Linienlautsprecher Eigenbau mit 3D Druck - zu klärende Phänomene

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Partybus
Neuling

#1 erstellt: 14. Aug 2015, 20:32

Hallo Zusammen!

Ich möchte Euch mein Projekt vorstellen und auch dabei entstehende Probleme erläutern. Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen. (Mehrweg-)Zeilenlautsprecher werden wieder beliebter. Da ich ab und an kleine Bands in Räumen beschalle, in denen (aufgrund der physikalischen Vorteile) Zeilenlautsprecher eventuell eine gute Figur machen, wollte ich das einfach mal ausprobieren. Neukauf ist für ein Versuch zu teuer, daher dieses (Recycling-)Projekt. Da es (noch) keine Baupläne gibt, habe ich einfach mal geschaut, wie das andere Hersteller machen und mich für folgendes Design entschieden (Meine fertige Box im Vergleich zu einer RCF 310A zu sehen):

12x 3Zoll pro Seite und 8x 19mm Dome-Tweeter pro Seite. Günstig soll es sein, also habe ich für erste Tests ein vorhandenes Heimkinosystem (Elac Cinema 05) geschlachtet. Die Tests vielen positiv aus, daher habe ich mir noch 3 weitere Systeme in den Kleinanzeigen besorgt. 2 schöne Frequenzweichen (Trennfrequenz 5kHz) lagen auch noch herum. Als Dammwolle hielt der Inhalt eines IKEA-Kissens her. Die nötigen Teile und Blenden habe ich mit dem 3D Drucker gedruckt. Das Gehäusevolumen habe ich einfach aus dem Volumen einer einzelnen Satellitenbox hochgerechnet. Hier ein paar Bilder aus dem Bau-Prozess:

An sich bin ich sehr angetan. Die horizontale Bündelung ist super wirksam. Die Lautsprecher tragen sehr weit und auch sehr detailliert. Auch der erreichbare Schalldruck erstaunt mich. Bei mäßigen Lautstärken kann man auch den Lowcut weglassen, was eine erstaunliche Tieftonwiedergabe (für die Art von Lautsprecher) mit sich bringt. Ich habe die Lautsprecher bereits für kleinere Beschallungs-Jobs eingesetzt. Gerade, bei einer klassischen "Hochzeitsgesellschaft" kommt es sehr gut an, wenn es den Leuten direkt vor der Box nicht zu laut wird und die hinteren Reihen trotzdem einen tollen Pegel bei sehr guter Sprachverständlichkeit genießen können. Nun zu den Problemen:

1. einer der beiden Lautsprecher klingt nicht ganz so brilliant wie der andere. Einfach ein klein wenig "dumpfer" als der andere. Das ist allerdings nur richtig gut im Schallgedämmten Proberaum zu hören. Ich habe alles überprüft, um Frequenzweichenfehler oder fehlerhafte Verkabelung auszuschließen. Könnte es vielleicht daran liegen, dass die Freuquenzweichen Baujahr ca. 1985 sind und daher die Kondensatoren zu große Toleranzen aufweisen?

2. Die 3 Zoll Breitbänder haben eine auffällige Toleranz bzgl. Auslenkung. Dabei ist keine Regelmäßigkeit zu erkennen und betrifft beide Lautsprecher. Ich habe immer 3 Stück in Reihe geschaltet. Und die 3er Pakete dann parallel, um auf eine verträgliche Impedanz für die Endstufe (dynacord pca 2250) zu kommen. Der Gleichstromwiderstand eines einzelnen Treibers liegt bei 3,3 Ohm.

Hat jemand eine weiterführende Anregung?
Viele Grüße

[Beitrag von Partybus am 14. Aug 2015, 21:12 bearbeitet]

Giustolisi
Inventar

#2 erstellt: 14. Aug 2015, 20:44

Könnte es vielleicht daran liegen, dass die Freuquenzweichen Baujahr ca. 1985 sind und daher die Kondensatoren zu große Toleranzen aufweisen?

Es liegt eher daran, dass man nicht irgendweine Weiche nehmen kann, sondern die weiche auf den Lautsprecher abstimmen muss.

