Hatte gerade beim Kaffee trinken so einen Geistesblitz, den ich natürlich mal testen möchte.
An einem Hydrophon denke ich schon öfters - nur so aus klanglicher Neugier.
Aber wenn in DIY dann richtig, es sollte für meinen Zoom F6 sein, 32 Bit für Fische aufnahmen ist ideal - falls auch mal ein Wal plötzlich auftaucht. ;-)
Auch symmetrisch XLR sollte es sein, wenn schon - denn schon. Falls meine Idee klappt, gibt es ein Stereo Hydrophon mit 10 Meter symm. Kabel um die 30,- Euro. Alles weitere später, die Teile sind bestellt und sollten nächste Woche alle vor Ort sein, ich mache dann eine Bilderstory und hoffe dann auf ein gutes Unterwasser Stereo-MP3.
Wir benötigen:
4x Piezo Lautsprecher (China, Elektronikhandel)
2x XLR Kabel, Länge nach Wunsch - für den Atlantik 100 Meter sind kein Problem, da symmetrisches Signal.
1x Sprühdose Flüßiggummie (Bootshandel, Baumarkt) zur Not auch Flüßiggummie in Farbdose, sprühen wird aber besseren Klang haben - mehr Höhen! Farbton ist egal. ;-)
Vielleicht geht auch Sprühfolie aus dem Autohandel, keine Ahnung ob Wasserdicht. Müsste aber, ist doch auch Regenfest.
Demnächst gehts weiter!
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Mo 19 Aug, 2024 21:25
von Blackbox
Für ein stimmiges Stereobild musst Du u.U. etwas rechnen.
Schallgeschwindigkeit im Wasser ist ja wesentlich höher, aber das Ergebnis wird ja voraussichtlich nicht von Fischen im Wasser, sondern von Menchen in der Luft abgehört werden.
Was an Abständen für gängige Stereo Hauptmikrofonaufstellungen in der Luft funktioniert muss dann statt in Entfernung in Schallaufzeitdiferenz gerechnet werden und die Laufzeitdifferenz dann an die schnellere Wasserschallgeschwindigkeit angepasst werden.
Die Mikrofonbasis muss also im Wasser deutlich vergrößert werden (wenn ich da jetzt keinen Denkfehler eingebaut habe).
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Di 20 Aug, 2024 07:51
von ruessel
Ja, das Gebiet ist sehr spannend, habe mich nur kurz damit befasst. Deshalb habe ich 2x 10 Meter XLR Kabel bestellt, umso eine breite Stereobasis zu haben. Was ich nicht wirklich beurteilen kann, ist XLR Kabel im allgemeinen Wasserfest? Ich werde es sehen.
Da sich elektromagnetische Wellen wie Radiowellen und Licht wegen ihrer stärkeren Absorption in Wasser viel schlechter ausbreiten können als Wasserschall und Reichweiten von wenigen Metern bis maximal 100 m erzielen, hat Wasserschall viele technische Anwendungen. Dies umfasst Kommunikation, Navigation und Ortung sowie die Messung von physikalischen, chemischen und biologischen Größen. Der hierbei verwendete Frequenzbereich umfasst etwa 10 Hz bis 1 MHz.
Im Ozean ist der Schall mit etwa 1480 m/s wesentlich schneller als in der Luft, wo er sich unter normalen Bedingungen mit ungefähr 340 m/s ausbreitet. Die Schallgeschwindigkeit nimmt mit der Temperatur, dem Druck und dem Salzgehalt zu. Da der Druck nahezu linear zur Tiefe verläuft, nimmt man oft diese, um die Schallgeschwindigkeit zu berechnen. Es gibt einige empirisch ermittelte Formeln, mit denen sich die Schallgeschwindigkeit relativ gut berechnen lässt.
Der Lloyd-Mirror-Effekt ist auch bei der elektromagnetischen Wellenausbreitung bekannt. Beim Wasserschall hat er deswegen Bedeutung, weil die Wasseroberfläche eine sehr schallweiche Begrenzung ist, das heißt, der Schalldruck ist im Verhältnis zur Schallschnelle an der Meeresoberfläche für Wasserschallverhältnisse nur verschwindend gering. Dies bedeutet, dass eine Schallwelle bei der Reflexion an der Meeresoberfläche die Phase um 180° dreht. Dadurch wird der Schalldruck an der Oberfläche durch Interferenz ausgelöscht.
Ich wußte nicht, das Wasser Druckwellen bis 1 MHz überträgt, das nächste MEMS was ich mir anschaffe geht ja über 100 KHz und ist 30 Minuten Wasserfest, ist klar, das muss auch getestet werden. Die Aufnahmen können auch bearbeitet werden, Frequenz runter rechnen..... Geräusche für den nächsten Star Wars Film.
