What Sensor to Measure Vibration in a Bee Hives?

We have started a discussion about different methods to gather sound / vibration from a bee hive Luftschall / Mikrofon vs. Substratschall / Piezo . Let’s focus on the vibration part. This is an interesting part because low frequency vibration is a communication channel for the bees. So with a vibration analysis we can listen to parts of the bee-to-bee communication. Frequencies < 100 Hz are important for the waggle dance. Of cause this is not the only communication chanel, we have smell, pheromones, …

Have a look at some Publications about Bee Behaviour in Consideration of Vibration and feel free to add missing pieces we have not found yet!

Piezo Sensors

My current knowledge is that we can measure vibrations with piezo sensors. So the question is what parameter in the datasheet we have to consider about

  • frequency
  • sensitivity
  • and …??

What kind of amplifier do we need? A normal audio mic amp or something special?

Acceleration Sensors

We can also use ready to use packed accelerometers. Same questions as above. What sensors are suitable for the small movements in a bee hive?

1g should be sufficient. But Triple-Axis means also triple data. So we would omit 1 or two axis. or combin all tree axis to one parameter we transmit via telemetry?

(digital) vibration sensor

Neben allen anderen tollen Errungenschaften der metallisierte-Polymere-Forschung allein nur für den Audio-Bereich ist eine Sache entstanden, die sich vllt für das Einlassen in den Ober-/ Unterträger eignen könnte. Vorraussetzung war dafür die Erfindung (bzw. Produzierbarkeit) von Filmen, also biegbaren Folien mit piezoelektrischen Eigenschaften (sowas hier: https://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=showdoc&DocId=Data+SheetDT_Series_without_LeadsA1pdfEnglishENG_DS_DT_Series_without_Leads_A1.pdfCAT-PFS0004)

Eine Lösung könnte nämlich sogenannte Piezo-Kabel sein. Das sind nicht etwa die Zuleitungen zu Piezo-Wandlern, sondern Koaxial-Kabel, die den Wandler darstellen, deren innere “Isolierung” aus einem Werkstoff mit piezoelektrischen Eigenschaften besteht (meist ein Kopolymer):

https://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=showdoc&DocId=Data+SheetPiezo_Copolymer_Coaxial_CableA1pdfEnglishENG_DS_Piezo_Copolymer_Coaxial_Cable_A1.pdfCAT-PFS0002

Sowas wird unter anderem in den Steg oder in die Brücke bei (v.a. akustischen) Gitarren eingelassen, und fungiert dann als Tonabnehmer:

(die stäbchenförmigen Dinger in dieser Liste)

das geht auch biliger - ein Zehntel des Preises (allerdings hier alle ohne preamp; aber selbst wenn die einen hätten, könnte man den bei so geringen Preisen auch beim Händler lassen):

Es gibt das Zeug auch von der Rolle, man kann dann fast beliebige Längen herstellen, allerdings sollte man Erfahrung im Löten von Koaxialkabeln haben, man versaut das sonst relativ schnell…

Wenn man sowas als Tonabnehmer fertig kauft: nicht diejenigen nehmen, bei denen vier oder sechs einzelne “Huckel” erkennbar sind, das sind dann diskrete Piezos, die nur hinter einem Schrumpfschlauch verborgen sind, - also nicht sowas hier erwerben:


Btw, ein modernes, super Vademecum zum Thema Piezo-Wandler (90 Seiten):
http://emerald.tufts.edu/programs/mma/emid/piezo.pdf

Gleiche Firma (inzwischen auch von TE gekauft), etwas gerafft, mit Preisliste, aber mehr als nur letzteres:


Nach wie vor sehe ich eine reine Piezo-Lösung als kritisch an. - In der musikalischen Audioakustik wird z.B. bei hochpreisigen Gitarren, wenn zwei physikalisch verschiedene Pick-Up-Technologien verbaut sind, außer den coils noch der Piezo verwendet (auch für Stahlsaiten). Bei dieser Kalimba ist es neben dem Piezo noch ein Elektret:

https://www.justmusic.de/de-de/drums/percussion/klein-percussion/kalimbas-lamellophone/9164475/sansula-renaissance-elektro-kalimba.html

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Lustig, habe mir “normale”?? Piezos bei Geigen auch schon mal rausgesucht:

Sind das Alternativen oder sind die Gitarren-Versionen mit dem Koax für uns besser? Oder lohnt es beide mal zu testen?

Danke! Werde ich mir in einer ruhigen Minute mal anschauen, mir fehlen da die Grundlagen was Unterschiede, Verstärkung, Analogie / Verschiedenheit zu Sound angeht.