Partybus
Neuling

#3 erstellt: 14. Aug 2015, 20:48

Das ist mir schon klar, daher habe ich es ja als (Recycling-) Projekt bezeichnet, da ich nehmen wollte was da ist. Aber es erklärt nicht, warum eine perfekt klingt und die andere nicht, trotz identische Bauweise.

[Beitrag von Partybus am 14. Aug 2015, 20:58 bearbeitet]

ehemals_Mwf
Inventar

#4 erstellt: 14. Aug 2015, 22:12

Hi,

Partybus (Beitrag #1) schrieb:

...1. einer der beiden Lautsprecher klingt nicht ganz so brilliant wie der andere. Einfach ein klein wenig "dumpfer" als der andere...

Ich würde als erstes alle Hochtöner separat (ohne Weiche) prüfen.
Bei diesen Minisystemen sind Toleranzen zu erwarten.

Wenn dabei nichts auffälliges rauskommt und sich im Zusammenspiel nichts bessert, die Elkos der Weiche genauer untersuchen.

...2. Die 3 Zoll Breitbänder haben eine auffällige Toleranz bzgl. Auslenkung. Dabei ist keine Regelmäßigkeit zu erkennen und betrifft beide Lautsprecher. Ich habe immer 3 Stück in Reihe geschaltet...

Auch hier alle TTs separat prüfen, speziell mit Sinus die Resonanzfrequenz (Fo) um 100 Hz.
Und dann 3er-Gruppen zur Reihenschaltung mit jeweils besonders ähnlichen Fo bilden.
Reihenschaltung ist besonders kritisch bezüglich leicht unterschiedlichen Fo, was sich genau in dem von dir beobachteten Verhalten äußert.

Gruss,
Michael

[Beitrag von ehemals_Mwf am 14. Aug 2015, 22:15 bearbeitet]

Wave_Guider
Inventar

#5 erstellt: 14. Aug 2015, 22:46

Partybus (Beitrag #3) schrieb:

Das ist mir schon klar, daher habe ich es ja als (Recycling-) Projekt bezeichnet, da ich nehmen wollte was da ist.

Aber es erklärt nicht, warum eine perfekt klingt und die andere nicht, trotz identische Bauweise.

Doch, es erklärt es.

Nehmen was da ist, ist halt bekommen was da ist.

Per Stereo gehört ist es auch vollkommen unmöglich zu sagen, die eine Box wäre gut, die andere wäre nicht gut.
Dabei kompletter Ausfall zB. des Höchtöners einer Box als offensichtlich, mal außen vor.

Das muss schon alles gleich sein.
Wenn nicht, welche Seite ist ungleich? Die Gute, oder die Schlechte?
Und weshalb im Besonderen?

Das muss man mittels üblichen Messverfahren heraus finden.

Grüße von
Thomas

Wave_Guider
Inventar

#6 erstellt: 14. Aug 2015, 22:58

PS:

die rückseitigen Korböffnungen der Kleintöner sind mittels Kleber zu gemacht?

SRAM
Inventar

#7 erstellt: 15. Aug 2015, 02:18

Tolles Project ! Glückwunsch.

Sehr professionelles Design: das macht echt was her, gerade bei Gala.

Bezüglich der Abweichung vermute ich Wechsel der Hochtönerspezifikation während der Produktion.

Wenn Angleichung durch Spannungsteiler nicht genügt, kannst du nur auf höherwertige Systeme überschwenken.......

Gruß SRAM

Big_Määääc
Inventar

#8 erstellt: 15. Aug 2015, 08:55

optisch sehr hübsch geworden.

doch ohne akustisches Messwerkzeug ist es schwer den Fehler bei solch vielen Einzelteilen zu finden.

