2.1 improvisieren aus Resten

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pacyman
Schaut ab und zu mal vorbei
#1 erstellt: 02. Apr 2015, 15:00
Sehr geehrte Damen und Herren,

im Sommer hören wir am Baggersee Musik durch so ein mini-Lautsprecher, der sich wie ein Handy auf laut anhört.

Das möchte ich ändern.

Ich habe folgende Teile zur Verfügung:
- einen (nach recherchieren wohl sehr schlechten) Car-4-Kanal Verstärker.
- einen Car-Subwoofer von MAC (24-500HZ, 4Ohm)
- zwei große 3-Wege Standboxen (6Ohm, jeweils 1HT, 1MT, 2TT).
- (ein aldi-Auto-Radio, was ich nicht verwenden will)
- kleine Autobatterie wird gebraucht noch gekauft

Ich habe grundlegende Kenntnisse von Elektronik (bin Dipl. Physiker), aber es mangelt noch an Verständnis im Berreich HiFi etwas.

Die Idee bisher:
- Der Subwoofer wird gebrückt an 2 Kanäle angeschlossen und der Schalter am Verstärker auf Sub geschlatet. Ich nehme an, dass dann ein Tiefpass im Verstärker arbeitet.
- Die 3-Wege Frequenzweiche der Lautsprecher wird nur an den MT und HT angeschlossen und auf den TT wird verzichtet, da ja Sub vorhanden. Die Chassise von jeweils einem HT und einem MT kommen in eine kleine Box. Das ganze mal zwei.

Ich habe das soweit ich konnte mit einem 12V NT ausprobiert und es hört sich ausreichend gut an.

Fragen:
1. in den 3-Wege-Boxen sind als TT jeweils 2 Chassise (15,5 cm Durchmesser) verbaut die zumindest identisch aussehen. Beim Testen viel mir auf, dass die schon auch einen nicht kleinen Anteil am mittleren Frequenzbereich beitragen. Der eigentliche MT ist 10cm vom Durchmesser. Die Frage ist, ob es sinn macht die größeren als MT zu benutzen, bzw ob ich sonst irgndwie mit meinen beschränkten Mitteln irgendwie mehr rausholen kann? Ich will einfach nicht, dass es dann heisst "du hättest einfach nur das und das anders machen sollen und hättest viel mehr von".
2. der Verstärker hat 4 Cinch-Eingänge. Beim Testen habe ich einen 3,5mm auf LR-Chinch benutzt. Ich habe den linken in einen der Rear (Subwoofer) eingesteckt und den rechten in einen der Fronteingänge. Damit ich Stereo an Front habe, bzw beide Ausgänge nutzen kann für die "Satelliten", muss ich
das Eingangsignal irgendwie verdoppeln. Ich hätte schon irgendwelche Adapter da, aber bin mir nicht sicher, ob das so gemacht wird. Sorge macht mir vorallem, dass das Signal ja dann schwächer wird, oder? Weil wenn ich das 3,5mm an mein Handy anschließe, reicht volle Lautstärke jetzt schon nicht ganz aus um den Verstärker ans Limit zu bringen.
3. Prinzipielle Frage: Warum filtert man eingentlich den tiefen Frequenzbereich nicht vor dem Verstärker schon aus, wenn man ihn eh nicht haben will. Der Verstärker müsste dann doch mehr Leistung für den mittleren/hohen Bereich übrig haben oder? Oder "verliert" er beim tiefen Bereich keine Leistung, da diese eh nicht abgenommen wird?
4. Wie groß müsste die Box ungefähr sein? Ich schätze für MT/HT kann sie ziemlich klein sein, oder?

Ich bin sehr dankbar über Verbesserungsvorschläge im Rahmen meiner Teile und Tipps zu kleinen Investitionen, die dann aber einen großen Gewinn bringen.

Ich möchte euch bitten mir keine Ratschläge zu geben, wie man das mit ganz anderen Teilen besser machen könnte. Das weiß ich halbwegs selber, nachdem ich doch nun einiges gelesen habe. Eigentlich wollte ich was mit 2 BG20ern bauen, aber das ist mir zu groß vom Volumen her, außerdem will ich einfach schauen, wie weit ich mit dem Zeug komme, dass ich zufällig habe.

