Kategoriat
Larun laitenurkka

KTK149 Digiluokka: äänet

Tämä artikkeli on ensimmäinen lajiaan “Larun laitenurkka” blogikirjoituksissa.

Onko jossain pienehkö hybridiopetuksen laboratorio?

Tämän viikon maanantaina valtakunnalisessa tieto- ja viestintätekniikka opetuksessa ryhmässä käytiin AV-tekniikkaan (erityisesti äänitekniikkaan) liittyvää keskustelua, johon liittyvä keskustelunavaus on alla:

Onko jossain jo pienehkö (40-60 hlö) hybridiopetuksen auditorio? Kuvapuoli on jo hoidossa, mutta äänet pohdituttavat:
* Esiintyjän mikitys (pöytäkonkka + headset) ch1, ch2
* Katsomon mikitys (konkkamikit kattoon) ch3, ch4
* Katsomon mikitys (Catch BOX) ch5
* Etänä osallistuvien ääni + mahdollinen esityksen materiaalien audio tietokoneelta mikserille ch7

-> Näiden siirto tietokoneelle ja sieltä maailmalle (Teams, Zoom, Meet…) + auditorioon

* Katsomossa olevan puhujan äänen vahvistaminen auditoriossa?
* Onko mitään mahdollisuutta saada toimimaan esimerkiksi herttakuviolla niin, että ei lähtisi kiertämään? Vai unohtaako koko asia?
* Vai unohtaako kokonaan nuo kattoon tulevat konkkamikit ja mennään pelkällä Catch Boxilla (Koronan jälkeen…)?

Varmasti onnistuu palkkaamalla miksaaja jokaiselle oppitunnille tai ostamalla täysautomaattinen mikseri, mutta nyt haetaan edullisempaa ratkaisua 🙂

Yksi vaihtoehto olisi hoitaa kaikki esim. Logitech Rally kanssa, mutta silloin lisämikrofonien yms. säätäminen ei onnistu.
Tuomas Auremaan kysymysTieto-ja viestintätekniikka opetuksessa/ICT in Education” ryhmässä 1.2.2021

Table Of Contents

Vastaus: On! Digiluokka KTK149!

Koska Oulun yliopiston kasvatustieteiden tiedekunnan digiluokka KTK149 tarjoaa hyvän näköalan moderniin esitystekniikkaan ja siihen liittyvään äänentoistoon, lupasin ylläolevassa keskusteluketjussa hieman valottaa käytässämme olevia teknologisia ratkaisuja.

Digiluokka on tiedekuntamme opetuskäyttöön suunniteltu muuntojoustava laboratorioluokka. Tiedekunnassamme koulutetaan opetus- ja kasvatusalojen asiantuntijoita aina varhaiskasvatuksesta toiselle asteelle saakka. Tilasta löytyy välineistöä niin tieto- ja viestintätekniikan, robotiikan, elektroniikan kuin värkkäyksen ja digitaalisen valmistamisen tarpeisiin. Tilassa on hyvät työkalut erilaisten mediakasvatukseen liittyvien harjoitusten ja tehtävien tekemiseen.

Luokan kapasiteetti on n. 30 opiskelijaa, jonka lisäksi tilan voi tarvittaessa avata tiedekunnan aulatiloihin siirtoseinän avulla. Tila on 24/7 tila, eli opiskelijat voivat käyttää tilaa myös iltaisin ja viikonloppuisin. Osa säilytyskomeroista ja kaapeista on sähkölukittuja ja kulunvalvonnan piirissä. Vapaassa 24/7 tilassa olevista välineistä arvokkaimmat on kytketty kuituhälytysjärjestelmään mahdollisten varkauksien estämiseksi.

Tilan esitystekniikka mahdollistaa etä- ja hybridiopetuksen sekä tutkimuskäytön

Kun opetustilaa suunniteltiin vuonna 2017, lähtökohtana oli se, että sen esitystekniikan tulisi taipua niin tutkimusaineistojen tallentamiseen kuin etä- ja hybridiopetukseen tavallisen opetuksen ohella. Suunnittelun lähtökohtana oli pyrkimys tehdä tilasta mahdollisimman monipuolinen ja joustava huomioiden tulevaisuuden vielä ennakoimattomat tarpeet.