Partybus
Neuling

#9 erstellt: 15. Aug 2015, 10:46

Hi Leute,

vielen Dank für den Input!
Ich habe heute Nacht mal die komplette Hochtoneinheit beider Lautsprecher getauscht. Das ungleiche Klangbild wurde dadurch nicht verändert. Daher werde ich nun an die Kondensatoren gehen, denn auch ein Ausfall der Hochtöner konnte ich ausschließen. Ich habe nun auch den Eindruck, dass die TT`s auf der "schlechter" klingenden Seite für den Unterschied verantwortlich sind und nicht die Hochtöner.

@Wave_Guider: Stimmt, so habe ich das noch gar nicht gesehen. Da mir das entsprechende Messwerkzeug fehlt, werde ich wohl erst mal alle Elkos tauschen. Ich frage mich nur, ob es sein kann, dass eine Box anfängt besser zu klingen, weil die Kondensatoren aufgeben...? Mit besser meine ich natürlich mein Empfinden. Aber ich halte mein Gehör für recht geschult, da ich seit 10 Jahren in der Veranstaltungstechnik arbeite, öfter kleinere Sachen im Studio bearbeite, und mir viele Fehler schon begegnet sind. Außerdem konnte ich im fast schalltoten Proberaum den AB Vergleich zu anderen Lautsprecher machen, um die Linearität etwas neutraler zu beurteilen. Daher habe ich automatisch darauf getippt, das die schlechter klingende Box den Fehler haben muss. Bzgl. der Hochtöner. Sie haben ein geschlossenes Gehäuse und sind in die 3D gedruckten Waveguides von hinten eingeklebt, um Luftdicht abzuschließen.

Wie WMF und SRAM ansprechen, werde ich wohl auch nicht drum herum kommen, die einzelnen Chassis zu selektieren. Die alternative dazu ist wohl entweder in die Tasche zu greifen und höhenwertige Chassis (mit hoffentlich weniger Toleranzen) einzusetzen und/oder eine alternative zur 3er Reihenschaltung zu finden. Da fällt mir aber nur ein, Chassis mit höherer Impedanz zu nehmen.

Das wird auf jeden Fall Zeit brauchen.
Grüße

ehemals_Mwf
Inventar

#10 erstellt: 15. Aug 2015, 11:10

Partybus (Beitrag #9) schrieb:

... Ich frage mich nur, ob es sein kann, dass eine Box anfängt besser zu klingen, weil die Kondensatoren aufgeben...?

Ja, kann es, wenn die (Passiv-)Weiche nicht auf die Anwendung abgestimmt ist

Partybus (Beitrag #1) schrieb:

...2 schöne Frequenzweichen (Trennfrequenz 5kHz) lagen auch noch herum...

Partybus (Beitrag #9) schrieb:

...Die alternative dazu ist wohl entweder in die Tasche zu greifen und höhenwertige Chassis (mit hoffentlich weniger Toleranzen) einzusetzen und/oder eine alternative zur 3er Reihenschaltung zu finden. Da fällt mir aber nur ein, Chassis mit höherer Impedanz zu nehmen...

Insiderinfo:
Mehrkosten werden vor allem dadurch entstehen, dass du die Chassis nicht irgendwie im Gebrauchtmarkt zusammensammelst (sehr unterschiedliche Herstellungsdaten, Toleranzen von Los zu Los), sondern aktuelle reguläre Ware verbaust -- mit guter Chance, dass sie aus einem einzigen Fertigungslos stammt.

Hochimpedanzchassis sind im DIY-Markt schwer zu finden.

Du siehst, -- einfache, heute auch kostengünstige -- Messtechnik ist die Lösung.

[Beitrag von ehemals_Mwf am 15. Aug 2015, 11:17 bearbeitet]

*blubberbernd*
Stammgast

#11 erstellt: 16. Aug 2015, 01:42

Bei der Hubproblematik könnte es hilfreich sein, die Chassis erst parallel und dann in Reihe zu verschalten, dadurch mitteln sich die Toleranzen ein wenig aus..

ehemals_Mwf
Inventar

#12 erstellt: 16. Aug 2015, 09:34

*blubberbernd* (Beitrag #11) schrieb:

Bei der Hubproblematik könnte es hilfreich sein, die Chassis erst parallel und dann in Reihe zu verschalten, dadurch mitteln sich die Toleranzen ein wenig aus..