Vielen Dank und beste Grüße,
Jakob

Teile
Reference_100_Mk_II
Inventar
#2 erstellt: 02. Apr 2015, 16:03

pacyman (Beitrag #1) schrieb:
- einen Car-Subwoofer von MAC (24-500HZ, 4Ohm)

Naja, nicht das gelbe vom Ei, aber wenn er schon mal da ist...
Der aufgedruckte Frequenzbereich hat keine wirkliche Aussagekraft. Das dient lediglich zu Verkaufszwecken.
Gerade außerhalb ihrer "Wohlfühlzone", dem Auto, kacken Car-HiFi-Subs ganz schön ab. Sie sind einfach zu leise und komplett falsch abgestimmt.


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
- zwei große 3-Wege Standboxen (6Ohm, jeweils 1HT, 1MT, 2TT).

Auch nicht sooo super, aber was man hat hat man halt...


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
- kleine Autobatterie wird gebraucht noch gekauft

Eine Autobatterie würde ich nicht kaufen, da diese auslaufen können sollten sie umkippen.
Kauf dir lieber einen Blei-Gel-Akku. Der ist zwar teurer, aber das sollte für einen Dipl wohl kein Prob darstellen, oder?


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
- Der Subwoofer wird gebrückt an 2 Kanäle angeschlossen und der Schalter am Verstärker auf Sub geschlatet. Ich nehme an, dass dann ein Tiefpass im Verstärker arbeitet.

Ja genau. Wobei ja gebrückt NICHT bedeutet, dass der Sub an allen + und - von beiden Kanälen gleichzeitig angeschlossen wird!
Es wird + von Kanal 1 und - von Kanal 2 genutzt!


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
- Die 3-Wege Frequenzweiche der Lautsprecher wird nur an den MT und HT angeschlossen und auf den TT wird verzichtet, da ja Sub vorhanden. Die Chassise von jeweils einem HT und einem MT kommen in eine kleine Box. Das ganze mal zwei.

So kann man es machen.
Ich würde aber eher eine MT/HT-Box dann fest mit dem Sub/Elektronik-Part verbinden und die andere "abnehmbar" gestalten.
So hast du die Möglichkeit auch draußen/mobil echtes Stereo nutzen zu können.


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
Beim Testen viel mir auf, dass die (TTs) schon auch einen nicht kleinen Anteil am mittleren Frequenzbereich beitragen.
bzw ob ich sonst irgndwie mit meinen beschränkten Mitteln irgendwie mehr rausholen kann?

Ja, das kannst du.
Wie du richtig bemerkt hast, machen die TTs auch schon ordentlich Mittelton.
Sie werden bei 3-Wege Lautsprecherboxen i.d.R. irgendwo bei ca. 500-800Hz getrennt (Tiefpassfilter).
Dein Mac Subwoofer sollte aber aus klanglichen Gründen nicht weiter hoch als vllt. 100Hz laufen. Der klingt dann einfach mies. Ist so.
Da tut sich also ein ordentliches Loch zwischen 100 und 500Hz auf.
Was du nun machen kannst:
Die Frequenzweiche der 3-Wege Lautsprecher analysieren, den Mittelton-Zweig finden und dann den Kondensator (und evtl. die Spule) für den dort verbauten Hochpass entfernen.
Dann spielt der Mitteltöner weiter runter und "füllt das Loch auf".
Er wird das nicht so super machen, da er nur für Mittelton konzipiert wurde, aber es ist m.M.n. besser als nichts.
Auch solltest du beim Bau der Gehäuse für den MT/HT-Part darauf achten, die originale Schallwandbreite der 3-Wege-Boxen beizubehalten, ebenso den Abstand der Chassis von der Oberkante. Veränderungen an diesen Maßen können zu unschönen Veränderungen im Abstrahlverhalten und Klang bringen!


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
...muss ich das Eingangsignal irgendwie verdoppeln.
Sorge macht mir vorallem, dass das Signal ja dann schwächer wird, oder?

Verdoppeln kannst du es mit einem bzw. ja zwei einfachen Cinch-Adaptern. 1* Buchse auf 2* Stecker. Fertig.
Das Signal wird nicht schwächer, da die Eingänge der Endstufe, sollte diese noch heile sein, sehr hochohmig sind und somit den auf 16 Ohm ausgelegten Ausgang deines Handys nicht belasten.

Also: [1* Klinke-Stecker auf 2* Cinch-Stecker] in [2* Cinch-Buchse auf 4* Cinch-Stecker]
Die eckigen Klammern entsprechen jeweils einem Kabel.