Esitystekniikan rungon muodostaa Crestron NVX IP-matriisi ja siihen kytkeytyvät lähetin- ja vastaanotinlaitteet. Video- ja äänisignaalit kulkevat kaikki ethernetissä muutamaa poikkeusta lukuunottamatta. Asennushetkellä vuonna 2019 IP-pohjainen esitystekniikka oli vielä kohtalaisen harvinaista ja uutta teknologiaa.

Digiluokassa on kolme eri esityspistettä ja yksi vara-esityspiste (eli yhden näytön paikkaa voi muuttaa luokan takaosasta etuosaan). Lisäksi on yksi esityspiste aulassa, jonka saa integroitua luokan esitystekniikkaan tilojen yhteiskäytössä. Jokaisesta esityspisteestä voidaan pakottaa kuva kaikkiin muihin esityspisteisiin. Näyttöjä voi ohjata ja esityspisteen kuvan voi valita opettajan työpisteen pääohjauskonsolilta.

Käytännössä järjestelmä toimii siten, että a) jokainen näyttö näyttää samaa signaalia (miltä tahansa esityspisteeltä tulevaa) b) jokainen esityspiste (näyttö) toimii itsenäisenä saarekkeena.

Jokainen esityspiste sisältää vähintään langattoman kuvanpeilauslaitteen (airplay/chromecast/miracast), hdmi-kaapelin ja paikallisen näyttölaitteen (älytaulu tai tietokone). Opettajan työpisteellä on lisäksi telakka kannettavalle, dokumenttikamera ja zoom rooms / teams kone erilliselle videoneuvottelukoneelle.

Opettajan pöydän alueen USB-liitännät ovat usb-matriisissa, jota ohjataan muun esitystekniikan mukana. Käytännössä opettajan työpistettä voi siis käyttää joko kiinteän koneen tai kannettavan tietokoneen avulla. Käyttäkokemus on miltei täysin sama.

Avaan tällä sivulla tätä ehkä vähän monimutkaiseltakin tuntuvaa kokonaisuutta äänitekniikan näkökulmasta. Lisäksi kerron muista tilassa käytettävistä yksinkertaisemmista äänijärjestelmistä

Tilassa voi käyttää useita eri äänijärjestelmiä

Koska opiskelijoiden ja opetuksen tarpeet ovat hyvin vaihtelevat, löytyy tilasta useita eri äänijärjestelmiä. Paras ja kallein on tilan kiinteä esitystekniikka, jonka sydämen ääniteknisessä mielessä muodostaa jo yllä esitelty Crestron Avia signaaliprosessori. Sen ohella tilassa voi hyödyntää myös muita laitteita, kuten Rode Podcaster mikseriä, USB-äänikorttia tai ketjutettuja bluetooth-kaiuttimia.

1. Crestron Avia DSP: esitystekniikan äänijärjestelmä (paras ja kallein)

AV-järjestelmän äänisysteemin sydän perustuu Crestronin Avia DSP-1281 signaaliprosessoriin. Järjestelmä toimii taustalla, eikä sitä tarvitse juuri ohjata poislukien satunnaiset äänenvoimakkuuden säädöt (mikrofonit ja kaiuttimet). Avia dsp on toiminut suunnittelufilosofiansa mukaisesti taustalla, jonka se tekee varsin hyvin. Laite on äärimmäisen helposti laajennettavissa, sillä se tarjoaa yli 30 dante-kanavaa (josta lisää kohdassa B. joustavat äänilähteet ja äänentoistolaitteet). Aloittakaamme kuitenkin perinteisistä kiinteästi asennetuista äänilähteistä ja äänentoistolaitteista.

