Richtungshören mit Arduino

Wie wir bestimmen, woher ein Geräusch kommt, ist eine spannende Alltagsfrage, die im Physik- und Biologieunterricht aufgegriffen und beantwortet werden kann. Das Ermitteln der Richtung einer Geräuschquelle erfolgt beim Menschen durch die Kombination verschiedener Mechanismen. Mit Hilfe von preisgünstigen, einfachen Mikrocontrollern, wie z.B. dem Arduino ist es möglich, ein einfaches Funktionsmodell zur Umsetzung eines dieser Mechanismen zu bauen und in Experimenten einzusetzen. Diese Schaltung analysiert den Einfluss der Laufzeitunterschiede des Signals, gibt die ermittelten Werte aus und zeigt diese mit Hilfe eines Zeigers an. Nachfolgend findet sich der Programmcode und der ausführliche Schaltplan. 

Die Funktionsweise der Schaltung sowie mögliche Experimente und Einsatzmöglichkeiten im Physik- und fächerübergreifenden Unterricht ist aktuell zur Publikation eingereicht.

Schaltplan

Aus Übersichtsgründen ist das Display in diesem Schaltplan nicht verbunden. Für die Schaltung muss z.B. ein Arduino Nano mit dem (neueren) Prozessor ATmega328P verwendet werden. Arduino Nanos mit dem Prozessor ATmega168P funktionieren nicht, weil der Arbeitspeicher kleiner ist und nicht ausreicht.

Programmcode

Sie finden hier einmal den Programmcode für den Betrieb des ArduinOhrs sowie den Programmcode zur Aufnahme und Export der Messwerte für Excel.

Download Programmcode

Teileliste

  • Arduino Nano mit ATmega328P
  • 2x Mikrofon 4466Max
  • Display, z.B. LCD 16×2 (der Programmcode muss auf den verwendeten Displaytyp angepasst werden)
  • Servomotor, z.B. SG90 (der Programmcode muss auf den verwendeten Displaytyp angepasst werden)
  • Potentiometer, z.B. 1k Ohm
  • Taster
  • Widerstand, z.B. 330 Ohm
  • Schiebeschalter (um die Batterie zu trennen)
  • 9V Batterieclip
  • 9V Batterie
  • Breadboard 400Pin
  • diverse Kabel (Male-Male / Male-Female)
  • Lötkolben, Lot, Heißkleber, M3-Schrauben sowie Schrauben vom Servo)

STLs

Download STLs für ArduinOhr

Publikation

Haverkamp, Nils & Pusch, Alexander (eingereicht)

 

Weitere Informationen bei Nils Haverkamp oder Alexander PuschDie Projekte und insbesondere die zur Verfügung gestellten Dateien stehen unter der CC BY-NC-SA-Lizenz (Creative Commons Namensnennung – Nicht-kommerziell – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz). Diese Lizenz erlaubt es anderen, das Werk zu verbreiten, zu remixen, zu verbessern und darauf aufzubauen, allerdings nur nicht-kommerziell und solange wir als Urheber des Originals genannt werden und die auf unserem Werk basierenden neuen Werke unter denselben Bedingungen veröffentlicht werden. 
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