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
Warum filtert man eingentlich den tiefen Frequenzbereich nicht vor dem Verstärker schon aus, wenn man ihn eh nicht haben will.

Das macht man doch, hast du doch selbst schon geschrieben ^^
Das nenn sich Filter.
In dem Fall dass man tiefe Töne wegfiltern möchte wäre es ein Hochpass-Filter, möchte keine hohen Töne mehr ist es ein Tiefpass-Filter.
Diese Arten von Filtern lassen sich aktiv, in Form einer kleinen Operationsverstärker-Schaltung z.B., oder passiv mit Kondensatoren und Spulen aufbauen.
In einer Car-HiFi-Endstufe kommt ersteres zur Verwendung.
Die Schiebeschalter auf einer Seite der Endstufe stellen die Charakteristik des Filters ein (HPF oder LPF) und die daneben befindlichen Drehpotis stellen die Trennfrequenz ein (definiert als Punkt mit relativer Abschwächung des Signals von 3dB oder ca. 30% Spannung).
Das designen von aktiven Filtern ist nicht sonderlich schwer. Es gibt dazu zig Schaltpläne im Netz die so gut wie alle was taugen.
Passive Filter hingegen haben leider die Eigenheit, dass sie mit den daran angeschlossenen Lautsprecherchassis in Wechselwirkung arbeiten.
Guckt man sich das Ersatzschaltbild eines Tauchspulenlautsprechers an, sieht man dass auch dieser aus Kondensatoren, Spulen und Widerständen besteht.
Diese Komponenten haben allerdings keinen über die Frequenz hinweg konstanten Werte. Auch sind sie bei jedem Lautsprecherchassis unterschiedlich!
Nimmt man nun Filter A das für Chassis X designed und korrekt aufgebaut wurde, wird es zu 99% nicht mit Chassis Y harmonieren.
Ebenso wenig anders herum.


pacyman (Beitrag #1) schrieb:
Wie groß müsste die Box ungefähr sein? Ich schätze für MT/HT kann sie ziemlich klein sein, oder?

Die Box für den MT/HT-Part sollte so groß sein, wie das Volumen dass sie auch in der originalen Box zur Verfügung haben.


Noch ein paar Tipps:
- Sicherungen nicht vergessen!
- Car-HiFi-Endstufen werden über den REM-Anschluss ein- und aus geschaltet. Schaltet man den Plus-Kontakt können arg große Ströme auftreten die den Schalter selbst zerstören können!
- Stromkabel zur Endstufe nicht unterdimensionieren! 6mm² sollten gut sein.
- Für die Chassis sind 1,5mm² völlig ausreichend.
- Spannungsanzeige verbauen! Akkus die zu starkt beansprucht werden (Tiefenentladung) werden dabei zerstört oder mindestens massiv beschädigt!
- Als Holz für alle Komponenten bitte keine Spanplatte oder MDF verwenden! Das quillt auf und sieht dann sch***e aus. Lieber Multiplex (MPX) Birke. Das ist sehr stabil, hat ein geringes spez. Gewicht und dennoch sehr sehr gute akustische Eigenschaften. Die ersten beiden Punkte machen es leider sehr teuer, ca. 45€/m².
Als Lack lieber etwas ordentliches nehmen, statt die günstige Farbe für 4€/1L. Such mal im Netz nach "Warnex". Das ist Strukturlack für PA-Lautsprecher, der sehr strapazierfähig ist.
- Schutzecken, gerade unten, sind immer nett
- Eine USB-Ladebuchse schadet auch nicht (entweder selbst gebaut mit LT7805 oder einfach einen Zigarettenanzünder-USB-Lader kaufen)
- Den Akku gut befestigen. Sollte die Kiste mal umkippen oder irdgenwo runterfallen kann der Akku schon gut war zerfetzen im inneren.
- Die Gehäuse für MT/HT gut abdichten! Pfeif-/Strömungsgeräusche klingen kacke.

Grüße, Malte
pacyman
Schaut ab und zu mal vorbei
#3 erstellt: 02. Apr 2015, 22:04
Lieber Malte, danke vielmals für deine ausführlichen Antworten.

