Een kabel voor betere opnames met een smartphone

Hoe maak je een kabel om met je smartphone een opname te maken rechtstreeks vanaf (professionele) geluidsaparatuur.

Waarom?

Meestal als ik publieke opnames maak voor de podcast KritischDenken.info, dan maak ik gebruik van een recorder van hoge kwaliteit en probeer ik deze indien mogelijk elektrische aan te sluiten op de lokale apparatuur om een zo goed mogelijke kwaliteit te hebben. Maar soms ga ik naar evenementen waar meerdere sprekers in verschillende zalen tegelijk spreken en moet ik noodgedwongen kiezen wat ik opneem. Een alternatief is dan om mijn smartphone te gebruiken in een tweede zaal. Maar de kwaliteit is niet altijd zo goed omdat die vervelende omgevingsgeluiden en de galm van de zaal opneemt.

Voor smartphones bestaat goede software om geluid op te nemen. Het probleem is echter dat als je opnames maakt via de ingebouwde microfoon, je allerlei omgevingsgeluid opneemt die je liever niet hebt. Ook bij publieke opnames zal het geluid veel beter zijn als je het geluid van de opgestelde microfoons kan krijgen dan wanneer je het akoestisch door je smartphone in de buurt van een box te plaatsen.

Een Smartphone heeft een Jack-in-en uitgang waarop je een headset kan aansluiten, waar ook een microfoon in zit. Dat betekent dat je via die jack ook een electronisch geluidssignaal kan laten binnenkomen… toch?

Het probleem

Het probleem is dat die ingang een microfooningang is, terwijl een audio installatie zo geen uitgang heeft. Op een geluidsinstallatie vind je box-uitgangen, auxiliary uitgangen en koptelefoon (phone) uitgangen. Met een box-uitgang kunnen we niets doen aangezien deze hoge spanningen en vermogens geven en het niveau ervan hangt af van het vermogen van de versterker en van de boxen.

Een AUX-out en een Phone-out uitgang is wel bruikbaar, maar niet zomaar. Het probleem is dat daar de signaalsterkte niet overeenkomt met een microfoon signaal. AUX- en Phone-signalen zitten in de grootte orde van 1V ptp (1 Volt piek-to-piek. Dat betekent dat hoogte van het golfsignaal 1 volt is als deze op maximum is uitgestuurd.). Een microfoonsignaal is echter typisch in de grootte orde van 1 tot 100mV. (waarbij de meeste smartphone microfoons eerder rond de 50mV zitten).

De oplossing

Dus moeten we een kabel maken die de spanning omvormt.

Daarvoor maken we een eenvoudig weerstandsnetwerk dat de spanning van de ingang deelt door 25. De microfooningang van een smartphone verwacht om een weerstand tussen 1kΩ en 2kΩ te zien. Als de weerstand te hoog is, denkt hij dat er niets aan hangt en blijft hij dus opnemen via de interne microfoon. Als deze weerstand te laag is denkt hij dat deze kortgesloten is, en dat betekent dat er ofwel een gewone koptelefoon aan hangt zonder microfoon in (3fasig) ofwel dat de multifunctionele knop op de headset wordt ingedrukt (de knop waarmee je de telefoon kan opnemen vanuit je headset of kan doorschakelen naar het volgende liedje).

Daarom zitten we voor de onderste weerstand vast aan een waarde van die grootte orde. Ik heb gekozen voor 1,8kΩ. Dat betekent dat de bovenste weerstand 48kΩ moet zijn om het signaal (ongeveer) 50 keer te verkleinen.

Aan de kant van de smartphone moeten we gebruik maken van een 4-polige Jack. Die bestaat uit 3 ringen en een kop. In tegenstelling tot wat je zou denken is de aarding niet de laatste, maar wel de voorlaatste ring (zie ook hier). De kop en de eerste ring zijn het linker en het rechterkanaal van het uitgangssignaal voor de koptelefoon. De achterste ring is het ingangssignaal voor de microfoon.

Aan het werk

We beginnen met het aankopen van het materiaal:

Een weerstand van 1,8 kΩ en één van 48 kΩ. Vermogen: 0,1W Dit laatste is belangrijk om dat dit heel kleine weerstandjes zijn die je in de jack kan inbouwen. Koop er onmiddellijk meerdere. Het kost bijna niets (grootte orde van 20cent) en zo is het niet erg als je er eerst enkele verprutst.

Een 4-polige jack waar de kabel al aan is bevestigd. Dat laatste maakt ons het leven gemakkelijk omdat die 4-polige aansluitingen zeer fijn zijn en lastig om te solderen.

Een 2-polige jack. Deze is gemakkelijker te solderen omdat er maar twee verbindingspunten zijn.

Isolatieplakband.

Verder hebben we nog nodig:

Een soldeerbout, soldeertin, een punttang, een striptang, een multimeter (die weerstanden kan meten) en liefst een stabiele ondergrond met een klem om één en ander vast te houden.

Montage

1.      Knip de audio out-uitgangen van de kabel van 4-polige jack.

Meet best met de multimeter welke draden overeenkomen met de kop en de eerste ring van de jack. Die mag je doorknippen. De twee kabels die overblijven zijn deze die aangesloten zijn aan de twee achterste ringen. Namelijk de massa en de microfoon. De massa is te herkennen aan het feit dat deze kabel zelf niet geïsoleerd is. De reden is dat deze in de kabel rond de andere zit om galvanische afscherming te geven.

Vertin beide overblijvende kabels. Dat betekent dat je met je (hete) soldeerbout een beetje tin op de draad smelt zodat deze een stevige eenheid vormt.

2.      Soldeer de weerstanden

Open de monojack. Voor je verder gaat, schuif je de afschermkap van de monojack eerst over de kabel van de 4-polige jack. Het zou spijtig zijn dat je alles gesoldeerd hebt en dan vaststelt dat je de afschermkap er niet meer kan over schuiven.

Knip de draden van de weerstanden korter. Soldeer de weerstand van 1,8 kΩ aan de aardingsverbinding. (dat is de langste pin, waaraan twee uitsteeksels zitten die je achteraf kan toeplooien ) en de weerstand van 48 kΩ aan de middelste pin. Leg ze zo dat de nog vrije draad van de weerstanden bij elkaar komen en zo veel mogelijk in de richting van de jack liggen zodat ze achteraf in de behuizing passen.

Soldeer de overblijvende signaaldraad van de kabel van de 4-polige jack aan de twee weerstanden, op de nog overblijvende draad van de weerstanden. Vergewis je ervan dat alles goed aan elkaar vast zit.

Soldeer de massadraad van de 4-polige jack vast aan de aardingsverbinding van de monojack.

Knip smalle stukjes plakband zodat je deze tussen en rond alle geleiders kan aanbrengen om te vermijden dat er kortsluitingen ontstaan. Doe eerste een stukje plakband rond de weestand van 48k en zijn draad. Doe dan een tweede stuk plakband rond de weerstanden en de signaaldraad. Vergewis u ervan dat al deze geleiders geen contact kunnen maken met de aarding en de aardingsdraad

Doe tenslotte nog een stukje isoleerband rond het geheel.

Knijp de klem op de aardingsconnector toe zodat alles vast zit. Breng de afschermkap erover en maak alles dicht.

Meet nog met de multimeter de weestand tussen de ring van de monojack en de voorlaatste ring van de 4-polige jack. Die zou ongeveer0 moeten zijn. Meet ook de weerstand van de ring van de monojack naar de pin van de 4-polige jack en de voorste ring. Die weerstanden moeten oneindig zijn.

Meet de weerstand tussen de verschillende delen van beide jacks. Je moet de waarden uitkomen zoals in de tabel links. Deze waarden kunnen tot 20% verschillen ten opzichte van de tabel omwille van de toleranties van de weerstanden. (we hebben geen precisieweerstanden gebruikt, dat is ook niet nodig).

Als deze weerstanden niet kloppen is er ergens iets misgelopen, doe de monojack weer open en kijk nog eens of alles goed zit. Zo niet, de fouten herstellen.

Tip: met een labelschrijver kan je op beide jacks noteren wat zijn functie is. Op de 4-fasige jack noteer je “GSM-out”, op de monojack noteer je: “AUX-in”.

De kabel is klaar.

Gebruik opnamekabel voor Smartphone

Voor je begint: Installeer de app Voicerecorder op jouw Smartphone.

Configureer de app om in PCM (WAV)-formaat en sample rate 44khz op te nemen. Dit is belangrijk omdat we achteraf de opname met Audacity zullen bewerken en dan is het best om te vertrekken van een verliesloos formaat.

Steek de jack met label “GSM-out” (4-fasen-stekker) in de headset-ingang van jouw smartphone.

Steek de jack met label “AUX-in” in de koptelefoon-uitgang van de geluidsinstallatie die de microfoons versterkt. (dat mag op het mengpaneel of de versterker zijn). Gebruik eventueel de jack-overgangsstuk als de koptelefoonuitgang 6mm is.

Normaal gezien is er een volumeregeling voor de koptelefoon. Start Voicerecorder op jouw Smartphone en test de spraak door iemand door een microfoon te laten spreken. Onderaan de app zie je de golfvorm passeren. Die kleurt grijs als je niet aan het opnemen bent en rood als je wel aan het opnemen bent.

De golfvorm moet er zo uitzien dat er variatie in zit als je luider of stiller spreekt. Als voortdurend de volledige hoogte gekleurd is, ben je aan het oversturen en moet je het volume van de koptelefoon lager zetten. Als je bijna geen beweging in de golfvorm ziet, dan is het volume te laag.

Druk op het microfoonsymbool in het  midden om de opname te starten. Op dat moment zie je de tijd bovenaan verlopen.

Eenmaal aan het opnemen, mag je het scherm uitdoen om batterij te sparen, VoiceRecorder blijft gewoon verder werken.

Aan het einde kan je de opname saven onder een naam en via de deelfunctie verzenden naar een internetlocatie, of via bluetooth naar een computer.

Als de geluidsinstallatie geen Phone-out beschikbaar heeft, dan kan je via een AUX-out uitgang werken. Die heeft ongeveer dezelfde signaalsterkte. Het nadeel is wel dat hier meestal het volume niet kan geregeld worden en dat deze een cinch stekker hebben. In dat geval kan je een eenvoudige adapterkabel van cinch naar jack-3,5 kopen in een elektrozaak (kost enkele euro’s).

Het is belangrijk om de ingangen niet te verwisselen. De microfooningang van een smartphone zit op de twee achterste ringen van de jack. (top=links, ring1=rechts, ring2=aarding en ring3=microfoon). Bovendien zit er in de monojack (AUX-in) een weerstandsnetwerkje om de spanning van niveau AUX (1V) naar niveau MIC (10mV) te brengen.

Niet aan de kabel trekken, de solderingen van de weerstanden zou kunnen breken.

Opmerking: Je kan de werking testen met gelijk welk toestel met een koptelefoon uitgang, dus bv. ook een andere smartphone.