Auswahl von Mikrofonkapseln für Haussprechanlagen

Gebäude-Sprechanlagen kommen häufig in Wohnanlagen, Bürogebäuden, Wohnkomplexen und Gewerbeimmobilien zum Einsatz. Ihre Mikrofone müssen Sprache klar und deutlich erfassen, während sie in unterschiedlichen Installationsumgebungen eingesetzt werden, darunter Eingangsbereiche im Innenbereich und Zugangskontrollterminals im Außenbereich.

Für Hersteller von Gegensprechanlagen spielen bei der Auswahl der Mikrofonkapseln neben der Empfindlichkeit noch weitere Faktoren eine Rolle. Richtcharakteristik, Anforderungen an die Wasserdichtigkeit, die Gestaltung des Schalleinlasses, Hintergrundgeräusche, elektrische Kompatibilität und der verfügbare Einbauraum beeinflussen allesamt die endgültige Kommunikationsqualität.

In diesem Leitfaden werden die wichtigsten Aspekte bei der Auswahl von Mikrofonkapseln für den Bau von Intercom- und Türsprechanlagen erläutert.

1. Identifizieren Sie die Intercom-Anwendung

Verschiedene Sprechanlagen stellen unterschiedliche Anforderungen an die Akustik und die Umgebungsbedingungen. Der erste Schritt besteht darin, festzustellen, wo das Mikrofon installiert werden soll und wie das System genutzt werden soll.

• Eingangsverkleidungen für Wohngebäude: Erfassen Sie die Sprache von Besuchern, die in der Nähe des Gebäudeeingangs stehen.
• Türstationen für Wohnungen: Förderung der Kommunikation aus nächster Nähe zwischen Besuchern und Bewohnern.
• Zugangsdeckel für Gewerbegebäude: Arbeiten Sie in Umgebungen, in denen Menschen, Verkehr und andere Hintergrundgeräusche zu hören sind.
• Innen-Sprechanlagen: Unterstützt die bidirektionale Sprachkommunikation in Wohnungen, Büros und Empfangsbereichen.
• Zutrittskontrollsysteme für den Außenbereich: Berücksichtigen Sie dabei Regen, Luftfeuchtigkeit, Staub und Temperaturschwankungen.

Diese Anwendungen nutzen zwar möglicherweise ähnliche Mikrofontechnologien, doch können sich die erforderliche Kapselkonfiguration und der erforderliche Umweltschutz unterscheiden.

2. Wählen Sie die geeignete Richtcharakteristik des Mikrofons

Die Richtcharakteristik bestimmt, wie ein Mikrofon auf Schall reagiert, der aus verschiedenen Richtungen eintrifft. Bei der Einrichtung von Haussprechanlagen sollte die Wahl der Richtcharakteristik der voraussichtlichen Position des Sprechers und der räumlichen Anordnung des Geräts Rechnung tragen.

Omnidirektionale Mikrofonkapseln

Eine omnidirektionale Kapsel nimmt Schall aus verschiedenen Richtungen auf. Sie eignet sich beispielsweise für Türsprechanlagen, bei denen Besucher in leicht unterschiedlichen Positionen zum Mikrofon stehen können.

Diese Konfiguration bietet Flexibilität bei der Platzierung des Mikrofons, kann jedoch auch Umgebungsgeräusche wie Verkehrslärm, Wind und andere unerwünschte Geräusche aufnehmen. Bei der Beurteilung der endgültigen Audioqualität sollten die Mikrofonöffnung und das Gesamtdesign des Geräts berücksichtigt werden.

Unidirektionale Mikrofonkapseln

Eine unidirektionale Kapsel hebt den Schall aus einer bevorzugten Richtung hervor. Dies kann nützlich sein, wenn die Sprechposition klar definiert ist und das Mikrofon in einer geeigneten Ausrichtung installiert werden kann.

Die tatsächliche Leistung hängt von der Kapsel, dem Gehäuse, dem Schalleinlass und der Einbaulage ab. Die Richtcharakteristik sollte daher nach dem Einbau in das Intercom-Gehäuse überprüft werden.

3. Anforderungen an die Wasserdichtigkeit von Außen-Gegensprechanlagen

Außen-Gegensprechanlagen werden häufig in der Nähe von Eingängen installiert, wo sie Regen, Feuchtigkeit und Staub ausgesetzt sein können. Aufgrund dieser Bedingungen spielt der Umweltschutz bei der Auswahl der Mikrofone eine wichtige Rolle.

Wasserdichte Mikrofonkapseln

Eine wasserdichte Mikrofonkapsel kommt in Betracht, wenn die Mikrofonbaugruppe vor Feuchtigkeit geschützt werden muss. Die Schutzmerkmale der Kapsel sollten auf die vorgesehene Anwendung und die Einbaubedingungen abgestimmt sein.