Guter Tip !

Big_Määääc
Inventar

#13 erstellt: 16. Aug 2015, 09:40

aber ging es nicht eher um das "zu dumpf"
und das sollte eher im HT Bereich zu suchen sein .

und X-Over iwo bei 5000 Hz ist auch eher suboptimal für das HT-Array, wenn die Weiche denn überhaupt passt ?!?!

Partybus
Neuling

#14 erstellt: 17. Aug 2015, 13:47

Hab mir mal wieder ein paar nächtliche Stunden um die Ohren gehauen... Die Idee von blubberbernd war Gold wert! Nach dem umlöten der 3er Reihenschaltung auf 3er Parallelschaltung sind die Hub-Toleranzen verschwunden! Vielen Dank für den Tip!
Ich habe die "schlechter klingende" Frequenzweiche komplett ausgebaut und das ganze aktiv angefahren. Die Trennfrequenzen habe ich über ein Yamaha 01V Digitalmischpult hergestellt und konnte so sehr schön mit der Trennung spielen und es direkt mit dem "besser klingenden" Lautsprecher und einer RCF 310A vergleichen und hin und herschalten. Das "dumpfe" lag definitiv an der Frequenzweiche. 30 Jahre sind dann doch etwas viel für die Kondensatoren. Somit werde ich einfach ein Paar neue Frequenzweichen besorgen.

Dieser ausführliche Test hat mich zu folgenden Ideen und Erkenntnissen (für ein eventuelles Nachfolgeprojekt) gebracht:

1. Das HT Array ist zu lang. Die beiden 6er TT-Arrays sind an dieser Stelle einfach zu weit auseinander. Die Ankopplung geht bei einer entsprechend hohen Trennfrequenz an der Stelle etwas in die Knie...
2. Um die Phasenlage weiter zu optimieren, müsste (durch den physikalischen Abstand der TT`s bedingt) die Trennfrequenz bei ca. 2000 Herz liegen. Demnach muss ein ordentlicher Kompressionstreiber mit Waveguide her, da die kleinen Dometweeter pegelmäßig eh kaum mit kommen.

Aber sonst machen die Lautsprecher (für knapp 100 Euro Materialeinsatz pro Stück) wirklich Spaß :-)

Vielen Dank für die Hinweise und Tipps!

Big_Määääc
Inventar

#15 erstellt: 17. Aug 2015, 15:34

optimal wäre ein Abstand der TT (Mitte-Mitte) von max 1/2 Lambda fo

Partybus
Neuling

#16 erstellt: 17. Aug 2015, 16:02

Den Ausdruck Lambda fo finde ich etwas irreführend. Du meinst demnach die halbe Wellenlänge der Resonanzfrequenz oder ist da was an mir vorbei gegangen?

[Beitrag von Partybus am 17. Aug 2015, 16:05 bearbeitet]

Big_Määääc
Inventar

#17 erstellt: 17. Aug 2015, 16:51

der Abstand zu den TT sollte zueinander maximal die halbe Wellenlänge der obersten zu übertragenden Frequenz sein,
also hier die Trennfrequenz zu den Höchtönern,
sonst kommt es in diesem Bereich zu nebenkeuliger Abstrahlung unter Winkel,
was aber nicht arg tragisch ist, solang die Kiste genau auf Ohrhöhe wäre.

Koloss_von_Styx
Ist häufiger hier

#18 erstellt: 17. Aug 2015, 17:11

Partybus (Beitrag #14) schrieb:

. Das "dumpfe" lag definitiv an der Frequenzweiche. 30 Jahre sind dann doch etwas viel für die Kondensatoren. Somit werde ich einfach ein Paar neue Frequenzweichen besorgen.

