Strumento di misurazione parametri Thiele/Small - Arduino?

Ciao a tutti!
Ho un idea che mi frulla per la testa. Da un po' di tempo a questa parte mi sono messo a indagare suddetti parametri, per capire cosa significhino e come misurarli.
Sul web c'è un discreto numero di materiale da cui trarre ispirazione e conoscenze, specialmente riguardo arduino.
Così mi è venuta in mente l'idea di costruire un apparecchio per misurare i parametri, basato su questa scheda, che potesse risultare in una versione economica e sicuramente più approssimativa, ma comunque interessante, del DATS o Dayton Audio Test System, che ho avuto modo di vedere solo in video.

Misurazione parametri Thiele/Small
Arduino trasformerless AC voltmeter

Avendo un sistema ampli-computer-arduino, potrei configurare arduino come contatore di frequenze e misuratore di tensione AC, programmando un semplice software PC che possa effettuare automaticamente uno sweep, previa necessaria taratura (o no?), ricavando così la curva di impedenza e mostrarla all'umana specie.

Analizzando il circuito proposto nel primo sito per la misurazione della Fs, il partitore di tensione, mi imbatto in un dubbio. Nella sezione calibrazione dice di impostare il generatore di frequenze finchè non si legga 1V tra i capi del resistore di impedenza più bassa, usato per la taratura. Così mi ritroverei, penso io, il partitore di tensione con due resistori, uno da 1kohm e uno da 10ohm su cui dovrei leggere 1V (AC? Presumo di si). Secondo un calcolo veramente diy, la legge di ohm mi dice che per leggere 1V ai capi del resistore da 10ohm avrei bisogno di 100V dalla sorgente!! Poichè 90V sarebbero assorbiti dall'altro (il rapporto tra i resistori è 100, considerando la corrente costante essendo 1000ohm >> 10ohm, così 1V*100 = 100V.).

Sto interpretando male qualcosa?

In ogni caso, la mia idea finale sarebbe stata quella di sfruttare il generatore di frequenze ricavabile dall'arduino stesso, in maniera che esso possa contenere tutti gli strumenti necessari per un lavoro automatico estromettendo un amplificatore separato.
Tuttavia non credo che egli possa arrivare a 100V di ampiezza e quindi mi ritroverei sullo speaker un segnale molto più basso di 1V!!!
OK che sono parametri per piccoli segnali, ma così piccoli? La misura è corretta lo stesso? Le curve di impedenza sarebbero sovrapponibili????? Non dovrei poter nemmeno vedere il cono muoversi, durante lo sweep.

(Mi chiedo: come fa il DATS?)

Per poter arrivare al risultato sperato, dovrei calcolare le tensioni che questo generatore-arduino può giostrare; Inviare queste tensioni al circuito partitore di tensione dell'altoparlante (che mi permette di approssimare la corrente come costante, altrimenti avrei letture di impedenza con deviazioni più accentuate), avendo quindi un idea del range di tensioni che leggerò ai capi dell'altoparlante e che dovrebbero essere molto basse (da decine di mV a centinaia di mV secondo un calcolo di prova).
Queste tensioni andrebbero opportunamente amplificate in maniera da produrre una tensione che oscilli entro 0V-5V all'ingresso del misuratore di tensione-arduino.
Questo perchè arduino può accettare al massimo 5V e produrre un onda di misurazione in questo range di valori vorrebbe dire ottimizzare la precisione dello strumento.
Questo calcolo presume la conoscenza di un range di impedenza che ci troveremo a dover misurare (fin dove possono arrivare le impedenze alle Fs?).
OPPURE: potrei in qualche modo costruire un amplificatore per i segnali che escono dal generatrore di frequenze, così da avere un trasformatore da 100V o dio sa quanto, un segnale da 1V di taratura, il bisogno di un altro partitore di tensione per riportare le tensioni alte che possono entrare in gioco vicino alla Fs entro gli 0V-5V nell'ingresso di arduino. Che mi sembra più laborioso.

