騒音&振動センサーを自作するための事前調査

騒音&振動センサーを自作するために事前に作り方や部品類などを調査しました。
自分用の備忘録で調べながら書いているので乱文ですが、、、よろしければご参考にしてください。

目次
騒音センサーにはどんな機能がある？
騒音&振動センサーでやりたいこと
騒音センサーを自作するには？
騒音センサー(マイク)の候補は？
振動センサーを自作するには？
振動センサーの候補は？
ESP32を電池駆動させるには？
買うものリスト(個人備忘録)

騒音センサーにはどんな機能がある？

騒音センサーを自作するために、まずは騒音センサーが持っている機能をググりました。

サンワサプライ
デジタル騒音計
・測定範囲：騒音/35dB～135dB、周波数/31.5Hz～8kHz、温度/20℃～60℃
・測定精度：騒音/±2.0dB、温度/±1.5℃
・販売価格(税別)：￥5,790
https://www.monotaro.com/g/03445554/

シンワ測定
デジタル騒音計
・測定範囲：30dB～130dB
・精度：±1.5dB(94dB、1KHzにて)
・周波数：(応答)31.5Hz～8KHz
・販売価格(税別)：￥14,900
https://www.monotaro.com/g/01124838/

騒音センサー
・測定間隔： 1分毎に、1分間の平均/最小/最大 dbA を取得できます。
・税抜価格：500円/月
・測定範囲 30dBA 〜 130 dBA
・周波数範囲 50Hz 〜 24kHz
・周波数重み付け Aタイプ (人の可聴周波数に合わせたタイプです)
・精度 ±2dBA
・サンプリングレート約47回/秒
https://webiot.io/docs/sensors/sound/

まとめると、、、

騒音測定機能
- 測定範囲：30dB～130dB、35dB～135dB
- 騒音測定精度：±1.5dB、±2dBA
- 周波数：31.5Hz～8KHz、50Hz 〜 24kHz
温度測定機能
- 測定範囲：20℃～60℃
- 温度精度： ±1.5℃

騒音&振動センサーでやりたいこと

騒音&振動センサーを自作しようと考えているのですが、やりたいことを列挙しました。
多分、作っていくなかでどんどんやりたいこと増えると思いますが、、、

(必須)騒音を測定したい
(必須)振動を測定したい
(必須)Webで測定結果(リアルタイム、蓄積値)を確認したい
(可能ならば)電池駆動させたい

騒音センサーを自作するには？

センサー系ならArduinoを使って自作するのが主流かと思いますので、「Arduino 騒音センサー」とググりました。

M5Stackで音を測る – Ambient

マイクモジュール
・MEMSマイクの「ADMP401搭載MEMSマイクモジュール」
・エレクトレットコンデンサーマイクを使ったマイクモジュール
マイクの出力はアナログ信号なので、M5Stackに搭載されているESP32のADコンバーターで値を読めます。
マイクの出力はArduinoであればanalogRead()関数で値を読めます。
https://ambidata.io/samples/m5stack/sound/

・マイクを使って騒音測定している。
・マイクには「MEMSマイク」と「エレクトレットコンデンサーマイク」の2種類がある。
・マイクはAS今バーダーで読める

M5StickCでdB(デシベル)表示の騒音計を作る - Qiita

M5StickCの内蔵マイクを使って騒音計を作るのはなかなか難しい。マイクからの入力を既知の単位、例えばdB(デシベル)に変換する方法が自明ではなく、実際に実装してみたというサンプルもあまり見ない。…

・マイクは「M5StickCのマイクSPM1423」を使っているみたい
・マイクの音圧値からdBに変換する方法がまとめられている。

思ったより自作するのは難しそうですね。。。
とりあえず、「MEMSマイク」と「エレクトレットコンデンサーマイク」で音圧値を取得し、それをdBに変換する流れのようです。

騒音センサー(マイク)の候補は？

秋月電子で扱っているマイクを調べました。

超小型シリコンマイクモジュール　ＳＰＵ０４１４ＨＲ５Ｈ－ＳＢ使用
- 1セット￥220
- 電源電圧：１．５～３．６Ｖ　
- 100Hz～10kHz
高感度マイクアンプキット
- 1キット￥500
- 周波数特性：50Hz~6kHz(-3dB、実測値)、50Hz~10kHz(-6dB、実測値)
- 電源電圧：DC2.5~5V(5V推奨)