- Werde den Rat befolgen und kaufe einen Bleigel Akku. habe auf Amazon schon etwas geschaut. Was für eine Kapazität haltet ihr für sinnvoll? Ich tendiere zu zB 20 bis 30 Ah. Kann man grob schätzen, wie lange ich damit auskomme? Cool wäre, wenn der Akku den ganzen Tag auf gesprächslautstärke durchhält und dann abends nochmal 5 Stunden auf volle Kanne.
Was haltet ihr davon:
bleigel akku

- Die Sache mit der Frequenzweiche habe ich noch nicht ganz verstanden. Ich habe Deinen Rat befolgt und die Schaltung analysiert. Wenn ich mich nicht vertan habe funktioniert die Schaltung folgendermaßen:
Frequenzweiche
Ich habe mir andere Frequenzweichen angesehen und gehe davon aus, dass das hier eine "Minimal-Version" ist. Im MT den Kondensator raus würde ja im Prinzip bedeuten, den MT direkt zu treiben, oder?

Wie Du gesagt hast ist der MT eigentlich nicht dafür gemacht die niedrigeren Frequenzen wiederzugeben. Würde es nicht Sinn machen einen der TT als MT zu missbrauchen? Ich hab ja 4 TT übrig.

Im der nächsten Abbildung sieht man im gelben Kasten die Konfiguration, über die wir bisher gesprochen haben:
3wege box

Ich könnte also die Schwarze Box weiter verwenden, indem ich sie, wie der gelbe Kasten andeutet, so schneide und eine kleinere Box daraus mache. Dann hätte ich die Schallwandbreite und die Abstände schon richtig oder? Aber die Tiefe wäre ja dann unnötig groß oder?

Die Rote Variante 2 würde zwar mehr Mitten bringen, aber in den höhen schwächeln oder?

Danke noch für die übrigen Tipps. Werde es so machen. Ich werde einen Hauptschalter einbauen, der die 12 V für den Verstärker, die Spannungsanzeige und den USB-Wandler zur Verfügung steht. Ein zweiter Schalter schliesst dann REM zu + kurz und schaltet sozusagen die Musik an.

Noch ein paar prinzipielle Fragen:
- Es leuchtet mir ein, dass man eine Frequenzweiche benutzt um die richtigen Frequenzbereiche an die geeigneten Chassis zu leiten. Verstehe ich das richtig, dass es ohne FW die Lautsprecher beschädigen könnte? Oder geht es vorallem darum Überschneidungen zu vermeiden, dass also bestimmte Frequenzbereiche gerade vom tieferen und höheren Chassis wiedergegeben werden und dadurch zu laut ausfallen?
- Das mit der Schallwandbreite ist mir nicht ganz klar. Ich hatte gehofft die beiden Satelliten sehr klein halten zu können.
- Ihr kennt doch sicher diese kleinen 2.1 System die es schon ab 60 € gibt für den PC oder Notebook. Wir haben zwei solche im Einsatz, am PC und am Fernseher. Ich finde die Dinger haben Schon ne krasse Lautstärke und einen guten Bass und sind dazu recht klein und leicht. Warum sind da die Satelliten so klein? Weiss jemand mit was für einer Gleichspannung die Dinger typischerweise laufen? Mann könnte ja zur noch das Netzteil weghauen und nen Stepup oder Stepdown wandler dran machen und hätte was relativ günsiges und mobiles oder?

Vielen Dank nochmals für die Antworten.


[Beitrag von pacyman am 02. Apr 2015, 22:27 bearbeitet]
Reference_100_Mk_II
Inventar
#4 erstellt: 04. Apr 2015, 15:03

pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Was für eine Kapazität haltet ihr für sinnvoll? Ich tendiere zu zB 20 bis 30 Ah. Kann man grob schätzen, wie lange ich damit auskomme?

Die Laufzeit abschätzen wird schwer... Das hängt stark vom Musikstil ab. Auch ist der Wirkungsgrad der lautsprecher entscheidend. 3dB mehr Lautstärke bedeuten schon dass die doppelte Leistung aufgewendet werden muss.
Wären deine LS also von grund auf 3dB lauter als sie jetzt sind, würdest du wesentlich weniger Strom verbrauchen...
Dein Verstärker ist auch nicht der effizienteste. Man kann mit ca. 60% Wirkungsgrad rechnen. Sprich von 100% aufgenommener Leistung gehen nur 60% an den Lautsprecher. Der Rest wird in Wärme umgewandelt.
Ich denke nicht dass du mit 30Ah dein Ziel erreichst. Eher 46Ah. Wird teuer, aber du wirst merken was du davon hast.


pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Ich habe mir andere Frequenzweichen angesehen und gehe davon aus, dass das hier eine "Minimal-Version" ist. Im MT den Kondensator raus würde ja im Prinzip bedeuten, den MT direkt zu treiben, oder?