Quindi:

Sorgente --- Partitore di tensione (1000ohm + 10ohm in taratura, 1000ohm + speaker in misura) --- amplificatore (operazionale suppongo) --- 0V-5V all'input analogico arduino.
Frequency Counter per aumentare la precisione del tutto e aggiungerei una misura quanto più precisa dei vari valori reali di resistenze e tensioni nel circuito, specialmente una volta montato il setup finale.
Magari si possono implementare più stadi di amplificazione, a diverso guadagno (isurato con precisione), da testare sempre provando prima il canale a guadagno minore (anche se lo zener 5V previsto dovrebbe salvaguardare la scheda dalle sovratensioni e restituire una curva di impedenza clippata) e selezionabili tramite uno switch multiplo.

Il software al PC legge la misura e calcola il valore dell'impedenza dell'altoparlante mediante delle formule che considerano i vari stadi che il segnale attraversa (con i valori reali questo calcolo aumenta in accuratezza).
Conoscendo i valori delle resistenze nei circuiti e delle tensioni del generatore di frequenze, mi verrebbe da dire che sia possibile calcolare il valore dell'impedenza dell'altoparlante senza il bisogno di una precedente calibrazione: la calibrazione stessa consisterebbe nel conoscere i parametri citati.
In più arduino stesso potrebbe correggersi misurandosi da solo le tensioni che produce (o almeno così penso io, dovrei poi scoprire se effettivamente sia possibile).

Così potrebbe venire alla luce il primo Arduino Amateur Audio System Test, completo di software da interfacciare a un PC, magari freeware, scritto forse in python, poco costoso da costruire in termini di tempo e denaro e molto soddisfacente; in grado di misurare le impedenze e calcolare con le formule opportune (magari integrando più possibilità come il delta mass) tutti gli altri parametri che abbisognano il diyourselfista per immergersi nel viaggio che tanto anela tra pannelli di legno e polvere di segatura.

Ovviamente, cheap system = low expectations. Ma sarebbe un impresa veramente divertente, istruttiva, secondo me possibile e che può fornire un utile strumento agli hobbisti, carino, senza dover spendere bigliettoni da 50/100 e avendo la soddisfazione di sapere al 100% come funziona.

Questo topic è da considerarsi, almeno spero, come una introduzione e un inizio per poter capire come lavorare. In seguito, quando possiederò maggiori conferme, provvederò ad aggiungendo dettagli, immagini, schemi, calcoli, dimostrazioni e riferimenti. Sperando di arrivare ad avere un nuovo strumento nel garage e poter iniziare a costruire subwoofers!!

Cosa ne pensate? Cosa potete dirmi sulle considerazioni che ho fatto? Cosa invece non si è capito e dove potrei approfondire?
Grazie a tutti del vostro tempo,
Francesco!!

Leggo solo ora, ma trovo l'idea moooolto interessante, grazie di averla condivisa.

Zeno ha scritto:
Cosa ne pensate? Cosa potete dirmi sulle considerazioni che ho fatto? Cosa invece non si è capito e dove potrei approfondire?
Grazie a tutti del vostro tempo,
Francesco!!

Questo argomento è per me da sempre molto interessante, in quanto come DIY's negli anni '80 avevo PC e scheda Clio per rilevare tali parametri per i miei progetti..

Non avendo più attività e strumentazione da un po' di tempo mi era venuta anche a me fantasia di rimettere su qualcosa, ed avevo trovato questi due tutorial per rilevare i parametri con una scheda audio USB ed il sw REW

https://www.youtube.com/watch?v=UHp3Tznx2Wo

Qualcuno ci ha provato? Io ancora no...

Vi consiglio in merito il software ARTA( https://artalabs.hr/). Sul loro sito trovate anche come preparare un box per misure sugli altoparlanti.
Serve una scheda audio, ho provato anche quelle integrate nei pc con risultati comunque interessanti. Con una scheda audio Usb esterna di qualità, sicuramente ancora meglio. Oltre alle curve di impedenza ed al calcolo dei parametri altoparlanti si possono fare moltissime altre misure audio. Si può avere il demo gratuito e pochissimo limitato.