Smartphone / Tablet als Frequenzgenerator und Sensor

Hallo zusammen

In unserem Projekt benötigt man häufig für irgendwelche Testaufbauten mal schnell einen Frequenzgenerator oder einen einfachen Beschleunigungssensor. Hierfür eignet sich hervorragend das eigene Smartphone oder Tablet. Die meisten Geräte verfügen über einen Kopfhörerausgang und einen Beschleunigungssensor. Auch sind zum Teil andere interessante Sensoren, wie Magnetfeld-, Helligkeits- und Luftdrucksensoren vorhanden.
Um den Kopfhörerausgang als Frequenzgenerator zu nutzen oder auf die Sensordaten zuzugreifen gibt es haufenweise Apps. Ein paar dieser Nützlichen Tools wollen wir hier kurz vorstellen:

Die erste App „simple tone generator“ (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.dmitsoft.tonegenerator) ist ein einfacher Frequenzgenerator. Hiermit können verschiedene Signalarten (Sinus, Rechteck, Dreieck und Sägezahn) wiedergegeben werden. Die Ausgabe erfolgt entweder auf dem rechten, linken oder auf beiden Audiokanäle. Wer eine gewisse Frequenz braucht um irgendwas zu testen, für den reicht dieser einfache Generator voll und ganz aus.

 

Die zweite App „Frequenzschallgeber“( https://play.google.com/store/apps/details?id=com.finestandroid.soundgenerator) liefert einen einfachen Frequenzgenerator, bei dem bis zu drei verschiedene Signale gleichzeitig ausgegeben werden können. Über Dreh- und Schiebeschalter wird die jeweilige Frequenz und Amplitude eingestellt. Zudem lassen sich die Signalarten Sinus, Rechteck und Sägezahn auswählen. Die Signalausgabe erfolgt auf beiden Audiokanälen gleichzeitig.

 

Die dritte App „Funktionsgenerator“ (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.keuwl.functiongenerator&hl=de) liefert von der Benutzeroberfläche her einen virtuellen Frequenzgenerator aus dem Laborbereich mit vielen Knöpfen, Schaltern und Einstellmöglichkeiten. Hier können neben kontinuierlichen Signalen auch Sweep (Ein Signal, dessen Frequenz über die Zeit steigt oder sinkt), Burst (einstellbare Wiederholungen) und Noise (Rauschen) ausgegeben werden. Auch kann man den linken und rechten Audiokanal unabhängig voneinander nutzen. Wer viele Funktionen sucht, der ist hier genau richtig.

 

Die vierte App „phyphox“ (https://play.google.com/store/apps/details?id=de.rwth_aachen.phyphox&hl=de, auch in IOS verfügbar) die wir hier erwähnen möchten, bietet neben einen einfachen Frequenzgenerator viele Möglichkeiten, die Sensoren des Smartphones nicht nur einfach auszulesen, sondern diese Daten auch gleich zu verarbeiten, zum Beispiel FFT-Analysen.

Hier im ersten Bild ist die Oberfläche der App zu sehen. Das hier verwendete Tablett verfügt nicht über alle Sensoren, die die App unterstützt. Daher sind mache Funktionen dunkel grau dargestellt. Bei den meisten Smartphone, sollten aber die meisten Funktionen möglich sein auszuwählen.

Der Frequenzgenerator ist hier nur rudimentär, aber erfüllt für einfache Aufgaben seinen Zweck.

Interessanter sind hingegen die anderen Funktionen dieser App. Hiermit lassen sich nicht nur die Rohdaten der Sensoren auslesen, sondern Analysen durchführen.

Für unsere Anwendungen sind die FFT-Analysen (Frequenzspektrum) des Mikrophones und des Beschleunigungssensors besonders interessant. Hiermit lassen sich direkt Messungen durchführen, wie in den folgenden beiden Abbildungen gezeigt.

Neben diesen Apps finden sich natürlich noch viele weitere Apps in den Appstores. Interessant ist die Nutzung eines Smartphones oder Tabletts auf jeden Fall. Solch ein Gerät besitzt fast jeder und es ist vollgepackt mit Funktionen und Sensoren. Mit den richtigen Apps lassen sich die Geräte wunderbar als Sensor und Signalquelle verwenden.