Richtig erkannt, falsch gelöst. Bleib doch aktiv

Partybus
Neuling

#19 erstellt: 18. Aug 2015, 20:42

@ Big_Määääc: Genau so habe ich die oben angegeben Trennfrequenz von ca. 2000 Hz ermittelt und auch mal probegehört.. Man müsst es nur umgekehrt formulieren, denn ich habe ja als Ausgangspunkt den Lautsprecherabstand der TT`s. in meinem Fall 80mm. Wenn man die Wellenlänge von 80mm in die Frequenz umrechnet sind das 4287.5 Hz. Die Hälfte davon sind rund 2143 Hz. Das ist als Übergangsfrequenz zu einem ordentlichen Kompressionstreiber realistisch. Ist nur die Frage, ob ich einen Waveguide mit geeignetem Abstrahlverhalten in so ein schlankes Design bekomme... Aber dafür gibt es ja 3D Drucker ;-)

@Koloss_von_Styx: Du hast ja recht. Ich habe sogar noch ne Aktivweiche von Dynacord herumliegen. Aber ich hab nur noch ne alte 4 HE Endstufe von Dynacord im Lager, die ich zusätzlich bräuchte. Das heißt, für den Aktivbetrieb würde ich ein Amp-Rack mit 6HE Entstufen plus 1 HE Aktivweiche zusammenbauen und HERUMTRAGEN... Dann lieber EINE ordentliche Endstufe und eine ordentliche Weiche. Aber für das eventuelle Folgeprojekt kann ich mir das sehr gut vorstellen.

Vielleicht habt ihr alle ja mal Lust eine geeignete Treiber und Chassis-Kombination für eine verbesserte Version vorzuschlagen ;-) Sagen wir bis 10cm TT`s. Vielleicht eine Low Budget Version und/oder eine optimale Version.

Viele Grüße

Koloss_von_Styx
Ist häufiger hier

#20 erstellt: 18. Aug 2015, 21:15

Partybus (Beitrag #19) schrieb:

Dann lieber EINE [...] ordentliche Weiche.

Das ist das Problem. Eine 'ordentliche' Weiche kannst du nicht einfach kaufen. Die musst du entwickeln.

Partybus
Neuling

#21 erstellt: 18. Aug 2015, 21:46

Das habe ich mir der aktiv-Befeuerung ja versucht herauszufinden, was die Frequenzweiche betrifft. Das Ergebnis ist, dass man nur zwischen verschiedenen Kompromissen entscheiden kann (Wie immer, bei einem Linien-Strahler...) Eine Trennfrequenz von 2000 Herz wäre für die kohärenten Wellen und demnach die Ankopplung an die Hochtoneinheit Ideal. Das geben wiederum die kleinen Hochtöner in diesem Projekt nicht her. Der Kompromiss wäre auf die Herstellerdaten bzgl. Trennfrequenz zu gehen, doch das klingt nicht gut. Ich möchte versuchen zu beschrieben warum. Genau wie "viele" "kleine" TT´s trotz nahezu gleicher Membranfläche eines 10" Chassis nicht die gleichen "Low Mids" bringen, so bringt ein Dome-Tweeter-Cluster auch nicht die gleichen "Low-High`s" wie ein potenter Kompressionstreiber. Daher ist der Kompromiss in diesem Low Budget Projekt (laut meines Höreindrucks) folgender: Die Trennferquenz ist nicht für beide Wege gleich. Das bringt phasenschweinereien mit sich, die aber auf der "Hörachse" wenige Rollen spielen. Demnach bin ich der Meinung, die TT`s nach oben hin gar nicht zu begrenzen. Sie spielen fast bis 8-9kHz rauf. Das entspricht den fehlenden "Low-High`s). Das Hochton-Cluster wird nur nach unten hin begrenzt (und zwar nicht zu tief, um der Leistung der TT`s Stand zu halten, ca. 3-4kHz) also als Ergänzung nach oben hin.
Ich weiß, das klingt sehr stümperhaft und abseits jeder Regel aber der Höreindruck hat es (für diesen Low Budget Fall) als gut, sogar nahezu gleich der RCF 310A, bestätigt. Demnach wäre eine Frequenzweiche nicht sehr aufwändig, die Phasenschweinereien aufgrund der Hör- und Aufstellungsposition vertretbar und die Kosten im Rahmen des Projektes.