Kleinkram wie etwas Schrumpfschlauch, Heißkleber habe ich liegen.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Di 20 Aug, 2024 08:26
von klusterdegenerierung
Die Vergleiche waren aber eher albern, ein Micro hier rein schmeißen, ein anderes dort, eins bei einem abfahrendem Boot und eins beim vorbeifahren eines Bootes, alles 4 unterschiedliche Geräuschkulissen!
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Di 20 Aug, 2024 09:03
von Frank Glencairn
Wofür benutzt man solche Aufnahmen eigentlich (abgesehen von Unterwasserszenen) - Sound Design?
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Di 20 Aug, 2024 09:12
von klusterdegenerierung
Captain Nemo Redux
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Di 20 Aug, 2024 09:47
von ruessel
Die Vergleiche waren aber eher albern, ein Micro hier rein schmeißen, ein anderes dort, eins bei einem abfahrendem Boot und eins beim vorbeifahren eines Bootes, alles 4 unterschiedliche Geräuschkulissen!
Kannst es ja leicht besser machen.
Wofür benutzt man solche Aufnahmen eigentlich (abgesehen von Unterwasserszenen) - Sound Design?
Die Vergleiche waren aber eher albern, ein Micro hier rein schmeißen, ein anderes dort, eins bei einem abfahrendem Boot und eins beim vorbeifahren eines Bootes, alles 4 unterschiedliche Geräuschkulissen!
Kannst es ja leicht besser machen.
Beleidigt sein ist an der Stelle doch quatsch, denn wenn man wirklich 2 Mikros miteinander vergleichen will, dann muß man auch gleiche Situationen schaffen und nicht plumps hierein plups darein, das würdest Du doch auch nicht machen und vor allen wäre es doch ein leichtes gewesen je beide Micros zeitgleich an gleicher Stelle positionieren statt eines wenn das Boot weg ist und eines wenn das Bott kommt, oder war der Steg zu klein für 2 Micros, oder hatte der Recorder nur einen Mono Anschluß?
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Di 20 Aug, 2024 14:39
von ruessel
Ich bin doch nicht beleidigt. er hat das im Video eben so gemacht. Ich würde es auch anders machen, aber trotzdem kann man das so anschauen was prof. Unterwassermikrofone bringen.
Im Klang kann ich mir eine wesentlich klarere Aufnahme mit MEMS vorstellen, besonders was die "Höhen" betrifft. Mich würde mal interessieren wie ein Mikrofon für 1 MHz aufgebaut ist, habe da keinerlei Vorstellung.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Do 22 Aug, 2024 13:59
von ruessel
Mein Flüssiggummie ist gerade angekommen, es scheint nix anderes zu sein als Folienspray.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: So 25 Aug, 2024 09:58
von ruessel
DSC_3538.jpg
Beginnen wir mit dem Bau des Hydrophons.
Als erstes entfernen wir die XLR Buchse. Das symmetrische Kabel besitzt 3 Pole, Masse - Heiß Plus - Kalt Minus.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: So 25 Aug, 2024 10:16
von ruessel
DSC_3544.jpg
Jetzt verlöten wir die beiden Minuspole mit der Masse-Leitung des XLR-Mikrofonkabels und die beiden anderen Piezo-Adern mit "Signal+" beziehungsweise "Signal-". Diese Schaltung ist nicht von mir, die Soundkünstler Georg Werner und Christian Liljedahl benutzen diesen Kniff schon länger bei ihren Projekten.
Dann entweder mit Heisskleber am Rand die beiden Piezoelemente zusammenkleben - Anschlüsse nach innen. Beim Kleben nicht zuviel am Rand kleben, nur ca. 1mm Randklebung durchführen, die Messingseite des Piezos muss noch schwingen können. Ich habe mir mit dem 3D Druck passende Gehäuseschalen gedruckt. Modelldaten im Anhang.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: So 25 Aug, 2024 10:37
von ruessel
DSC_3546.jpg
Nun beide Gehäuseschalen zusammenkleben und mit dem Gummispray in dünnen Schichten versiegeln. Das habe ich gemacht, leider bis zum Tauchgang muss die Farbe 48 Stunden trocknen.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: So 25 Aug, 2024 10:51
von ruessel
Was ich noch vergessen habe zu schreiben:
Entweder noch einen kleinen Kondensator (1-4.7 uF) in die Tonleitung einfügen ODER beim Rekorder die Phantomspannung abschalten! Ich weiß nicht, ob die 48V Phantomspannung für den Piezokristall schädlich ist. Zumindest würde der Kristall sich ausdehnen und könnte nicht mehr die Schallschwingungen einwandfrei in Strom umsetzen. Bei meinen Zoom F6 ist die Phantomspannung sehr leicht im Menü abschaltbar. Ich werde mir Merkzettel am XLR Stecker kleben, damit ich noch in Monaten später daran denke.
Vor dem verlöten an Schrumpfschlauch denken, damit von der Kabelseite kein Wasser eindringen kann. Das mache ich als nächsten Schritt.
