er erlaubt es das Kabel zu treiben. D.h. Impedanzwandlung direkt am Sensor, wenig Bauteile, benötigt nur 2 Leitungen.

Ist so sicher daß der Sensor geeignet ist ? Wenn der nicht tut dann hilft auch Verstärkung nicht.

Bei dem Teil war ja die Vermutung daß es bimorph ist:

Vgl. auch den Bimorph PZ-08, PZ09 als Vibrationssensor hier:

Die sind natürlich in der Anwendung zu unhandlich.

Da ist man dann eben wieder beim mikromechanischen Beschleunigungsaufnehmer der auch einen solchen Balken hat ihn aber kapazitiv abgreift.

MfG JRD

Am Mon, 24 Jan 2011 17:24:45 +0100, meinte Rafael Deliano :

Tja, Da hier die Elektronik nur wenige Zentimeter vom Piezo entfernt montiert werden soll, ist dieser Aspekt nicht wirklich maßgeblich. Ich hatte anfänglich den Eindruck, daß die "richtige" Abnahme entscheidend sei. Das ist jedenfalls bei dieser konkreten Anwendung offenbar nicht der Fall.

Naja, welche Auswahl habe ich schon? Im Selbstbaubereich kommen nur die üblichen Piezoscheiben in Betracht. Der große C bietet zwar mehr als ein Dutzend an, aber letztlich bleibt es eine Piezoscheibe.

Was heißt "nicht tut". Er tut es insofern ja, als etwas herauskommt. Das ist zwar nicht mit einem Mikro bei Direktbesprechen vergleichbar, aber auf peinliche Befragung geben auch die kommerzieller Hersteller zu, daß auch bei ihren Produkten das Ergebnis damit nicht vergleichbar ist. Das Signal muß so oder so verstärkt werden, die Frage ist nur, ob im echten Betrieb die Nebengeräusche nicht zu stark sind. Denn tatsächlich sind diese Piezoaufnehmer auch für Luftschall sensibel, eingebaut in ein Gehäuse sogar noch mehr als die nackte Scheibe. D.h. Eine Piezoscheibe in ein nach "unten" bzw. vorne abgeschlossenes Gehäuse eingebaut (vom Durchmesser her passen prima Wasserflaschenverschlüsse aus leidlich hartem Plastik) läßt sich sehr gut als Nahbesprechungsmikro (wenn es nur auf Sprachverständlichkeit ankommt) verwenden.

Ja. Wie andere schon gesagt haben: Das ist eine sensitive Umgebung, die Verletzungsgefahr muß Null sein, d.h. alle Konstruktionen mit einer gewissen Dicke und "Beharrlichkeit" und Geeignetheit zur Penetration scheiden aus, auch wenn sie an sich (oder in anderen Anwendungen, wie in Feuerwehrhelmen) vorteilhaft wären.

mfg, Dr.K.

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Wenn man genug Masse draufpackt mag es sein, daß solche Scheibe sowas wie Beschleunigungssensor macht. Aber es ist unklar ob Empfindlichkeit, die obere Grenzfrequenz für diese Anwendung ausreicht. Und in jedem Fall wirds zu klobig.

Man sollte also eher versuchen

• einen fertigen Sensor zu kaufen

• einen der aus Massenproduktion kommt und damit erträglicheren Preis hat.

• einen der die nötige miniaturisierte Bauform hat.

Digikey hat unter "accelerometer" 555 Typen:

Wenn mans auf "Ausgabe analog" einschränkt sinds noch 349 Typen. Usw. Muß man ja nicht dort kaufen. Frage ist eben ob es mikromechanischen IC-artigen Sensor gibt der passen könnte.

MfG JRD

Am 25.01.2011 15:36, schrieb Rafael Deliano:

...

Aufgrund der Arbeitsweise dieser MEMS-Accelerometer hätte ich vermutet, daß die kaum 1kHz schaffen würden. In diesem Artikel behauptet Analog Devices, daß das klappen könnte:

Der Vorteil könnte der sehr einfache Abgriff der Ausgangsspannung sein. Als Nachteil fallen mir Rauschen und schlechter Frequenzgang ein.

Falk

Am Tue, 25 Jan 2011 15:57:15 +0100, meinte Falk Willberg :

irgendwie übersehen ... sorry ....

Klingt enorm interessant.

Würde bei dieser Applikation stören ... die Meßergebnisse lassen eine Tauglichkeit für diesen Zweck durchaus vermuten ... aber der Preis:

40 US$ für den "einkanaligen" ADX1001 sogar bei Analog: Der vielleicht sogar besser geeignete ADXL330 ist mit 7 US$ zwar attraktiver, aber selbst bei Farnell kommt er auf mehr als das Doppelte. Alles nicht so prickelnd ...

mfg, Dr.K.

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Am 26.01.2011 13:30, schrieb RA Dr.M.Michael König:

Ich habe jetzt mal verglichen. Der ADXL001-70 gibt nur 16mV/g aus. Ganz allgemein scheint es so zusein, daß sich hohe Empfindlichkeit und hohe Grenzfrequenz gegenseitig ausschließen. Freescale hat einen Sensor mit

1200mV/G, dafür mit "Rollof"-Frequenz 50Hz. Die Massenträgheit scheint gegen diese Lösung zu sein...

Falk