A. Kiinteät äänilähteet ja äänentoistolaitteet – kiinteät (perinteiset) asennukset

Digiluokan välineiden vakiotilanne on vakioitu: opettajanpöydältä löytyy kaksi langatonta mikrofonia ja catchbox heittomikrofoni. Opiskelijat osallistetaan etä- ja hybridiopetuksessa näiden kolmen mikrofonin avulla. Samoin tilassa on isot pääkaiuttimet sekä erikseen soundbar kaiuttimet kosketusnäyttöjen yhteydessä.

Järjestelmään liitettyjen tietokoneiden, dokumenttikameroiden ja langattomien peilauslaitteiden sekä älytaulujen äänet kulkevat Crestron NVX matriisin kautta. Eli jokaisesta esityspisteestä (näytön yhteydessä on aina esityspiste) saadaan ääni johdettua kaikkiin kaiuttimiin. Näiden ohjelmalähteiden ääntä ei tarvitse erikseen säätää äänijärjestelmästä, vaan ohjelmalähteen oma voimakkuussäätö riittää tasonsäätöön.

Huom! Äänet saa ulos järjestelmästä (opettajan koneelle ja muihin tarkoituksiin) kahdella eri tavalla: Dante rasioista, joita on neljä kappaletta luokassa tai suoraan Dantea käyttäen liittymällä AV-ethernet-verkkoon. Tämä on kuvattu erikseen kohdassa “joustavat äänilähteet ja äänentoistolaitteet”

ÄänituloSeliteMuuta
Mikrofoni 1Langaton käsimikrofoniVastaanotin kytketty perinteisellä äänijohdolla DSP-yksikköön
Mikrofoni 2Langaton nappimikrofoniVastaanotin kytketty perinteisellä äänijohdolla DSP-yksikköön
CatchboxCatchbox heittomikrofoniVastaanotin kytketty perinteisellä äänijohdolla DSP-yksikköön
Dante* Kaikki Dante-tulot* (kuvataan erillisessä taulukossa) Nämä äänitulot kytkeytyvät ethernetin ylitse käyttäen Dantea
Crestron Avia DSP:n käyttäjälle näkyvät mikrofonisäädöt
ÄänilähtöSeliteMuuta
ÄänilähtöSeliteHuom!
PääkaiuttimetLuokan etuosan kaiuttimetKytketty perinteisellä symmetrisellä kaapeloinnilla DSP-yksikköön.
Liikuteltava näyttöRullilla olevan näytön äänenvoimakkuusSäätää näytön äänenvoimakkuutta (soundbar). Näyttö toistaa kuvasignaalin mukana tulevaa ääntä (näyttö itse, langaton kuva, hdmi tai ulkoinen kuva/ääni)
SeinänäyttöSeinänäytön äänenvoimakkuusSama
Aulan näyttöAulan näytön äänenvoimakkuusSama
Crestron Avia DSP:n käyttäjälle näkyvät voimakkuussäädöt
B. Joustavat äänilähteet ja äänentoistolaitteet – Dante teknologia käytössä

Koska tilasta haluttiin tehdä mahdollisimman muuntojoustava, tulee myös äänijärjestelmän kyetä mukautumaan notkeasti kaikkiin mahdollisiin ja mahdottomiin muutoksiin.

Tätä varten digiluokkaan hankittiin sellainen ääniprosessi, joka tukee Dante-protokollaa. Crestron Avia on sellainen ja käytännössä se tarkoittaa sitä, että sen Dante-kanavat (äänet sisään ja ulos per laite) näkyvät opetustilan AV-verkossa ja niitä voi reitittää muihin Dante-yhteensopiviin laitteisiin. Dante ei pakota kierrättämään ääntä DSP:n kautta, eli tarvittaessa yhteyden voi muodostaa kahden minkä tahansa Dante pisteen välille. Räätälöintimahdollisuudet ovatkin käytännössä rajattomat.

Perinteiset audiokaapeloinnit olisi pitänyt vetää erikseen, mutta nyt Dante-räätälöitävyys tarkoittaa ethernetin hyödyntämistä myös äänen kuljettamisessa. Luokassa onkin tuhottoman paljon ethernet-kaapelia ja rasioita.

