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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Mo 22 Nov, 2021 18:22

DSC_2680.jpg

Was für ein Drahtverhau auf der Rückseite, die "Schaltlogik" hat etwas mehr Lötarbeit erfordert. Egal, Stecker rein, MEMs angestöpselt und es scheint zu funktionieren.
Morgen mal einen sauberen Abgleich machen und Testmessungen durchführen.
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Di 23 Nov, 2021 07:15

Die Spikes, die man auf den Ozzis oben im Bild sieht, kommen eindeutig vom 48V Schaltnetzteil. Ärgerlich.
Könnte nun versuchen mit Alufolie und StahlBlechen eine Trennung zu realisieren - finde aber den Koffer auf ein getrenntes Netzteil mit Stecker umzubauen wesentlich einfacher. Das Netzteil ist eine Dreckschleuder, sollte 1 Meter entfernt werden. Also ein eigenes Gehäuse für das China-Netzteil drucken.
Gruss vom Ruessel




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Mi 24 Nov, 2021 15:52

Ich bastel mich fast tot. Heute alles auf getrenntes 230V Netzteil erfolgreich umgestellt. Immer noch dicke Spikes im rechten Ozzi - der DC/DC Wandler ist es (48V zu 9V). Also wieder alles von vorne.

DSC_2681.jpg
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 26 Nov, 2021 10:14

DSC_2682.jpg

Jeeeaaaahhhhhh...... einen Schritt weiter.
Mir wurde beim Kofferbau nix geschenkt, wirklich nicht. Hatte Störungen um 43 kHz die alle Messungen total verfälschte. Ich hatte das Chinanetzteil (siehe im Bild oben ganz links) im Verdacht und baute es als externes Netzteil mit viel Leitungslänge dazwischen (mit geilen orangen Kabel ;-)). Hatte erst einen Erfolg, dann waren die 43 kHz Störungen sogar noch höher. Dann stand der DC/DC Step Wandler in Verdacht, er transformiert die 48V Phantomspannung auf 9V für die beiden Ozzis. Auch daran lag es nicht, habe ihn in einen Frustanfall sogar abgeschnitten und mit ext. 9V Netzteil die Ozzis betrieben - keine Änderung! Die Störungen kommen irgendwie von außen.....aus der Luft. Morgens weniger als Abends.

ich habe den Störenfried bis jetzt noch nicht finden können, ich hatte meine Zimmerbeleuchtung in Verdacht - LED Glühlampen. Es ist aber egal ob Zimmerbeleuchtung an oder aus. Die 43 kHz sind sehr sehr Nadelförmig, also eher Impulse. Noch seltsamer, sie sind nur Negativ im Signal, bis zu 15 mV, also fast so laut wie ein Mikro bei Zimmerlautstärke ein Signal ausgibt.

Jetzt schaut euch meinen Sinus unten im Bild an - sehr sauber, frei von jeder Störung ;-)
Beide Ozzis messen das MEMs, im Bild steckt es im Schlauch der an einer Druckkammer mit 10 kHz steckt. Das eine Ozzi mißt am symmetrischen Signal den + Signalausgang, das andere das - Signal. Schön kann man dort auch den 180 Grad Versatz des sym. Signal sehen, einmal die Halbwelle die ansteigt, beim anderen Ozzis die Halbwelle dazu im Minusbereich.

Um so sauber messen zu können, waren mehrere Änderungen erforderlich: Als erstes einen zentralen Massepunkt im Koffer definiert, den Koffer selber auf Masse abschirmen. Ich benutze dazu die Alufolie des Koffers - ist irgend eine DC-FIX Klebefolie. Ich habe mich gewundert, von oben rechts (Deckel) bis unten links (Bodenteil) messe ich nur 0,3 Ohm, also ideal für eine Elektromagnetische Abschirmung. Damit waren schon 2/3 der Störungen beseitigt. Den Rest musste ich mit 60 nF Folienkondensatoren durchführen, sie schliessen HF Störungen kurz. Deshalb ist der Messkoffer nicht mehr für Ultraschall geeignet, ab ca. 40 kHz gibt es eine deutliche Dämpfung. Dafür ist nun überhaupt keine Störungen mehr Meßbar. Prima....was sich so locker liest ist fast 8 Stunden Arbeit mit viel suchen.

