ℹ️ Ääniaikavälimittarin Ohjeet ja Käyttöideat
Tämä työkalu mittaa tarkan aikavälin kahden äänen välillä hyödyntäen **Web Audio API** -rajapintaa.
1. Käyttöohjeet ja Asetukset
1.1 Mikrofoni ja Kynnysarvo
- Salli **mikrofonin käyttö** selaimessasi kun sitä pyydetään.
- Siirry sivun alareunaan **"Kynnysarvon Asetus"** -osioon.
- Paina **"Aloita Visualisointi"** ja anna testiksi muutama äänimerkki (esim. sormen napsautus).
- Säädä **liukusäätimellä** tai **numerokentällä** kynnysarvoa (punainen viiva) niin, että se ylittyy vain, kun haluamasi äänisignaali kuuluu, mutta ei taustaäänistä.
- Paina **"Siirrä äänikynnys haluamallesi kohdalle!"** tallentaaksesi arvon.
1.2 Mittauksen Suoritus
- Palaa ylös ja paina **"ALOITA JATKUVA MITTAUS"**.
- Anna peräkkäin kaksi mitattavaa äänisignaalia. Aikaväli ilmestyy välittömästi lokiin.
- Reaaliaikaiset ilmoitukset (esim. "Ensimmäinen ääni havaittu") näkyvät sinisessä tilapalkissa tuloslokista erillään.
- Muista lopettaa toiminta painamalla **"❌ Pysäytä kaikki toiminnot ja sulje mikrofoni"** varmistaaksesi, että mikrofonin käyttöoikeus sulkeutuu.
2. Mittaustulosten Kopiointi (CSV/TSV)
Mittaustulokset esitetään taulukkona, jossa sarakkeet on eroteltu **tabulaattorilla (TSV-muoto)**. Tämä on paras muoto liitettäväksi taulukkolaskentaohjelmiin (esim. Excel, LibreOffice Calc, Google Sheets), sillä tabulaattorit luovat sarakkeet automaattisesti.
- **Valitse ja Kopioi:** Napsauta hiirellä tekstialueen sisällä, valitse kaikki (esim.
Ctrl+A tai Cmd+A) ja kopioi (Ctrl+C tai Cmd+C).
- **Liitä:** Liitä tiedot suoraan taulukkolaskentaohjelman ensimmäiseen soluun.
3. Käyttöideoita
3.1 Pallojen (jalkapallo, pesäpallo, golfpallo) tai jääkiekon nopeuden mittaus.
Merkitse paikka mistä palloa tai kiekkoa lyödään tai potkaistaan. Mittaa matka tuosta lyönti/potku -paikasta seinään metreinä. Syötä tuo matka asetuksissa kenttään, johon sijoitetaan tuo matka. Sijoita kännykkä tai tietokone puoliväliin. Voi olla sivussa pallon lentoradasta, kunhan matka pallon/kiekon lähtöpaikasta on yhtä pitkä kuin siitä kohdasta, johon pallo osuu. Tuo eliminoi äänen nopeuden vaihtelun (esim. ilman lämpötila vaikuttaa äänen nopeuteen, nyt ääni potkuäänestä ja seinään osumisesta viivästyvät saman verran, joten äänen nopeus ei vaikuta mittaustarkkuuteen. Tosin äänen nopeus on sen verran suuri, ettei siinä suurta virhettä tehdä, vaikkei tietokone tai kännykkä aivan puolivälissä olisikaan.
3.2 Pudotuskorkeuden Ekstrapolointi Pomppujen avulla
Voit käyttää mittaria arvioidaksesi pallon kimmoisuuskerrointa (eli energian menetystä) mittaamalla peräkkäisten pomppujen väliset ajat (T).
Ohjelma mittaa aikaerot äänen huipuista toiseen, eli **aikavälin pomppujen välillä**. Tämä aika (T) koostuu pallon nousuajasta ja putoamisajasta siihen pisteeseen, josta se pomppasi:
Pallon nousemiskorkeus (h) pompun jälkeen voidaan laskea mittaamasi aikavälin (T) perusteella, missä g ≈ 9.81 m/s²:
h = g ⋅ (T / 2)²
Miten mittaus toimii (T₁ ja T₂):
Kun pudotat pallon, saat sarjan pomppuja (P₀, P₁, P₂, P₃...).
- **Mittaus 1:** Mittaa aika **T₁** (aikaväli P₁ → P₂). Tämä antaa korkeuden **h₁**.
- **Mittaus 2:** Mittaa aika **T₂** (aikaväli P₃ → P₄). Tämä antaa korkeuden **h₃**.
Alkuperäisen Pudotuskorkeuden (H₀) Ekstrapolointi:
Oletetaan, että pallon kimmoisuuskerroin (e) on vakio (nopeuden suhde ennen ja jälkeen pompun).
Kimmoisuuskerroin voidaan laskea peräkkäisistä korkeuksista:
e = √(h₂ / h₁) = √(T₂ / T₁)
Alkuperäinen pudotuskorkeus **H₀** on pallon ensimmäisen pompun jälkeistä korkeutta (h₁) suurempi. Käyttämällä kimmoisuuskerrointa voit ekstrapoloida:
H₀ = h₁ / e² = h₁ / (T₂ / T₁)²
Syöttämällä saadut aikavälit T₁ ja T₂ taulukkolaskentaan voit laskea pallon **H₀** ja arvioida siten pöydän tai pudotusalustan korkeuden.
3.2 Muita Käyttöideoita
- **Kiihtyvyyden mittaus:** Mittaa äänen aikaväli putoavasta esineestä (esim. vesipisarasta) eri korkeuksilla.
- **Äänen nopeus:** Mittaa äänen aikaväli kahden pisteen välillä (esim. naksautus toisessa päässä, mikrofoni toisessa) ja laske äänen nopeus, kun etäisyys on tiedossa.
4. Mittaustarkkuus
Tarkkuus riippuu laitteesta, jolla tätä ohjelmaa ajetaan. Laitteen äänipiirin näytteenottotarkkuus asettaa teoreettisen tarkkuuden. Esim. 44100 Hz näytteenottotaajuus tarkoittaa, että ajat voidaan mitata 1/44100 s = 0.000023 sekunnin eli 0.023 millisekunnin tarkkuudella. Käytännön tarkkuuteen vaikuttavat kuitenkin useat tekijät:
- Latenssit kumoutuvat: Vaikka mikrofonin ja tietokoneen sisäiset viiveet (latenssit) ovat suuria, ne ovat yleensä vakioita. Koska mittaus lasketaan kahden merkin välisenä erotuksena ($Aika_2 - Aika_1$), viiveet kumoutuvat mittauksesta, eivätkä ne pääsääntöisesti vaikuta lopputulokseen.
- Äänen laatu on avainasemassa: Tärkein käytännön tarkkuuden lähde on äänen nousunopeus. Mitä nopeammin ja terävämmin ääni nousee kynnysarvon yli (esim. naksahdus vs. humina), sitä tarkemmin mittaushetki voidaan paikantaa. Käytä aina mahdollisimman impulssimaisia ja toisiaan muistuttavia ääniä.
- Symmetria: Jos ensimmäinen ääni on voimakkaampi kuin toinen, ne ylittävät kynnysarvon epäsymmetrisesti, mikä luo pienen virheen todelliseen aikaväliin.