Come utilizzare l'ingresso microfonico degli smartphone per usarli come oscilloscopi, analizzatori di spettro (FFT) ecc.

Tra le innumerevoli applicazioni anche gratuite che possono girare sui moderni smartphone ce ne sono alcune molto interessanti per chi si diletta o ha necessita' di fare misure elettriche o acustiche.

Non certamente a livello professionale, ma sufficientemente accurate in molti casi per usi di tipo amatoriale.

Smartphone da poche decine di euro possono essere trasformati in fonometri, oscilloscopi e addirittura analizzatori di spettro FFT, funzioni assolutamente impensabili fino a pochi anni fa.

In questi casi, spesso sarebbe utile poter accedere all'ingresso microfonico per utilizzarlo come ingresso per i segnali elettrici da misurare.

O ancora, se si ha a disposizione un microfono esterno di qualita' non compatibile con gli ingressi dei moderni smartphone, fare si che diventi utilizzabile.

Qui vedremo come fare.

NOTA: le operazioni che seguono, peraltro piuttosto semplici, sono dedicate a persone che hanno una certa dimestichezza con il fai da te e con l'elettronica in generale. Non si risponde, chiaramente, a danni allo smartphone dovuti a malaccorto utilizzo dell'ingresso jack microfono-cuffie.

Nella figura qui sopra riportata, e' visibile un classico jack per smartphone. Le connessioni di questo connettore comprendono la massa del sistema, le uscite cuffie destra e sinistra e l'ingresso microfonico, nella sequenza indicata.

Questa sequenza e' lo standard per i cellulari Apple e per gli Android recenti. Negli Android piu' vecchi i contatti di massa e microfono erano invertiti.

Esistono gia' dei cavetti "Male Stereo Jack to 3 Female RCA" compatibili iPhone e Android in grado di portare all'esterno le connessioni di microfono e cuffie, ma non sono facilmente trovabili e talvolta hanno un prezzo non bassissimo. Un esempio e' illustrato qui sotto.

Piu' economicamente, e' possibile sfruttare il cavetto dei comuni sistemi cuffie piu' microfono per smartphone, magari non piu' funzionanti, del tipo di quello qui sotto illustrato. Naturalmente la parte guasta non dovra' essere ne' il cavetto ne' il jack, almeno fino al blocchetto del microfono. 

Si apre il blocchetto contenente il microfono e, di solito, un pulsante.

All'interno si potranno vedere i 4 fili che dalla presa jack entrano nel blocchetto che e' stato aperto. I fili che vanno verso le cuffie si possono scollegare.

Due sono i fili delle uscite cuffie (in questo caso di colore rosso e verde). Poi c'e' la calza metallica di massa che fa da schermo e infine, qui di colore nero, l'ingresso microfonico.

Dissaldateli e isolate con pezzetti di nastro isolante le uscite cuffie per evitare che vadano in corto con la massa.

Inserire il jack nello smartphone non e' pero' sufficiente a disabilitare il microfono interno e portare l'ingresso microfonico all'esterno. Negli smartphone c'e' un circuito che fa questa commutazione dell'ingresso solo se "vede" una resistenza di circa 10 kOhm piazzata esternamente tra quel nodo e la massa (valore rilevato per smartphone Android).

Io ho piazzato questa resistenza all'interno di una presa RCA alla quale ho collegato il cavetto (vedi foto qui sotto).

Quest'ingresso puo' gia' essere adatto per connettere un microfono esterno non compatibile con i cellulari. Deve pero' avere una capacita' di disaccoppiamento al suo interno e una impedenza di uscita inferiore a 10 kOhm.

Per utilizzare questo ingresso come se fosse un ingresso di un oscilloscopio, ed andare quindi direttamente su circuiti elettrici, che devono comunque essere a bassa tensione (<40V e isolati dalla rete-luce a 220 V) e' necessario aggiungere in serie all'ingresso stesso una resistenza di limitazione e partizione della tensione. Questo per evitare di danneggiare lo smartphone.

Io ho previsto una resistenza da 1 MOhm, che ho inserito in un'altra spina RCA che ho collegato ad una presa dello stesso tipo (vedi foto qui sotto).

Come probe, anziche' i costosi puntali da oscilloscopio, ho usato due coccodrilli collegati a una spina RCA.

Naturalmente il tipo di connettori da utilizzare possono anche essere altri.

La resistenza da 1 MOhm e quella da 10 kOhm formano un partitore che attenua il segnale di un fattore circa pari a 100. Il circuito elettrico complessivo e' indicato qui sotto.

Con questa partizione 1 V di ingresso corrispondono a circa 100 mV sull'applicazione SmartScope (oscilloscopio) 

Qui di seguito sono illustrate delle schermate dello smartphone con l'applicazione "SmartScope" (oscilloscopio) e Spectroid (analizzatore di spettro FFT).

Dall'FFT e' evidente che la risposta in frequenza interna dello smartphone non e' perfettamente lineare su tutta la banda audio, ma solo tra circa 100 Hz e 7 kHz. Di questo bisognera' tenerne conto, se servisse maggiore linearita' di misura.