Dantea on hyödynnetty myös siihen, että tilan nurkkiin on asennettu perinteiset audioliitäntäpisteet. Ne vain muuntavat äänet välittömästi Dante-teknologiaa hyödyntäviksi. Liitäntäpisteistä löytyvät 2x mikrofoni (XLR), 2x 3,5mm linja ja 1x RCA linja. Hybridi- ja etäopetustilanteissa tai tutkimuskäytössä rasioihin voidaan kytkeä perinteisiä mikrofoneja, jotka ovat merkittävästi pöytä/kattoasenteisia aktiivimikrofoneja edullisempia. Tässä tilassa on käytössä neljä pöytämikrofonia, joita voidaan käyttää tarvittaessa.

Huom! Opettajan kone on kytketty virtuaalisella äänikortilla AV-verkkoon ja se näkee kaikki Dante-verkon äänilähteet ja äänentoistolaitteet.

Dante-laitteet (AV-ethernet verkossa)Tulot ja lähdötLisätietoja
1x Crestron Avia DSP 1281 (äänijärjestelmän keskus ja samalla yksi Dante-verkon laite) 64 kanavaa:
– 32 kanavaa sisään
– 32 kanavaa ulos
DSP:n Dantekanavien keskinäisiä suhteita ei voi säätää DSP:ssä, vaan ne summataan yhdeksi signaaliksi “dante” nimen alle.
4x Atterotech unD6IO -liitäntärasia (opetustilan nurkissa)*

*Muuntaa Dante-kanavat analogisiksi liitännöiksi:
7 kanavaa:
– 4 kanavaa sisään (2x XLR, 2x RCA ja 1x 3,5mm plugi
– 3 kanavaa ulos (1 x 3,5mm ja 2 x XLR)
Rasiaan voidaan kytkeä mikrofoneja ja laitteita perinteistä kaapelointia käyttäen.

Opettajanpöydän rasiaan on kytketty INOGENI Share2U video- ja äänimikseri [BYOD laite, näkyy myös kannettavan telakan laitteena]
1x Audinate AVIO Dante USB2 kanavaa:
– 2 ulos USB
Tarkoitus kytkeä USB-hubiin [hankkimatta, mutta BYOD-edut ja käytön yksinkertaisuus on kiistämätöntä]
1x Sonifex DIO01 XLR Stereo Output2 kanavaa:
– 2 kanavaa ulos XLR
Tarkoitus kytkeä Rode Podcaster mikserin mikrofonituloon (Tämän avulla Rode podcaster saisi yhteen tuloon DSP:n äänet) [podcaster on BYOD laite, näkyy myös kannettavan telakan laitteena]
1x Audinate Dante Virtual Soundcard (ohjelmistopohjainen Dante-laite)32 kanavaa:
– 16 kanavaa sisään WDS/ASIO/Coresound
– 16 kanavaa ulos WDS/ASIO/Coresound
Käytössä. Kytkee Dante-äänet esim. Zoomiin, Teamsiin ja OBSiin.

*Rajoitus: lisenssi on opettajan koneella ja tarvitsee ethernet-liitynnän AV-verkkoon
Tilan KTK149 Dante-laitteiden kuvaus

Dante-esimerkki 1: esitystekniikan normaali käyttäminen tavallisessa hybridiopetustilanteessa [käytössä opettajan kone, jossa Dante virtuaaliäänikortti]

Opettaja käyttää Zoom tai teams videoneuvottelua ja langatonta nappimikrofonia. Luokassa olevat opiskelijat voivat ottaa osaa keskusteluun heittomikrofonin avulla.

Dante yhdistää esitysjärjestelmän äänet opettajan koneeseen ja päinvastoin. Käytännössä opettaja valitsee esim. Zoomissa Dante virtuaaliäänikortin mikrofoniksi ja kaiuttimeksi.

Dante-esimerkki 2: esitystekniikan normaali käyttäminen tavallisessa hybridiopetustilanteessa [käytössä oma kannettava ja siihen telakan kautta kytkeytyneet USB-äänilähteet]

Opettaja käyttää Zoom tai teams videoneuvottelua ja langatonta nappimikrofonia. Luokassa olevat opiskelijat voivat ottaa osaa keskusteluun heittomikrofonin avulla.