Mein Messschlauch ist sowas von unbrauchbar, kaum zu glauben. Während normale Mikrofonkapseln am Schlauch eine sehr hohe Wiederholbarkeit der Messungen erreicht (schwankt um 1 mV) ist das bei MEMs gar nicht zu glauben, es schwankt um 1200%. Also wirklich desaströs.
Habe Kontakt zu einem Ing. aufgenommen, der sich damit auskennt bzw. die Firma forscht in diesem Bereich. Ich habe Unterlagen bekommen wie dort gemessen wird, eine Beschreibung der Messkammer dort. In den nächsten Tagen haben die 3D Drucker wieder viel zu tun.

Diese arbeiten machen keinen Spaß mehr, sind aber nötig um neue geile Stereo MEMs Mikrofone zu basteln. Denn wenn der linke zum rechten Kanal erheblich abweicht, ist nix mehr mit guten Stereo. Wenn doch, wäre das ein Zufall...... wer möchte sich darauf verlassen?
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » So 28 Nov, 2021 16:48

MEMsDruckkammer.jpg

Nun ist es Vollbracht ;-)
Bin richtig happy, ein sehr großer Klotz zum bestmöglichen MEMs Mikro ist geschafft. Es ist zwar noch kein neues Stereo MEMs geboren, aber nun müßten eigentlich alle Meßmittel dazu vorhanden sein. Ein großer Abschluss war nun ein 132 Seitiges PDF, über eine Beschreibung um MEMs zu selektieren - auf Wissenschaftlicher Ebene für die Industrie. Danke noch mal für die Zusendung.

Wenn man das alles liest, kann man einen einfachen Extrakt daraus erstellen - also grob zusammengefaßt:

1. Es muss in einer Luftdichten Messkammer gemessen werden, möglichst bei 1013 hPa (Normaldruck - um immer die selben Werte zu bekommen). Der Innendruck vom Lautsprecher (Pegel) ist damit in der gesamten Kammer absolut gleich.

2. Die Druckkammer muss Resonanzfest sein, um ein sauberes Meßbares Signal zu bekommen.

3. Die Druckkammer darf in den Abmessungen nicht die Wellenlänge überschreiten, da es sonst Wellenberge und Täler gibt. 1 kHz hat in der Luft die Wellenlänge von 33cm. Ich habe dieses Glas genommen, da dort auch das MEMs inkl. Messzange rein passt..... aber deutlich kleiner als 33cm ist.

Meine Lösung:
DSC_2685.jpg

Der weiße Pfeil zeigt das MEMs im Glas. Es ist wirklich egal wo sich das MEMs im Glas befindet, die Ozzis zeigen keinerlei veränderte Werte an! Wenn ich richtig gerechnet habe, kann ich mit diesem - ich gebe zu, seltsamen - Meßaufbau die MEMs auf +- 0.1 dBA selektieren. Genauer als ich je erwartet habe.
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Mo 29 Nov, 2021 10:14

Bin gefragt worden....ganz einfach: Warum so ein Aufwand?

Tja, um Fertigungstoleranzen auszugleichen. Aber selbst beim Herstellen von MEMs können nicht alle Parameter exakt vorgegeben werden. Spätestens beim Löten können die ab Fabrik gemessenen Daten sich verändern. Ein wenig Verzug beim Abkühlen am Gehäuse, falsches Temperaturhochfahren beim verlöten usw. kann katastrophale Ausmaße annehmen. ich kenne einen Bastler, der schafft nach eigenen Veröffentlichungen von 10 Mems gerade eins ohne klanglichen Verzug (Höhenbereich) von Hand zu verlöten.
Mir geht es allerdings nur um "Stereogleichheit", d.h. der Klang sollte nicht bei Richtungsänderung sich verändern, bzw. die Richtungen des Schalls soll exakt aufgezeichnet werden können - so wie es bei der Aufnahme vor Ort tatsächlich war.
Laß es mich die Problematik mit Auszügen aus dem PDF zitieren:
Anders als Elektret-Kondensatormikrofone weisen die MEMS-Mikrofone durch die externe elektrische Vorladung eine höhere Stabilität bei Temperaturbelastung auf. Sie sind aufgrund ihrer kurzzeitigen Hitzebeständigkeit von bis zu 260C für die Oberflächenmontage (engl. surface-mounting technology; kurz SMT) geeignet. Gegenüber den ECMs erlaubt dies eine maschinelle und somit kostengünstigere Montage. Ein weiterer Vorteil von MEMS-Mikrofonen ist deren sehr kleine Bauform im Bereich weniger Millimeter. Silizium als Trägermaterial ermöglicht dabei die Herstellung sehr dünner Membranen, mit Dicken im Zehntel Mikrometer und Durchmessern im Millimeter Bereich. Diese sehr kleinen Abmessungen ermöglichen es, den Trend der Miniaturisierung mitzugehen und mehrere Mikrofone kostengünstig und platzsparend in eine Applikation zu integrieren. Veranlasst durch die steigenden Ansprüche der Unterhaltungselektronik im Bereich der Akustik und bedingt durch die immer leistungsfähigeren Mikroprozessoren, werden mehrere Mikrofone in einer Anwendung eingesetzt um dadurch die Klangqualität, anhand verschiedener Signalverarbeitungsalgorithmen, zu verbessern.
Für die Qualität vieler Audioalgorithmen spielt neben der Mikrofonpositionierung, deren Amplituden- und Phasengleichheit im Ausgangssignal eine entscheidende Rolle. Durch die Integration immer komplexerer Signalverarbeitungsalgorithmen in die Unterhaltungselektronik kann die Aufnahmequalität positiv beeinflusst werden. Eine Bedingung hierfür ist die elektroakustische Gleichheit der eingesetzten MEMS-Mikrofone. Deshalb fordern Smartphonehersteller MEMS-Mikrofone mit Streuungen der Empfindlichkeiten, bzw. Sensitivitäten, kleiner 1 dB.