Ja genau, das ist wirklich eine Minimalversion. Die Boxen scheinen sehr "preiswert" gewesen zu sein... ^^
Richtig, wenn du den Kondensator vor dem MT weg nimmst spielt dieser weiter runter.


pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Wie Du gesagt hast ist der MT eigentlich nicht dafür gemacht die niedrigeren Frequenzen wiederzugeben. Würde es nicht Sinn machen einen der TT als MT zu missbrauchen? Ich hab ja 4 TT übrig.

Nein, das würde wenig Sinn machen, da die TTs wahrscheinlich zu schlecht mit MT-Bereich arbeiten. Die haben dann oft einen krassen Anstieg im Frequenzgang was dann zu sehr lautstarken Mitten führt.
Lass den MT lieber weiter runter spielen.


pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Ich könnte also die Schwarze Box weiter verwenden, indem ich sie, wie der gelbe Kasten andeutet, so schneide und eine kleinere Box daraus mache. Dann hätte ich die Schallwandbreite und die Abstände schon richtig oder? Aber die Tiefe wäre ja dann unnötig groß oder?

Ja, so könntest du das machen. Die Schallwandbreite und die Positionen der Chassis sollten eingehalten werden.
Die Tiefe wird benötigt um Volumen zu bekommen. Du könntest die Box auch bloß 10cm tief machen, dann kommt der MT halt nicht so tief runter.
Merke: Bass braucht Volumen oder viel Leistung. Entweder wird dein Subwoofergehäuse groß und kommt von alleine tief runter oder du haust halt nen massiven Bass-Bosst rein, wodurch viel viel Leistung benötigt wird, das Gehäuse aber recht klein werden kann.

Wie tief ist denn die originale Box?


pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Verstehe ich das richtig, dass es ohne FW die Lautsprecher beschädigen könnte? Oder geht es vorallem darum Überschneidungen zu vermeiden, dass also bestimmte Frequenzbereiche gerade vom tieferen und höheren Chassis wiedergegeben werden und dadurch zu laut ausfallen?

Beschädigen: Unter Umständen. Ein Subwooferchassis kann Schaden nehmen, wenn es z.B. im Bassreflexgehäuse betrieben wird und zu große Signale unterhalb der Abstimmfreq. spielen muss. Dann steigt die Auslenkung massiv an und die Spule kann anschlagen.
Ein Hochpassfilter verhindert das.
Einem HT geht es ganauso. Er geht dann aber eher elektrisch kaputt.
FQWs werden aber eig dazu verwendet zu verhindern, dass unterschiedliche Lautsprecher gleiche Frequenzbereiche wiedergeben. Das führt nämlich zu Additionen und Subtraktionen im Amplitudenfrequenzgang wodurch dieser äußerst uneben wird. Ob sich Schallanteile addieren oder subtrahieren ist sehr individuell.


pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Das mit der Schallwandbreite ist mir nicht ganz klar. Ich hatte gehofft die beiden Satelliten sehr klein halten zu können.

das geht leider nur indem du die Tiefe veränderst. Veränderst du die Front so könnte das Verschlechterungen im Abstrahlverhalten und Frequenzgang mit sich führen.


pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Warum sind da die Satelliten so klein?

Weil darin bloß ein kleiner Breitbänder verbaut wurde der aufgrund seiner Parameter bloß sehr kleine Volumen benötigt ODER weil er einfach "da rein gezwängt wurde".


pacyman (Beitrag #3) schrieb:
Weiss jemand mit was für einer Gleichspannung die Dinger typischerweise laufen? Mann könnte ja zur noch das Netzteil weghauen und nen Stepup oder Stepdown wandler dran machen und hätte was relativ günsiges und mobiles oder?

Erst mal sitzt da ja ein Trafo drin, danach kommt ein Gleichrichter.
Je nachdem wie Leistungsfähig das System ist kann das zwischen 12 und 28V DC schwanken.
Da kann man keine Pauschalaussage treffen.
Auch kann es sein dass die Dinger mit einer symmetrischen Spannung arbeiten. Das ist aber eher seltener der Fall.
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