Eine wasserdichte Kapsel macht das gesamte Intercom-Gerät jedoch nicht automatisch wasserdicht. Auch der Schalleinlass, die Schutzmembran, die Gehäuseverbindungen, die Kabelöffnungen, die Entwässerungskonstruktion und der Montageprozess beeinflussen den Schutzgrad des Endprodukts.

Schalleinlass und Schutzvorrichtung

Schutzvorrichtungen sollten so ausgelegt sein, dass sie das Eindringen von Wasser begrenzen, ohne den Schall unnötig zu dämpfen. Die Größe der Öffnung, die Schutzmembran, der Innenraum sowie der Abstand zwischen der Außenwand und der Mikrofonkapsel können das akustische Verhalten beeinflussen.

Aus diesem Grund sollte die Funktion des Mikrofons nach dem Einbau in das endgültige Intercom-Gehäuse überprüft werden.

4. Umgang mit Hintergrundgeräuschen und Sprachverständlichkeit

Gebäudeeingänge können akustisch eine Herausforderung darstellen. Nahegelegene Straßen, vorbeifahrende Fahrzeuge, Gespräche, Lüftungsanlagen und Wind können die Sprachaufnahme beeinträchtigen.

Berücksichtigen Sie bei der Bewertung einer Mikrofonkapsel die folgenden Parameter:

• Empfindlichkeit: Passen Sie den Ausgangspegel der Kapsel an den voraussichtlichen Sprechabstand und die Audioschaltung an.
• Signal-Rausch-Verhältnis: Berücksichtigen Sie das Eigenrauschen des Mikrofons sowie das durch den Vorverstärker und andere Schaltungskomponenten verursachte Rauschen.
• Frequenzgang: Prüfen Sie, ob die Antwort eine klare Sprachkommunikation ermöglicht.
• Maximaler Schalldruckpegel: Stellen Sie sicher, dass die erwarteten Schallpegel keine unzulässigen Verzerrungen verursachen.
• Richtwirkung: Passen Sie die Richtcharakteristik an die Position der sprechenden Person an.

Eine Erhöhung der Mikrofonempfindlichkeit führt nicht automatisch zu einer besseren Sprachverständlichkeit in lauten Umgebungen. Auch die Position des Mikrofons, die Konstruktion des Gehäuses, die Leistung der Schaltung und die Audioverarbeitung müssen berücksichtigt werden.

5. Berücksichtigen Sie den Einbauraum und die mechanische Konstruktion

Hersteller von Gegensprechanlagen müssen das Mikrofon häufig in eine relativ dünne Frontblende integrieren. Der verfügbare Einbauraum kann die Abmessungen der Kapsel einschränken und die Gestaltung des Schalleinlasses beeinflussen.

Bevor Sie sich für eine Kapsel entscheiden, sollten Sie Folgendes beachten:

• Abmessungen der Kapsel: Überprüfen Sie den Durchmesser, die Höhe und den Freiraum im Inneren des Gehäuses.
• Befestigungsvorrichtung: Prüfen Sie, ob die Kapsel sicher gehalten werden kann, ohne dass es zu unerwünschtem mechanischem Kontakt kommt.
• Position des Lufteinlasses: Stellen Sie sicher, dass die Mikrofonöffnung korrekt auf die Kapsel ausgerichtet ist.
• Schutzkomponenten: Prüfen Sie den Einfluss von Membranen, Geweben und anderen Schutzmaterialien auf das akustische Verhalten.
• Mechanische Schwingungen: Berücksichtigen Sie mögliche Schwingungen, die über die Frontplatte oder die Tragkonstruktion übertragen werden.

Das Mikrofon sollte in der tatsächlichen Intercom-Baugruppe getestet werden, da das Gehäuse und die Schutzvorrichtung seine akustischen Eigenschaften verändern können.

6. ECM- und MEMS-Optionen für den Aufbau von Gegensprechanlagen

Sowohl Elektret-Kondensatormikrofonkapseln (ECM) als auch MEMS-Mikrofone kommen für den Bau von Intercom-Systemen in Frage. Die richtige Wahl hängt von den akustischen Anforderungen, der Schaltungsarchitektur, dem verfügbaren Platz und den Fertigungsprozessen ab.

Elektret-Kondensatormikrofonkapseln

ECM-Kapseln eignen sich möglicherweise für Gegensprechanlagen, die herkömmliche Mikrofonkapselformate verwenden. Hersteller können die verfügbaren Abmessungen, die Richtcharakteristik, die Empfindlichkeit, den Frequenzgang und die Konfigurationen zum Schutz vor Umwelteinflüssen prüfen.

Bei Außensprechstellen kann eine wasserdichte Kapselausführung in Betracht gezogen werden, wenn Feuchtigkeitsschutz erforderlich ist.

MEMS-Mikrofone

MEMS-Mikrofone kommen für kompakte, auf Leiterplatten basierende Intercom-Konstruktionen in Frage, bei denen eine flache Integration oder eine automatisierte Oberflächenmontage im Vordergrund stehen.

Vor der Auswahl einer MEMS-Lösung sollten der Schnittstellentyp, die Leistungsaufnahme, das Leiterplattenlayout, die Auslegung der Schallöffnung sowie der Umweltschutz geprüft werden.

7. Elektrische Kompatibilität und Systemintegration

Eine Mikrofonkapsel muss mit der Audioschaltung der Gegensprechanlage einwandfrei zusammenarbeiten. Die elektrische Kompatibilität ist daher ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl.

• Betriebsspannung: Vergewissern Sie sich, dass die Versorgungsspannung mit dem ausgewählten Mikrofon kompatibel ist.
• Stromverbrauch: Vergleichen Sie den Betriebsstrom mit der Leistungsaufnahme des Geräts.
• Impedanz und Schaltungsauslegung: Überprüfen Sie die Kompatibilität mit der Eingangsstufe und dem vorgesehenen Signalweg.
• Leiterplattenlayout: Berücksichtigen Sie die Erdung, die Signalführung und mögliche Störungen durch elektronische Bauteile in der Nähe.
• Audio-Feedback: Für die bidirektionale Kommunikation sollten Sie das Mikrofon zusammen mit der Lautsprecherplatzierung und der Echounterdrückung prüfen.

In einer fertigen Gegensprechanlage hängt die Sprachqualität vom gesamten Signalweg ab und nicht allein von der Mikrofonkapsel.

8. Ein praktischer Testprozess für Hersteller von Gegensprechanlagen

Nachdem Sie eine geeignete Mikrofonkapsel ausgewählt haben, testen Sie diese im kompletten Intercom-Gehäuse unter repräsentativen Betriebsbedingungen.

Ein praktischer Validierungsprozess kann Folgendes umfassen:

1. Akustische Prüfung: Messen Sie die Empfindlichkeit, den Frequenzgang, das Rauschverhalten und die Verzerrung.
2. Sprachuntersuchung: Bewerten Sie die Sprachaufnahme bei unterschiedlichen Sprechabständen und -positionen.
3. Umweltprüfungen: Prüfen Sie das zusammengebaute Gerät hinsichtlich der vorgesehenen Anforderungen an Feuchtigkeit, Staub und Temperatur.
4. Prüfung bei Hintergrundgeräuschen: Bewerten Sie die Sprachkommunikation in repräsentativen Eingangsbereichen und Außenbereichen.
5. Integrationstests: Überprüfen Sie die Funktion der Frontblende, des Schalleinlasses, der Schutzkomponenten und der Audioschaltung.
6. Produktionsvalidierung: Stellen Sie sicher, dass die ausgewählte Kapsel-Spezifikation während der Herstellung durchgehend eingehalten werden kann.

9. Eine wasserdichte, omnidirektionale Mikrofonkapsel mit 9,7 mm Durchmesser

Für den Bau von Gegensprechanlagen, die eine omnidirektionale Tonaufnahme und Feuchtigkeitsschutz auf Kapselebene erfordern, bietet ECMIC eine wasserdichte, omnidirektionale Mikrofonkapsel mit einem Durchmesser von 9,7 mm an.

Die omnidirektionale Richtcharakteristik eignet sich für Eingangsplatten und Türsprechanlagen, bei denen Besucher aus unterschiedlichen Positionen sprechen können. Auch die wasserdichte Ausführung ist für die Installation von Gegensprechanlagen im Außenbereich eine Überlegung wert.

Der endgültige Schutz und die akustische Leistung hängen von der gesamten Gerätekonstruktion ab, einschließlich der Frontplatte, der Schalleinlassöffnung, der Schutzvorrichtung und des Montageprozesses. Hersteller sollten das fertige Sprechgerät hinsichtlich ihrer spezifischen Umgebungs- und Kommunikationsanforderungen validieren.

Produktdetails anzeigen: 9,7 mm omnidirektionale, wasserdichte Mikrofonkapsel.

Bei OEM- und ODM-Projekten können Hersteller ihre Einbaumaße, elektrischen Anforderungen, Umgebungsbedingungen und die voraussichtliche Bestellmenge mitteilen, um die Produktkompatibilität zu prüfen.

Abschluss

Bei der Auswahl der Mikrofonkapseln für die Errichtung von Intercom-Systemen müssen Sprachabnahme, Richtcharakteristik, Schutz vor Umwelteinflüssen, Einbauraum und elektrische Kompatibilität gegeneinander abgewogen werden.

Bei Eingangsterminals im Außenbereich kann eine wasserdichte, omnidirektionale Kapsel eine geeignete Option sein, wenn der Ton aus verschiedenen Positionen der Besucher erfasst werden soll. Allerdings müssen auch das gesamte Gehäuse der Gegensprechanlage und die Audioschaltung so ausgelegt und getestet werden, dass die erforderliche Leistung erreicht wird.

ECMIC liefert Mikrofonkapseln für OEM- und ODM-Anwendungen. Hersteller von Intercom-Systemen können ihre Projektanforderungen mitteilen, um eine technische Bewertung einzuleiten.