Abweichungen der Fertigungsprozesse von Sensor, ASIC und Gehäuse führen zu Streuungen der Sensitivitäten. Eine einfache Methode um die geforderten Sensitivitätsspezifikationen einzuhalten ist die Selektion der Mikrofone im Produktionstest, anhand der elektroakustischen Messdaten. Nachteil dieser Methode ist jedoch eine geringe Ausbeute bei großen Sensitivitätsstreuungen.
Eine für die Massenproduktion von MEMS-Mikrofonen effektivere Methode die Ausbeute zu steigern, ist das Vorsortieren auf Silizium-Chip Ebene. Hierfür werden die Kapazität des Sensors und die vom ASIC erzeugte elektrische Vorladespannung auf Waferebene vermessen. Anschließend wird jedem Sensor ein passender ASIC-Chip zugeordnet. Dadurch werden bei der Integration beider
Chips in ein Gehäuse, unterschiedliche Prozesstoleranzen durch Kombination passender Eigenschaften ausgeglichen und Sensitivitätsstreuungen reduziert.
Ein wesentlicher Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die Einflüsse nachfolgender Prozessschritte, sowie spätere äußere Einwirkungen nicht mit kompensiert werden. So wird zum Beispiel durch die Verbindung des SensorChips mit dem Trägersubstrat eine zusätzliche mechanische Spannung auf die Membran ausgeübt. Diese beeinflusst die Membranauslenkung durch den Schall und damit die Sensitivität.
Des weiteren können anhand passend gewählter Einstellungen sowohl das Signal-Rausch-Verhältnis (engl. signal-to-noise ratio; kurz SNR), als auch die gesamten harmonischen Verzerrungen (engl. total harmonic distortion; kurz THD) bei sehr hohen Schalldrücken beeinflusst werden. Der SNR ist maßgeblich für die Aufnahmequalität von Sprache und Musik verantwortlich, da bei einem hohen SNR auch Schall mit einem geringen Schallpegel aufgenommen werden kann. Mit dem Vordringen der Unterhaltungselektronik in den Sport- und Freizeitbereich steigen die Anforderungen an das elektroakustische Mikrofonverhalten bei sehr hohen Schalldruckpegeln, wie zum Beispiel bei Aufnahmen auf Rockkonzerten oder bei Fallschirmsprüngen. In Zukunft werden, neben immer kleineren Gehäuseabmessungen, auch die elektroakustischen Anforderungen und die Anforderungen an die Zuverlässigkeit immer weiter steigen.
Gruss vom Ruessel




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von Blackbox » Do 02 Dez, 2021 18:48

Wie umfangreich willst Du denn eigentlich messen?
Um Deine Anforderungen nach richtungsunabhängiger Klangtreue und Stereotauglichkeit zu erfüllen müsstest Du doch eigentlich Messungen für ein klassisches Polardiagramm durchführen, also diverse Frequenzbänder in ausreichend feinen Schritten in 360° oder - falls die Mems achsensymmetrisch sind - in 180°?




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 03 Dez, 2021 04:44

Ich beschränke mich rein auf "Output RMS" bei 1kHz und einer bestimmten Lautstärke im Gurkenglas. Polardiagramm ist bei dieser optimalen MEMsKugel ohne Aussagekraft.