Wie gesagt, wenn ihr alternative Ideen habt, nur her damit. So ein Linienstrahler ist trotz aller (physikalischen Vorteilen und nutzbaren) Eigenschaften ein Projekt der ständigen Kompromisse...

Wave_Guider
Inventar

#22 erstellt: 18. Aug 2015, 22:36

Das ist schon richtig, dass man Fehlkonstruktionen (im Sinne wieder besserer Theorie oder Material aufgebauter Konstruktionen) nach Gehör abstimmen muss oder sollte, um eben per Gehör, einen somit unmittelbaren Kompromiss zu erzielen.

Abseits der Hörposition für die dieser Kompromiss gefunden wurde, ist die Frage, wie viel Kompromiss ist da zusätzlich zu machen?

Line-Arrays kamen und gingen.
Linienstrahler sind im kommen.

Aber eher herkömmlich zu konstruieren (weniger Chassis/mehr Punktschallquelle), wäre trotzdem kein Beinbruch.
Auch mal an die Transportvolumenfrage denken, ob eine Variante da überhaupt besser abschneidet.

Grüße von
Thomas

Koloss_von_Styx
Ist häufiger hier

#23 erstellt: 19. Aug 2015, 05:01

Du kannst aber nicht einfach eine passive Weiche kaufen, denn die wird ihre Trennfrequenz spätestens dann ändern, wenn du sie an die Chassis ansteckst. Vllt. hast du auch noch Chassis mit hoher Streuung was den unterschiedlichen Klang in beiden LS erklären könnte.

Partybus
Neuling

#24 erstellt: 19. Aug 2015, 21:35

@ Koloss_von_Styx: Die Klangtoleranz ist ja, wie weiter oben beschrieben geklärt. Das lag einfach an der Alterung der Bauteile der verwendeten Frequenzweichen. Ich habe mal alles, was ich an "einigermaßen" Messtechnik zusammentragen konnte, getestet. Testsignale sind vorhanden. In Ableton Live (Studio/Produktionssoftware) hab ich entsprechende Analyzer. Hochwertige Kleinmembranmikros und entsprechende Vorverstärker (Roland Quad-Capture + Zoom H6) hab ich auch da. Das geht ganz gut. Daher werde ich einfach meine "Wunsch-Freuquenzweiche" zusammenbauen, anhören und messen. Wenns nicht passt, wird nachgelötet ;-)

@Wave_Guider: Das Stimmt, das alles sollte man bei so einem Projekt nicht vergessen. Ich war jetzt auch kurz davor, alles hinzuwerfen und lieber auf ein gutes 2 Wege System, mit 2" Hochtonhorn (für die Reichweite) zu gehen, und gut ist es. Aber es wurde zu einer kleinen Besessenheit ;-) Die unscheinbare Optik, bei starkem Sound, gepaart mit den tollen Eigenschaften für akustisch schwierige Räume und der Reichweite, ist einfach irgendwie sexy. Transportvolumen finde ich dabei (bis jetzt) noch nicht so ausschlaggebend.

viele Grüße!

Wave_Guider
Inventar

#25 erstellt: 19. Aug 2015, 23:25

Partybus schreib:

Aber es wurde zu einer kleinen Besessenheit ;-)

Logo! Weil es ja auch Spaß macht!

Die unscheinbare Optik, bei starkem Sound, gepaart mit den tollen Eigenschaften für akustisch schwierige Räume und der Reichweite, ist einfach irgendwie sexy.

Das können aber auch Wunschvorstellungen sein.
Mit etwas Abstand von der Euphorie, sozusagen dann nüchtern betrachtet was es wirklich ist, dass kann ein fieser Maßstab sein.

Weiterhin viel Spaß und möglichst auch den gewünschten Erfolg,

und Grüße von
Thomas

Koloss_von_Styx
Ist häufiger hier

#26 erstellt: 20. Aug 2015, 04:52

@Partybus:

Das hier könnte hilreich sein.

Partybus
Neuling

#27 erstellt: 20. Aug 2015, 10:11

Vielen Dank!