Ich möchte nochmal auf die XLR Verlötung kommen. Theoretisch ist das keine symmetrische Verschaltung, es funktioniert trotzdem. Durch die zwei Piezo an einer Leitung erhöht sich der Pegel. Allerdings erreicht die Schallwelle erst das erste Piezo dann einige Millisekunden das zweite Piezo, also Zeitversetzt. Das ist kein symmetrisches Signal. Sollte die Schallwelle beide Piezos gleichzeitig erreichen, würde der Schall sich sogar komplett auslöschen (wenn ich jetzt keinen Gedankenfehler mache). Damit könnte das Hydrophon etwas Richtungsempfindlich sein. Es wird die Praxis zeigen.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: So 25 Aug, 2024 14:55
von ruessel
DSC_3547.jpg
Jetzt fehlt nur noch der Schrumpfschlauch. ich habe Schrumpfschlauch 4:1 mit Innenkleber benutzt, er sollte wirklich gut abdichten.
Das Flüssiggummi fühlt sich nach 4 Stunden trocken an, ich werde gleich den ersten Wassertest machen!!
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: So 25 Aug, 2024 16:34
von ruessel
DSC_3548.jpg
Wunderbar, es klappt. Ein erster Versuch am Mahndorfer See, 3 km von mir entfernt. Es ist ein ruhiger kleiner Badesee, kein Mensch war im Wasser. Ich habe beide Piezos so ca. 2-3 Meter auseinander in den See geworfen, an dieser Stelle wird die Tiefe ca. 1 Meter sein. Mehr Aufwand wollte ich für heute nicht machen. Zum Schluss der Aufnahme habe ich einen Stein in die Nähe des rechten Piezo geworfen. Der Mikrofonverstärker war bei der Aufnahme voll aufgedreht, zum Glück ist dieser recht hochwertig und rauscht nicht.
Was man an den Hüllkurven sehen kann, ich hätte die Piezo vorher selektieren sollen, der linke Kanal ist einige dB leiser. Oder habe ich hier eine dickere Gummischicht aufgesprüht? Aufnahme im Anhang als MP3.
Ich brauche demnächst mehr Aktion, ich glaube eine Fahrt zur Weser und abwarten bis ein Schiff vorbei fährt..... Einen Klappstuhl und Bier dabei und TONANGELN ergibt einen neuen Sinn ;-)
Der Mahndorfer See ist ein Baggersee im Süden von Bremen mit einer Fläche von 22,4 Hektar und einer maximalen Tiefe von 15 Metern.
Die Frequenzanalyse ergab einen Peak um 4 kHz, mehr wird ein Piezo auch nicht leisten können. Als nächstes werde ich ein Hydrophon mit einem Wasserfesten MEMS bauen, Teile/Platine habe ich gerade bestellt. Dann dürften 100 kHz kein Problem sein, falls diese hohen Frequenzen überhaupt im Wasser vorkommen. Das MEMS besitzt einen analogen symmetrischen Ausgang, da Staub und Wasserfest braucht es auch keinen Gummilack, das dürfte auch die Soundempfindlichkeit erheblich anheben. Bin gespannt, was da in den nächsten Wochen aus China kommt.
kQXcokDxZ3AVrCzT.png
P.S. Da ich auf Mems wechsel, würde ich das Piezoteil zum Selbstkostenpreis 30,- EUR plus Porto abgeben. Falls Interesse, bitte kurze Nachricht.
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: So 25 Aug, 2024 18:25
von atomic
Wie wäre es mit einem Verstärker?
"You Should Use A Preamp!
Contact mics have extremely high electrical impedance, which is not well-matched to the mic inputs on recorders and mixers. You’ll get OK signal levels but very little bass, and an exaggerated “screechy” treble. The solution is to add a buffer preamplifier between the mic and the recorder." https://zachpoff.com/resources/building-contact-mics/
Hier gibt es für Bastler weitere Infos zu
DIY contact microphones
z.B.
"Problems of piezoelectric contact microphones
Resonance
Disc piezos do not detect vibration frequencies in a linear manner. Although they can have an extended frequency range, they have a characteristic resonance that varies with the diameter of the disc. This resonance is usually between 2 and 6 kHz, producing a “metallic” or “honky” sound. ..." https://knowledge.lom.audio/research/contact_mics
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Mi 28 Aug, 2024 09:43
von ruessel
DSC_3550.jpg
Audiomems sind per Luftfracht angekommen, angeblich eine deutsche Entwicklung von 2023. Siehe Foto oben. Wer nix sieht muss besser hinschauen ;-)
Jetzt noch auf die Platinen aus China warten.......
Re: DIY Hydrophon: Flüße und Seen in Stereo
Verfasst: Mi 11 Sep, 2024 17:38
von ruessel
DSC_3554.jpg
Platinen sind durch den Zoll und angekommen. Gleich ein Pärchen im IR-Ofen verlötet. Bin im (Unterwasser) Audiovergleich (Klang + Lautstärke) zum Piezo gespannt.