Zur Zeit optimiere ich das Gurkenglas. Habe bemerkt, dass mit einem Trick (Volumen) die Genauigkeit der Messung nochmals erhöht werden kann. Bin außerdem an einem zweiten Mess-Koffer dran - für Elektredkapseln.

DSC_2686.jpg

Das Problem: wenn das Gurkenglas zugedreht wird, bricht die Leistung des Lautsprechers ein. Er muss gegen die "stehende" Luft anarbeiten. Mein Funktionsgenerator muss da 15V an den Lautsprecher abgeben, damit ich die 94 dBA erreiche. Das ist schon heftig arbeit für den Lautsprecher und die Sinuswelle steht kurz davor seltsame Konturen anzunehmen. Nun benutze ich einen Leistungsfähigen Visaton Lautsprecher, größer gehts nicht - bekomme ihn dann nicht mehr in das Gurkenglas. Habe schon die Chassis-ecken abgesägt.

Also, entweder leistungsschwachen Lautsprecher mit ganz kleiner Druckkammer (weniger als 1cm²) und ich bekomme das MEMs mit Messzange nicht mehr rein..... oder leistungsfähigen Lautsprecher mit größerer Druckkammer. Ich hoffe dieser Lautsprecher schlägt sich gut dabei.
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Sa 04 Dez, 2021 10:13

DSC_2687.jpg

Das Gurkenglas mißt nun hervorragend. Der Lautsprecher besitzt genug Leistung und damit Reserven für eine saubere Sinusausgabe. Auch ist der Wirkungsgrad ungleich besser, wo ich vorher für einen bestimmten Schalldruck 15V benötigt habe, reichen nun 5V. Zeit für die nächsten Schritte.

Für die ersten Aufnahmen würden mich Flächenmikrofonie begeistern. Um schnell das Umsetzen zu können, muss die MEMs Platine vor Regen oder andere Witterung geschützt werden. Auch eine flächige Montage muss möglich sein. Nun die Platine besitzt eine Kantenlänge von 10x10mm. Wir erinnern uns: Diagonale eines Quadrats ist Wurzel aus 2 mal Kantenlänge, 1.414 x 10 = 14,14mm. Noch ein wenig Wandstärke für die Wandung des MEMs Gehäuse und wir sind bei 16mm Kreisdurchmesser.

Oben im Bild nun ein gedrucktes Gehäuse. Dies nimmt das MEMs auf, ohne das Mems weit von der Oberfläche zu vertiefen. Es könnten Richtungseffekte oder Kammfiltereffekte auftreten. Deshalb ist die Stirnseitige Wandstärke gerade 0,3mm. Also jede 16mm Bohrung nimmt nun mein MEMs auf - schnell und einfach.

Die Windempfindlichkeit ist noch nicht erforscht aber wir wissen, auch bei einer Kugel benötigt man ab mäßiger Windgeschwindigkeit einen Schutz. Also schon mal Zeit Gedanken darüber verlieren. Also, ich strebe ja die neue "100 kHz Recording" Aktionen an. Da wäre bei wenig Wind eine Aufnahme ohne Windschutz die bessere Wahl, da Dämpfung oberhalb von 20 kHz wahrscheinlich ist. Windschutz kann steckbar, schraubbar gemacht werden oder dauerhaft verklebt werden. Schraubbar wäre mein erster Gedanken, aber bei 100 kHz würde jeder Schraubenkopf der herausragt wahrscheinlich den Klang ein wenig verändern. Abschattung, Beugung wären da die Stichwörter. Alles Argumente die mich Bewegen einen neuen Weg zu gehen: NEODYM.

Ich finde die Idee supi, jedes MEMs mit ein oder zwei winzigen Neodym Magneten zu versehen und den Windschutz auf einen dünnen Metallring zu befestigen. Jetzt stellt sich die Frage welche Zugkraft wird benötigt? Keine Ahnung - testen. Habe 5x3x2mm Neodym bestellt, jedes Magnetstückchen soll 700 Gramm heben. 2 Stück also fast 1,5 kg - ist das zuviel? Zu bedenken, die Magnete sitzen ja einige Zehntelmillimeter unter der MEMs-Gehäuseoberfläche, das verringert also schon die Zugkraft. Ich möchte soviel Magnetklebekraft haben, wenn ich das Mikro auf einem Stativ durch den Wald schleppe, sollte der montierte Windschutz nicht verloren gehen - also wie fest verschraubt.
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » So 05 Dez, 2021 09:58