Opettajan kannettava on kiinni telakassa, jonka kautta kannettavaan tulee saataville INOGENI ShareU ääni- ja videomikseri (äänten osalta automaattinen). INOGENI on kytketty Dante-rasiaan kahdella 3,5mm plugilla (ääni sisään ja ääni ulos). Muutoin äänet toimivat kuten esimerkiissä 1.

Dante-esimerkki 3. Tilassa halutaan tallentaa jokaisen ryhmätyöpisteen opiskelijoiden keskustelu [käytössä opettajan kone, jossa Dante virtuaaliäänikortti]

Luokassa on neljä kuuden hengen pöytää ja yksi neljän hengen pöytää. Jokaiselle pöydälle on laitettu langallinen pallokuviollinen pöytämikrofoni. Mikrofonikanavat halutaan tallentaa erikseen ja yhdistää joko suoraan tai myöhemmin vidoekuvaan. Mikrofonit kytketään tilan nurkissa oleviin Atterotechin Dante-rasioihin XLR-johdoilla.

Atterotechin rasioihin yhdistettyjen mikrofonien kanavat kytketään Dante Controllerin avulla Avia DSP:n Dantetuloihin, jolloin äänet yhdistyvät av-järjestelmän muihin ääniin (langattomat mikrofonit, näytettävän ohjelmalähteen ääni ym.) Nämä

Dante-esimerkki 3. Tilassa halutaan tallentaa jokaisen ryhmätyöpisteen opiskelijoiden keskustelu [käytössä opettajan kone, jossa Dante virtuaaliäänikortti]

Luokassa on neljä kuuden hengen pöytää ja yksi neljän hengen pöytää. Jokaiselle pöydälle on laitettu langallinen pallokuviollinen pöytämikrofoni. Mikrofonikanavat halutaan tallentaa erikseen ja yhdistää joko suoraan tai myöhemmin vidoekuvaan. Mikrofonit kytketään tilan nurkissa oleviin Atterotechin Dante-rasioihin XLR-johdoilla.

Opettaja/tutkija säätää Dante Controllerin avulla Dante-verkon siten, että mikrofonit yhdistyvät suoraan opettajan koneen virtuaaliäänikortin kanaviin 3, 4, 5, 7 ja 7 (jotka ovat vapaina). Kanavat tallennetaan soveltuvalla ohjelmalla myöhempää analysointia varten.

2. Vaihtoehto: Rode Podcaster mikseri integroi tietokoneen, mikrofonit ja kaiuttimet

Tämä on varsin intuitiviinen mikseri, joka istuu hyvin Zoomin, Teamsin ja OBSin kylkeen.. (lisää)

3. Vaihtoehto: Inogeni videomikseri

Tämä on ns. BYOD videomikseri, joka kuljettaa mukana myös äänet. EI mikään “erikoinen” laite, mutta hoitaa hommansa.

4. Vaihtoehto: Kameroiden omat mikrofonit tai niihin liitetyt mikrofonit

5. Vaihtoehto: ulkoinen USB-äänikortti

,,

6. Vaihtoehto: Bluetooth kaiutinpuhelimet ketjutettuna

Kirjoittanut Jari Laru

Jari Jukka Laru (s. 9. maaliskuuta 1975) on oululainen yliopistonlehtori ja kaupunginvaltuutettu. Laru on koulutukseltaan luokanopettaja, joka työskentelee Oulun yliopiston Kasvatustieteiden tiedekunnassa teknologiatuetun oppimisen ja opetuksen yliopistonlehtorina. Laru toimii myös luennoitsijana ja kouluttajana yrityksensä (Larux tmi) kautta.

Laru asuu Jäälissä ja toimii alueen asukasyhdistyksen puheenjohtajana. Hänellä on kolme lasta, puoliso ja kissa. Hän harrastaa ruoanlaittoa, leipomista, kirjallisuutta ja 1970-luvulla rakennetun talon remontointia.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *