[machlo]

Po zakupie damskiej Zarii pomyślałem, że chciałbym wiedzieć, jak dokładnie chodzi. Nie chciałem też za bardzo czekać kilku dni notować ile sekund się śpieszy czy późni. Stąd spróbowałem nagrać dźwięki mechanizmu i potem przeanalizować je na komputerze. Okazało się, że da się całkiem nieźle mierzyć aktualny chód zegarka za pomocą najprostszego mikrofonu i aplikacji do edycji audio(np. Adobe Audition, Audacity).

Zacznijmy od podstaw teoretycznych Mikrofonem nagrywamy dźwięki płynące z mechanizmu zegarka - uderzenia wychwytu. Są to dość ciche dźwięki, więc mikrofon musi być możliwie blisko zegarka i w otoczeniu musi panować cisza. Sygnał akustyczny jest zmieniany na elektryczny, a następnie próbkowany i zapisywany cyfrowo z określoną częstotliwościa próbkowania. Nie wgłębiając się w szczegóły w programie do edycji audio należy zmierzyć czas okresu między jednym a drugim uderzeniem. W ten sposób jednak znaczny wpływ miałby błąd odczytu, dlatego dokonujemy pomiaru wielu okresów i wynik dzielimy przez liczbę okresów - otrzymujemy średni okres uderzeń, który pozwoli obliczyć błąd dobowy chodu zegarka. Poniżej przedstawiam wzory, dzięki którym możliwe jest orientacyjne obliczenie możliwego błędu pomiaru.

Załóżmy, że mamy zegarek, który ma 18000 uderzeń na godzinę, częstotliwość próbkowania nagranego pliku to 48000Hz, chcemy uzyskać wynik z błędem nie większym niż 1s i nagraliśmy 5 minut pracy zegarka(czyli 5*5*60 okresów). Przy tych założeniach, podstawiając do wzoru, otrzymujemy, że możemy się pomylić o 166 próbek(0.00345833333s) podczas zaznaczania odcinka czasu. Dla porównania czas trwania jednego uderzenia to ok. 500 próbek(0.0104166667s). Ze wzoru wynika, że im dłuższe nagranie zostanie wykorzystane, tym większy błąd będzie można popełnić podczas zaznaczania odcinka czasu.

Procedura pomiarowa:
1. Dokonanie nagrania mikrofonem. Można użyć mikrofonu podłączonego do komputera, ale też mikrofonu w komórce. Należy tylko trzymać mikrofon bardzo blisko, zachować zupełną ciszę i nie poruszać zegarkiem, mikrofonem ani niczym w okolicy.
2. Plik zapisujemy na dysku twardym komputera i ewentualnie konwertujemy do formatu, który jest obsługiwanych przez program do edycji dźwięku. Najpewniejszy format to WAV.
3. Otwieramy program do edycji dźwięki i otwieramy nagranie.
4. Usuwamy kilka sekund z początku i końca nagrania, bo na 100% są odgłosy uruchamiania i kończenia nagrania.
5. Wzmacniamy sygnał w programie, ale tak, żeby nie przesterować sygnału(sygnał będzie wtedy miał płaskie wierzchołki).
6. Robimy zbliżenie na pierwszy impuls tak, żeby było widać próbki - na linii ciągłęj zaznaczone punkty.
7. Stawiamy znacznik na maksimum impulsu. Do takiego zaznaczania może być pomocny widok z logarytmiczną osią wartości.
8. Zaznaczamy całe nagranie do ostatniego impuslu. Można zmniejszyć powiększenie, mniej więcej zaznaczyć ostatni wierzchołek, zbliżyć, poprawić zaznaczenie.
9. Odczytujemy czas trwania zaznaczonego fragmentu nagrania. Należy odczytać to z dokładnością do pojedyńczych próbek. Należy pamiętać o obliczeniach, które pokazałem wyżej - błędy rzędu 100 próbek mogą zmienić wynik o wartości zbliżone do 1s.
10. Wstawiamy odpowiednie dane do arkusza kalkulacyjnego. Należy uzupełnić zaznaczone na zielono pola. Drobny problem jest z liczbą uderzeń w czasie pomiaru, bo ręczne liczenie jest niezbyt wygodne. W arkuszu jest wyliczana teoretyczna liczba uderzeń w czasie pomiaru, którą należy zaogrąglić do góry lub do dołu do wartości całkowitej.

EDIT: poprawny arkusz:
http://www.4shared.com/file/rPy_IKfd/arkusz2.html

Jeśli wykona się procedurę starannie, to można uzyskać całkiem dokładny wynik - może nawet z dokładnością większą niż 1s.

[wahin]

Nawet nie doczytałem do końca, bo się zmęczyłem
I to wszystko dla jednej damki Zarii?
Podziwiam Kumotra i gratuluję dużo wolnego czasu

[Svedos]

machlo, matko bosko machlo, toż to całe laboratorium , ja regulację robię na czuja drewnianą wykałaczką i rzadko się mylę, a odczyt robię porównując wyniki po dobie od ustawienia, i wtedy ewentualnie robię korektę.

[Maxio]

...machlo, nadajesz się na to Forum...

[wilbury]

To ja se ustawiałem wykałaczką, jak Svedos przykazał i teraz nie wiem czy czasem nie zbłądziłem.

[machlo]

Jeśli ma się przygotowany program i mikrofon, to procedura pomiaru zajmuje na pewno mniej niż 10 minut.

Z tego co czytałem w Internecie o przyrządach do pomiaru chodu, to one działają na tej samej zasadzie, tylko mają wyspecjalizowany mikrofon do tego celu i elektronikę, która dość dokładnie powinna wyznaczać czas między uderzeniami. Pewnie też jest zliczanie kilku okresów i potem uśrednienie wyniku.

[Svedos]

Tak sobie żartujemy, ale można uznać że jest to swoistego rodzaju wibrograf.

[Rudolf]

Machlo , ciekawy pomysł i bardzo dobrze że znalazł się na forum .
Znaczy rozwijamy się w każdą możliwą stronę , a to świadczy o dużej inteligencji i świadomości użytkowników

[Svedos]

Aż się prosi aby ktoś kto się na tym zna stworzył program komputerowy pozwalający przeistoczyć domowego PC-ta w domowy wibrograf, ułatwiło by to wielu domorosłym zegarpsujom takim jak ja pracę.

[machlo]

Wibrograf to może za dużo powiedziane, bo mikrofon rejestruje tylko dźwięki wydawane przez mechanizm. Mimo wszystko nawet za pomocą najprostszej komórki z dyktafonem da się rozsądnie zmierzyć chód. Trzeba tylko pamiętać, żeby było więcej niż 5 minut nagrania i mamy dokładny wynik. Życzę powodzenia w pomiarach dla śmiałków i w razie czego pytać.

[Svedos]

Jak nastaną długie zimowe wieczory , to muszę to przetestować.

[Pietro]

gdzieś widziałem takie gotowe oprogramowanie robiące za wibrograf, muszę poszukać

[machlo]

Właśnie pogooglałem i troche jest tych programików, ale większość płatnych. Niektórzy korzystali z oscyloskopu - oprogramowanie wizualizowało wejście karty dźwiękowej. Robili też kalibrację względem sygnału synchronizacji pionowej w sygnale PAL. Nie wiem czy to jest konieczne, bo mierzymy impulsy o częstotliwości rzędu kilku herzów, próbkujemy to z częstotliwością 48kHz(a więc sporo na zapas), a wzorzec częstotliwości w karcie dźwiękowej ma dokładność coś rzędu 10^-6 s a mierzymy czasy rzędu 10^-3 s(błędy mikrosekundowe mamy gdzieś).
Niby niezłe sposoby, ale wydaje mi się, że najprościej jest nagrać kilka minut i policzyć sobie moim sposobem.

Właśnie pisząc te wywodu, nagrywał się MQJ. Nagrałem 6 minut pracy. Wrzuciłem dane i wyszło, że ma ok. +3s/dobę. Obliczyłem też błąd z jakim wyznaczyłem chód wg. wzoru z góry - błąd wyniósł około +/- 0,5 s.

BTW. W tym ostatnim wzorze należy zamienić "48000" na f_próbkowania.

[Ritter]

Kumotrze Machlo nie takich bezeceństw dopuszczałem i dopuszczam się z analizą dźwiękową tego co wyprawia mechanizm zegarka. Jednak... Nie tak dawno chciałem poratować pewnego Kumotra jeśli chodzi o usterkę i na wszelki wypadek przeprowadziłem test. Na otworze mikrofonu w obudowie laptopa położyłem zegarek i zacząłem nagrywać. Niestety nagranie nie nadawało się do tego by określić np. wielkość amplitudy wychyleń balansu w werku. Czyli kupa! Skoro mi się nie udało to Kumotrowi w potrzebie, zgodnie z prawami Murphie-go nie uda się w dwójnasób.
Metoda pomiaru za pomocą komputera ma także pewne wady. Choćby dokładność wzorca. Sprawdź Kumotrze po miesiącu odchyłkę zegara komputera z tym co pokazuje zegar atomowy. Nie przeczę, że metoda jest warta rozwinięcia. Tak jest też robione w komercyjnych "komputerowych" wibrografach. Z tym, że należy podłączyć zewnętrzny mikrofon stykowy. A najlepiej taki, który ma filtr dolnoprzepustowy z częstotliwością graniczną 100Hz (-3dB). Wtedy jest zupełnie jak na wibrografie. A nawet więcej. To jest kwestia odpowiedniej obróbki sygnału.
Twój algorytm Kumotrze jest bardzo dobry ale dla "zdrowych" werków. Jeśli masz nierówność chodu balansu, uszkodzenie w wychwycie, wyłamany ząb na kole minutowym lub innym albo podobną usterkę to niestety tą metodą nie wyregulujesz zegarka. Na audiogramie amplitudowym czyli takim jaki tworzą programy do zapisu dźwięku trudno takie felery wychwycić, szczególnie jeśli nie wie się na co się patrzy i co się chce zobaczyć.

Dla "zdrowych" werków Twoja metoda Kumotrze jest jak najbardziej godna polecenia. Dzięki niej odbierasz wielu Kumotrom przyjemność z powolnej regulacji swoich werków, którą tak skwapliwie celebrowali dotychczas...

Kumotrze Machlo nie takich bezeceństw dopuszczałem i dopuszczam się z analizą dźwiękową tego co wyprawia mechanizm zegarka. Jednak... Nie tak dawno chciałem poratować pewnego Kumotra jeśli chodzi o usterkę i na wszelki wypadek przeprowadziłem test. Na otworze mikrofonu w obudowie laptopa położyłem zegarek i zacząłem nagrywać. Niestety nagranie nie nadawało się do tego by określić np. wielkość amplitudy wychyleń balansu w werku. Czyli kupa! Skoro mi się nie udało to Kumotrowi w potrzebie, zgodnie z prawami Murphie-go nie uda się w dwójnasób.
Metoda pomiaru za pomocą komputera ma także pewne wady. Choćby dokładność wzorca. Sprawdź Kumotrze po miesiącu odchyłkę zegara komputera z tym co pokazuje zegar atomowy. Nie przeczę, że metoda jest warta rozwinięcia. Tak jest też robione w komercyjnych "komputerowych" wibrografach. Z tym, że należy podłączyć zewnętrzny mikrofon stykowy. A najlepiej taki, który ma filtr dolnoprzepustowy z częstotliwością graniczną 100Hz (-3dB). Wtedy jest zupełnie jak na wibrografie. A nawet więcej. To jest kwestia odpowiedniej obróbki sygnału.
Twój algorytm Kumotrze jest bardzo dobry ale dla "zdrowych" werków. Jeśli masz nierówność chodu balansu, uszkodzenie w wychwycie, wyłamany ząb na kole minutowym lub innym albo podobną usterkę to niestety tą metodą nie wyregulujesz zegarka. Na audiogramie amplitudowym czyli takim jaki tworzą programy do zapisu dźwięku trudno takie felery wychwycić, szczególnie jeśli nie wie się na co się patrzy i co się chce zobaczyć.

Dla "zdrowych" werków Twoja metoda Kumotrze jest jak najbardziej godna polecenia. Dzięki niej odbierasz wielu Kumotrom przyjemność z powolnej regulacji swoich werków, którą tak skwapliwie celebrowali dotychczas...

[machlo]

Generalnie nagrania, które robiłem komórką nie były tragiczne, bo poziom szumów był z 10dB poniżej maksimów impulsów, więc dało się łątwo identyfikować impulsy(a mierzyłem MQJa, który nie jest taki głośny, a na pewno ciszej działa niż stara Zaria). Mając mikrofon stykowy i kartę dźwiękową z dobrym wzorcem częstotliwości(najlepiej przystosowaną do profesjonalnego nagrywania w studio) to dałoby się jeszcze dokładniej mierzyć.
Trochę nie rozumiem dlaczego trzeba uciąć wszystko powyżej 100Hz. Przefiltrowałem nagranie i niewiele było widać. Obejrzałem sobie widmo sygnału i widzę, że kiedy jest dźwięk uderzenia, to nagle na widmie jest dużo energii w okolicy 10kHz. Dobrze, że rzuciłem na to okiem, bo na widoku widma łatwiej jest zaznaczać dokładnie odcinek czasu.