DSC_2689.jpg
Jo, zwei Mini-Neodym Magnete sollten meinen Vorstellungen an Haftkraft entsprechen. Noch eine Erkenntnis: Das MEMs ist in keinster Weise Magnetisch, ich hoffe die kräftigen Magnetfelder haben auch auf dem Klang keine Auswirkung... ich wüßte nicht warum.
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Mo 06 Dez, 2021 10:34

DSC_2688.jpg

Wow. Hatte eine spontane Idee für ein weiteres Testgerät für Elektredkapseln (Teststation für die optimale BIAS-Wert Ermittlung - PlugInPower Vorwiderstand). Dazu benötige ich eine variable Gleichspannung für die Tonkapsel, Batterie ist mir zu poppelig - da auch sehr schwankend. Desweiteren möchte ich für die im Test befindliche Kapsel einen Grafen schreiben um aus dieser Kurve schnell ablesen zu können, bei einer bestimmten Spannung ist welcher Widerstand der Optimalste. (zu groß = Dynamik eingeschränkt, mehr Rauschen; zu klein = Empfindlichkeit eingeschränkt, Verzerrungen)
Also ein kleines Netzteil muss her.

Nun habe ich wieder Spikes, siehe Foto. Nur das Schaltnetzteil an 230V und auf 6 Meter ist alles in Mikrofonspannungsgröße verseucht. Dabei ist das Netzteil schon eines der Besten aus China - Meanwell. Bin erschüttert, meine Hochachtung an alle die Mischpulte bauen und das Netzteil in den PreAmps sauber gesiebt bekommen. Ich habe alles versucht - RC Siebung, dicke fette Elkos - nix hat die Spikes wirklich auf Null gezähmt. Je Niederohmiger die Tonkapsel ist, desto weniger Störungen.

Es geht auch anders, habe ein Steckernetzteil 9V erworben, dass mit sehr geringer Brummspannung für empfindliche Geräte beworben wurde, kostet gerade 5 Euronen mehr. Auch besitzt das 9V Kabel noch einen Ferritkern, das Teil ist im Ozzi wirklich recht sauber - statt 15mV Störungen nun 1mV.
Nun versuche ich mal einen Step-Up Wandler - da ich auch 15V benötige, der macht aus den 9V bis zu 35V, sollte für jede Tonkapsel auf dem Markt ausreichen, selbst für XLR Phantomspannung sollte das reichen. Hauptsache das Teil fängt nicht wieder an Störungen zu produzieren.

Übrigens die Störungen sind nicht sofort hörbar im Kopfhörer, es sind ja Frequenzen im sehr hohen Ultraschallbereich. Allerdings reagiert da so ziemlich jede Aussteuerungsanzeige drauf (Zoom F6/8), man würde also schlimmstenfalls den Pegel zu niedrig aussteuern. Ich schreibe da aber nur von unsymmetrischen Signalen.
Ein anderer Gedanke ist, was macht diese schwache aber andauerte Strahlung mit anderen Geräten - wie z.B. ein Mensch?
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von mash_gh4 » Mo 06 Dez, 2021 10:58

naja -- gute schirmungen sind in der praxis tatsächich nicht immer ganz trival zu bewerkstelligen.

ich persönlich finde es aber ziemlich spannend, dass ja man mittlerweile diesen ganzen umgebenden elektro-smog auch dazu benutzen kann, mittels energy harvesting kleine rechner u.ä. ganz ohne batterien zu betreiben. :)

https://abopen.com/news/onio-unveils-en ... ontroller/




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Mo 06 Dez, 2021 13:31

Mein Vater hat das in den 50er Jahren so betrieben, seine bunte Gartenbeleuchtung wurde vom Radio Bremen Sendemast gespeist - 800 Meter entfernt. Damals waren aber auch die Sendeleistung für KW und LW wesentlich stärker - denke heute gehts nimmer. Obwohl LEDs.....

Unten im Beispiel wird ja Hochohmig gemessen, aber selbst für einen LCD Taschenrechner wird es kaum wirklich reichen. Und schwupp sind wir bei Herrn Tesla und freie Energie ;-)

Gruss vom Ruessel




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von Blackbox » Di 07 Dez, 2021 02:28

ruessel hat geschrieben:
Mo 06 Dez, 2021 10:34
Dabei ist das Netzteil schon eines der Besten aus China - Meanwell. Bin erschüttert, meine Hochachtung an alle die Mischpulte bauen und das Netzteil in den PreAmps sauber gesiebt bekommen. Ich habe alles versucht - RC Siebung, dicke fette Elkos - nix hat die Spikes wirklich auf Null gezähmt.
Mal ganz naiv gefragt: warum nicht einfach hinter nem Akku (ggf. zwei oder drei in Reihe schalten) einen 78xx Regler mit ausreichend dimensionierten Kondensatoren und - falls nötig - etwas Abschirmung nehmen und anschliessend bei Bedarf Regelung über Spannungsteiler?




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Di 07 Dez, 2021 08:48

Ja, darauf wird es wohl rauslaufen. Mit den analogen Längsregler gibt es einfach solche Probleme nicht.
Aber man(n) will ja mit der Zeit gehen, gepulste Netzteile und Step-down-up Wandler sind ja eigentlich heute Standard und kosten nix - bester Wirkungsgrad und kaum abwärme.

Gestern habe ich den Alukoffer auf Null Störungen hinbekommen, das schon genannte 9V Netzteil und einen 60 nF Folienkondensator dahinter und ich hatte quasi "sauberste "Batteriespannung" geht doch! ;-)
Wenn ich gestern richtig geschaut habe, entsprechen 5mV im Ozzi genau 1dB in der Anzeige vom Zoom F6 (oder ist da was logarithmisch?). Das wäre dann tatsächlich eine MEMs Selektionsgenauigkeit von +-0,1 dB. Für das Gurkenglas habe ich noch einen Pegelmesser bestellt. Damit kann ich dann die Lautstärke des Testtons im Glas genau justieren. Er weicht bei offenen Glas extrem ab (mehr als 60%) wenn das Glas hermetisch geschlossen wird und der Lautsprecher richtig die Luft komprimieren muss wird er wesentlich leiser.

Ich hätte noch starke Lust mir einen Lasergravierer zuzulegen, damit könnte ich das Mems mit seinen Kennlinien beschriften. Wäre bei einer Reparatur schön, gleich die Daten vom defekten Teil zu haben, vielleicht eine eigene Seriennummer einbrennen.


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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Di 07 Dez, 2021 10:40

So, während ein paar bestellte Dinge erst in ein paar Tagen ankommen, gehts nochmal an das MEMS-Gehäuse mit Magneten als Windschutzhalter.

DSC_2690a.jpg

Gleich mal drucken. Also man sieht, erst die beiden Magnete reinschieben, dann die Memsplatine rein und alles mit ein paar Tropfen UV-Harz vergiessen. Bin gespannt ob da was magnetisch drauf hält. Wandstärke zur Stirnseite wenige Zehntelmillimeter.
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Di 07 Dez, 2021 18:21

DSC_2690.jpg
MEMs nun in meinem Gehäuse. Vergossen mit UV-Harz, ist wie Honig. Mit einer UV Lampe innerhalb 3 Sekunden durchgehärtet.

DSC_2691.jpg

Leider ging die Aktion voll nach hinten. Es ist trotz dieser Zähigkeit etwas Harz unter die Platine gezogen und in das MEMs-Loch aufgestiegen. Totalschaden. :-(
Aber ich weiß nun, der Magnetanzug könnte etwas stärker sein, er hält jetzt gerade einen aufgelegten Schraubenzieher fest..... also, neues Gehäuse mit 4 Magneten konstruieren und beim Vergießen besser aufpassen!

DSC_2691a.jpg
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Mi 08 Dez, 2021 16:32



Hier ein Video wie ein MEMs Hersteller seine MEMs in der Druckkammer automatisch prüft. Schade, ich benötige ca. 30x mehr Zeit dazu.
Gruss vom Ruessel




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Mi 08 Dez, 2021 17:31

Heute gab es mal eine Zwischenbastelei: ein unsymmetrisches MEMs.

DSC_2692.jpg

Klasse, im Ofen gerade gebacken, montiert, Tascam dran - und läuft auf dem Entwicklerboard einwandfrei. Ganz ehrlich, wundert mich. Das Bauteil ist nochmals 50% kleiner als das vorherige MEMs. Ich habe mit der Pinzette es nicht geschafft, es richtig gerade auf die Platine zu setzen (zittern). Allerdings wiegt das MEMs so gut wie nix und schwimmt auf dem flüssigen Lot wie ein Schiff. Der Rest macht die Oberflächenspannung der Lotpaste und zerrt das MEMs in die richtige Position.
cool..... das Teil ist 2 Stunden Unterwasserfest...... Jetzt noch die Ansteuerplatine kurz entwickeln (XLR48V Phantom) und ab gehts es mit Tauchversuchen. Das Teil geht allerdings nur bis 70 kHz und es fehlt ein wenig im Tiefbass, ab 150 Hz geht es mit -3dB pro Oktave runter. Dafür mit 3,5mm Klinkenbuchse und "PlugIn Power" betreibbar - wie man auf dem Foto sieht.


vm1000_6v.jpg
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Do 09 Dez, 2021 16:56

DSC_2694.jpg

Nochmals ein Größenvergleich mit einer 10 Cent Euromünze. Heute ist es mir fast gelungen dieses MEMs auf 48V Symmetrische Tonverbindung zu transformieren. Fast, es ist wegen einer dummen Fehlanpassung nach wenigen Minuten durchgebrannt. Wenn das Datenblatt max. 3,6V als Versorgungsspannung vorschlägt, sollte man(n) darauf hören - 3,8V war zuviel. Egal, morgen sollte das korrigiert sein.

Im Moment habe ich Probleme mit der Bestückung. Was gestern völlig problemlos funzte - heute geht nix. Die Lotpaste ist entweder zu flüssig und verschmiert das Schallloch des MEMs oder die Lotpaste von gestern ist schon wieder zu trocken und der 0,2mm Massering um das Schalloch drückt sich nicht durch die Lasergeschnittene Schablone. Das Teil ist schon etwas sehr klein und benötigt mehr Sorgfalt in den Lötofen-Vorbereitungen.

vm_7v.jpg

Die großen Lötpunkte sind 0.723mm groß. Fast wie das Schalloch mit einem Lochdurchmesser von 0.750mm.

DSC_2694b.jpg
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von Blackbox » Do 09 Dez, 2021 20:13

Bei der Größe bzw. 'Kleine' könntest Du evtl. auch versuchten die Magnethalterung in Form eines kleinen Ringmagneten mit Loch in der Mitte zu realisieren. MEMs passt ja dann ins Mittenloch.
Ich nutz solche Dinger für meine DIY Lavaliers wenn Klammern zu auffällig sind und dieser Ringmagnet unter die Kleidung passt.
Hält mit Neodym N52 ausreichend gut.
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 10 Dez, 2021 03:17

Moin.
Das Schallloch eines MEMs ist sehr kritisch und verändert (verschlechtert) sehr schnell den Klang. In den Dokus ist öfters beschrieben was alles dort nicht gemacht werden darf und Dein Ringmagnet gehört dazu. Es würde praktisch als kleiner Trichter funktionieren und bei bestimmten Frequenzen eine Veränderung der Richtung verursachen oder vielleicht sogar als Kammfilter funktionieren.

Ich bin der Meinung, MEMs verhalten sich völlig anders als Elektredkapseln mit ihrer doch riesigen Schallmembran. Ich bin noch nicht sicher, aber ich glaube auch Bruchteile einer Wellenlänge haben Einfluß im Sound. Vielleicht wie ich es von Hochfrequenzwellen wie z.B. 5/8 Wellenlänge kenne. Bin da aber noch nicht sicher.
Wenn man an einem Stereokabel auf einen Kanal eine übliche Elektredkapsel und am anderen Tonkanal ein MEMs angelötet hat und dann ein wenig damit spielt, fällt es sofort auf, das MEMs ist anders, während andauernd der Klang sich bei Bewegung auf der Elektredseite ändert, ist das MEMs sehr Richtungsstabil - auch bei extremen Richtungen. Nur sobald etwas in der Nähe des Schallloches sich ändert, wird der Sound auch anders. Deshalb auch vorsicht mit Schraubenköpfe oder ähnliches nahe des Schallloch.

Gestern habe ich ja mit der BIAS Ansteuerung (Vorwiderstand der Stromversorgung) des MEMs gespielt. Auch dort ein völlig neues Erlebnis. Während bei jeder Elektred-Mikrofonkapsel die ich in den letzten 30 Jahren in den Fingern hatte, nur die Lautstärke sich veränderte (und Verzerrung, Dynamik), veränderte sich beim MEMs der Klang massiv. Bei sehr großer Abweichung des optimalen Wertes verschwanden die Höhenanteile, das MEMs wurde dumpf im Klang aber nicht viel leiser. Da sind bestimmt noch mehr Überraschungen zu erwarten. Deshalb muss ich heute auf jeden Fall den optimalen BIAS-Wert mit einem Ozzi ermitteln (bei diversen Frequenzen kontrollieren) und nicht nach dB Werte einer Aussteuerungsanzeige.


Bild

Auf der ganzen Welt in den Laboren wird mit akustic MEMs gespielt. Oben im Bild ein neuartiger "Kunstkopf" mit 256 MEMs, Labor in Japan. Ist alles erst ein Anfang, die Teile werden in den nächsten Jahren immer besser und immer mehr "HiFi". Normale Mikros werden in ein paar Jahren fast völlig verschwinden....wie Verbrennermotoren (außer in Notstromaggregate).
Gruss vom Ruessel




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von pillepalle » Fr 10 Dez, 2021 05:15

@ ruessel

Das sind keine MEMS Kapseln, sondern 252 elektret Kapseln (ECMs). Hier ist der Link der das Prinzip des Mikros erklärt:

https://www.researchgate.net/profile/Yu ... -array.pdf

Und hier einer der ECMs und MEMS vergleicht:

https://www.cuidevices.com/blog/compari ... icrophones

VG
Ich bin mit der Z6II zufrieden. Ich bin mit der Z6II zufrieden. Ich bin mit der Z6II zufrieden... :)




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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 10 Dez, 2021 08:31

Das sind keine MEMS Kapseln
Danke. Hatte nur das Foto gesehen.

Beim zweiten Link, der Vergleich vermute ich, dass es hier noch einen Zwitter gibt. Das MEMs was ich gerade Badetauglich mache besitzt ja auch eine BIAS Einstellung und wird eigentlich wie eine Elektredkapsel angeschlossen. Aber wie schon öfters geschrieben, für mich alles Neuland, kann mich auch täuschen. Aber das spielen mit MEMs macht mächtig spass ;-)

vm1000_5v.jpg

P.S.
Habe gerade den Lautsprecher im Gurkenglas gekillt. Er gibt kein sauberes Signal mehr aus, es schwankt total im Output, die Sicke scheint defekt - Kleber hat sich gelöst. Scheint eine starke Belastung im Gurkenglas zu sein.
Gruss vom Ruessel

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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 10 Dez, 2021 09:47

Wie mache ich die Platine Wasserfest? Kennt jemand was schnell antrocknet und keine Risse bekommt? Plastikspray?

Im Moment denke ich daran, um das MEMs herum mit einem Pinsel UV-Harz zu verstreichen und mit UV-Lampe Schicht für Schicht auszuhärten.
Gruss vom Ruessel




ruessel
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 10 Dez, 2021 11:09

DSC_2696.jpg

So, der optimale BIAS Widerstand ist ermittelt, ist jetzt an einem MA500 Wandler - hatten wir ja schon öfters. Damit ist nun das unsymmetrische MEMs auch symmetrisch geworden und darf mit 12-48V Phantomspannung betrieben werden. Alle Bauteile habe ich gerade im nahen Elektronikhandel als SMD bestellt, damit wird wohl alles in den kleinen mini-XLR Stecker passen. Außerdem eine Sprühflasche "Plastik 70" mit bestellt. Wahrscheinlich heute Nachmittag abholbereit. Endlich mal einem Ziel in der Endrunde nahe.....
Gruss vom Ruessel

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ruessel
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 17 Dez, 2021 10:39

Ja, es geht hier weiter.
Etwas Geduld, als nächstes wollte ich hier ein eigen produziertes Video reinstellen, mit Stereo MEMs und einer Weltsensation, oder eher Weltpremiere ;-)

Natürlich sollte meine vernachlässigte Pocket 6K filmen. Wie das so ist, Schnittprogramm zu alt, zu langsam, Codec Probleme..... dann muss noch ein kurzer AE Logo-Trailer her..... das dauert alles bei mir. Muss wohl Proxis einrichten, der 10 Jahre alte I7 PC ist doch schon betagt.

DSC_2698.jpg
Gruss vom Ruessel

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Jörg
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von Jörg » Fr 17 Dez, 2021 11:00

und der Staub zeugt auch nicht gerade von Liebe zur Kamera
lol
ich hätte noch weitere Pelicases...




ruessel
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Re: DIY - Rüssel MEMS Mikrofon(e)

Beitrag von ruessel » Fr 17 Dez, 2021 12:26

Das ist ja das schlimme daran, die Kamera besitzt 2 Pelicase (Kamera + Objektive), liegt aber seit Wochen nicht drin. Ich wollte ja mal eben einen Adapter BMPCC-6K + XLR-MEMs löten..... lohnt ja nicht die Kamera sicher zu verpacken. Und jeden Tag das selbe, Abends liegt sie noch draußen, nur immer näher an die Werkzeugkiste.

Ich glaube langsam, bei mir schlägt der Corona-Blues zu.....
Gruss vom Ruessel




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