Geluidmeten met je mobiele telefoon

Carel Ostendorf, 28 september 2011

Tijdens een ICSV conferentie in Stockholm (2003) zat ik aan tafel met een tweetal Deense vakgenoten en we spraken over geluidmeters. Hoe klein ze tegenwoordig al waren. Daarop haalt één van de Denen zijn Nokia telefoon uit zijn broekriemhouder (type 5140) en laat trots zien dat hier ook een geluidniveaumeter op zit. Directe vraag van de aanwezigen aan tafel: “Hoe goed is-ie?”. Waarop de Deen, als een echte consultant, iets mompelde van: “Rond de 80 klopt het best aardig”.

Tegenwoordig kun je voor de vele type smartphones prachtig uitziende apps downloaden waarmee je je telefoon omtovert tot een “echte” geluidanalyzer. Sommige apps zijn heel simpel met een enkel analoog uitziende VU-meter die iets in dB’s aangeeft, andere apps zijn zeer geavanceerd en bieden metingen van LAeq, Lmax, Lpeak en mogelijkheden zoals FFT frequentieanalyse en coherentie metingen. Maar hoe goed zijn deze apps? Beter dan de oude Nokia?

Vorig jaar november was ik in het muziekcentrum 013 in Tilburg. De band van mijn zoon deed mee aan een wedstrijd en na hun optreden kwam een death metal band. Veel aanwezigen vonden het meer een “deaf” metal band en verlieten al snel de zaal. Gelukkig was ik uitgerust met goede otoplastieken (dankzij de baas) en kon ik het spektakel nog wel een tijdje aanzien zonder directe kans op gehoorschade. Tot mijn stomme verbazing bleven de aanwezige fans tijdens de muziek rustig in de weer met hun smartphones. Sommigen kregen het zelfs klaar om te bellen. Ik had direct grote bewondering voor hun gehoor en de signaalverwerking in hun hersenen die het kennelijk mogelijk maakte om het muziekgeluid en de spraak feilloos te scheiden. De telefoon moest ook van geweldige kwaliteit zijn om alleen de spraak door te laten en het muziekgeluid buiten te sluiten. Na het optreden heb ik het toch maar even gevraagd. Nee, telefoneren ging niet echt want de muziek was te hard maar weggaan omdat de muziek te hard was, dat kon als death metal fan toch echt niet. Op mijn vraag of ze enig idee hadden, hoe hard de muziek dan was, kreeg ik alleen maar een schouder ophalen als antwoord. “Die pieptoon is na een paar dagen wel weg”. En zo ontstond het idee voor een app die het geluid meet en dat relateert aan de tijd die je in dat geluidniveau mag verblijven voordat je kans op gehoorschade oploopt.

De keuze voor het type telefoon valt al snel op de iPhone: populair, beperkt aantal verschijningsvormen en dus een beperkt aantal variabelen zoals microfoongevoeligheid en interne hard- en software. Bovendien bestaat er een groot aantal (gratis) voorbeelden. Een aantal daarvan hebben we getest en vergeleken met een B&K 2250. Als testsignalen gebruikten we een breedband roze ruis van verschillende geluidniveaus. Helaas: de meeste apps doen maar wat. Ze meten niet A-gewogen, de parameter is onduidelijk en de afwijkingen bedragen soms wel 10 tot 15 dB (of dB(A)?).

Daarom hebben we, samen met app ontwikkelaar Aveos, een eigen geluidmeter ontworpen die elke seconde het LAeq bepaalt en loggend opslaat. Tijdens het testen kwamen we er achter dat de iPhones het onderling redelijk eens waren. Alle gebruikte iPhones gaven binnen 2 dB(A) dezelfde waarde aan. Onderstaande grafiek laat dit zien. De waarde van de iPhones blijkt steeds ongeveer 3 tot 4 dB(A) hoger dan de waarde van de B&K 2250.

Boven de 95 dB(A) blijkt dat echter niet meer het geval. De iPhone is standaard namelijk begrensd op circa 95 dB(A). Volgens Apple zou het nieuwe besturingssysteem iOS5 mogelijkheden bevatten om deze begrenzing te omzeilen, maar veel iPhones zijn hier nog niet mee uitgerust. Een andere beperking bleek de frequentiegevoeligheid van de microfoon. Onder de 100 Hz gaat het snel bergafwaarts met de gevoeligheid. Dat betekent dat het meten van muziek met zware bassen al de nodige correctie vraagt en de vraag is dan nog hoe consistent die correctie is bij de verschillende typen iPhones. We zijn daar (nog) niet aan begonnen. Misschien iets voor een update?

Het loggend meten van een 1 seconde LAeq blijkt echter prima te gaan, zeker zo lang het geluidniveau onder de 95 dB(A) blijft en het geluid niet teveel lage tonen bevat. Onder laboratorium omstandigheden bedraagt het verschil minder dan 1 dB(A) ten opzichte van de B&K 2250. Een praktijktest laat echter toch wel grotere afwijkingen zien als gevolg van de positie van de microfoon en de wisselende geluidvelden. Een smartphone is dan ook geen klasse 1 geluidmeter maar kan wel prima gebruikt worden om een indicatie van het geluidniveau te krijgen en de gebruiker zo bewust maken van het risico dat hij/zij loopt.

We hebben de Nokia 5140 nooit kunnen testen (wie heeft nog zo’n ding?) maar ik vermoed dat de woorden van mijn Deense collega nog niet veel aan waarde hebben ingeboet.

Dank is verschuldigd aan Peter van Roosmalen van Aveos voor het programmeerwerk en Rob Vervoort van Cauberg-Huygen Raadgevende Ingenieurs BV voor zijn geduld en testwerk.

home...