Eine neue Technologie ermöglicht es, Geräusche mit dem Smartphone sichtbar zu machen und Schallquellen präzise zu orten. Diese Entwicklung kombiniert eine spezielle Hardware mit einer App und verwandelt so gewöhnliche Mobiltelefone in leistungsfähige akustische Kameras. Dadurch wird eine Technik, die bisher teuren Spezialgeräten vorbehalten war, für ein breiteres Publikum zugänglich.
Das System ist für den Einsatz mit Android-Smartphones und -Tablets konzipiert. Es soll zukünftig aber auch mit iOS-Geräten kompatibel sein. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und reichen von der Fehlersuche im Haushalt bis hin zu professionellen Einsätzen in der Industrie.
So funktioniert die akustische Kamera fürs Smartphone
Das Herzstück des Systems ist ein spezielles Aufsatzmikrofon, das über einen USB-C-Anschluss mit dem Smartphone verbunden wird. Dieses Mikrofon verfügt über 72 einzelne Mikrofonkapseln, die spiralförmig angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht eine präzise Schallortung, denn die Software kann die minimalen Zeitunterschiede, mit denen der Schall bei den verschiedenen Kapseln ankommt, exakt auswerten.
Mithilfe eines komplexen Algorithmus, dem sogenannten Beamforming, berechnet die zugehörige App die genaue Position der Geräuschquelle. Anschließend überlagert sie das Kamerabild des Smartphones mit einer farbigen Wärmekarte, auch Heatmap genannt. Diese zeigt in Echtzeit an, woher die lautesten Geräusche kommen, während die Farben die Intensität des Schalls darstellen – von Blau für leise bis Rot für sehr laute Töne.
Die Analyse des Schalls erfolgt in einem Frequenzbereich von 10 Hertz bis 24 Kilohertz. Dadurch kann das Gerät nicht nur für den Menschen hörbare Geräusche, sondern auch Infraschall und Ultraschall erkennen. Die Ergebnisse werden direkt auf dem Display des Smartphones dargestellt, sodass Nutzer die Schallquelle sofort identifizieren können.
Geräusche sichtbar machen: Praktische Anwendungsbereiche
Die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie sind breit gefächert. Im privaten Bereich lassen sich damit beispielsweise undichte Fenster und Türen finden, indem man die verräterischen Zischgeräusche lokalisiert. Außerdem können quietschende Bauteile am Auto oder Störgeräusche von Elektrogeräten schnell aufgespürt werden.
In der Industrie bietet die Technik ebenfalls große Vorteile. So können Wartungstechniker Lecks in Druckluftleitungen aufspüren, was Energiekosten senkt. Darüber hinaus lassen sich Probleme wie elektrische Teilentladungen an Isolatoren oder Lagerschäden an Maschinen frühzeitig erkennen, noch bevor größere Schäden entstehen. Die einfache Handhabung per Smartphone macht die Fehlersuche dabei besonders effizient.
Ein Beispiel verdeutlicht den Nutzen: Ein Zischen an einem Fenster kann auf eine undichte Dichtung hinweisen, durch die teure Heizwärme entweicht. Mit der akustischen Kamera lässt sich diese Stelle exakt lokalisieren, obwohl das Geräusch für das menschliche Ohr nur diffus wahrnehmbar ist. Die Reparatur kann somit gezielt erfolgen.
Worauf bei der Anwendung zu achten ist
Für eine präzise Messung muss das System wissen, wie die Mikrofoneinheit zur Kamera des Smartphones positioniert ist. Aus diesem Grund ist eine einmalige Kalibrierung erforderlich. Der Nutzer muss dazu die genauen Abmessungen und die Position des Mikrofons in der App eingeben. Um diesen Prozess zu vereinfachen, werden für gängige Smartphone-Modelle passende Halterungen angeboten.
Die Datenverarbeitung findet direkt auf dem Smartphone statt, weshalb eine leistungsfähige Hardware empfohlen wird. Die Genauigkeit der Ortung hängt zudem von der Frequenz des Geräusches ab. Höherfrequente Töne lassen sich in der Regel besser lokalisieren als sehr tiefe Töne. Die Entwickler geben an, dass das System bis zu 120 Schallbilder pro Sekunde erzeugen kann, was eine flüssige Darstellung in Echtzeit ermöglicht.
