Prototyp Todesstern

[incoggnito2]

Servus Zusammen,

hier soll eine erste Version meines Todessterns entstehen.
Der Name hat sich mir schon nach dem ersten Entwurf erschlossen. :D

Die Box soll ein gleichmäßiges Abstrahlverhalten aufweisen und eine untere Grenzfrequenz von unter 100Hz im geschlossenen Gehäuse erreichen. Darunter übernehmen dann die Subwoofer. Der Speaker soll als Allrounder zwischen Heimkino und Musik operieren. Wirkungsgrad ist nicht allzu wichtig, da bei mir sowieso nie wirklich laut gehört wird und die Boxen auch nur 3m entfernt sind. Die Boxen sollen von der Decke abgehängt werden. Es soll ein möglichst "zeitrichtiger" kleiner Lautsprecher entstehen, deswegen habe ich mich für einen quasi Koax Aufbau entschieden.

Das Gehäuse wird vollständig gedruckt. Hier lasse ich mich für den 3D-Druck von einem Freund beraten. Der hat privat mehrere Drucker zur Verfügung und viel Erfahrung. Würde außen gerne mit einer Schichtstärke ein Motiv vom StarWars Todesstern aufbringen. Darüber hätte ich gerne Quarzsand aufgeklebt und mit Klarlack versiegelt. Innen sollen die Wände ausreichend bedämpft werden... könnte mir auch vorstellen eine Wabenstruktur mit Acrylgel aufzufüllen... mal sehen was mein Kumpel hier noch für Ideen hat und was der 3D-Druck so aushält.

Als Hoch-Mitteltöner soll ein Tangband W3-1797S eingesetzt werden, da dieser schon eine Weile bei mir rumliegt. Beim Tiefmitteltöner habe ich mich für einen Monacor SPH175HQ entschieden. Würde gerne mit einer 6dB Weiche trennen, wird sich aber zeigen, wie gut das funktioniert. Für die Entwicklung soll via PC getrennt werden und später dann mit entsprechenden DSP's.

Im ersten Schritt wollte ich mir ansehen, welche Auswirkungen der Breitbänder vor dem Tieftöner hat. Dazu habe ich mir mal eine grobe Geometrie zurechtegelegt und diese in ABEC simuliert. An dieser Stelle nochmals vielen Dank Christoph für die Unterstützung. Es wurde Testweise eine Trennung bei 800 Hz mit einem Butterworth Filter 1.Ordung eingesetzt. Der Hochtöner wurde entsprechend dem Abstand verzögert. Die virtuellen Messpunkte sind in einem Meter Abstand festgelegt.

Wie man an den Bildern erkennen kann sind im Bereich zwischen 1 und 2kHz durch den Einschnitt in die Kugel Resonanzen entstanden. (Frequenz analog Wellenlänge Einschnittsdurchmesser)
Mit einem reduzierten Modell werde ich nun mit der Geometrie spielen und Dämpfung an eingen Stellen aufbringen. Mit dem Verschieben der Trennfrequenz in Richtung 1,5kHz konnte ich auch schon ganz gute Ergebnisse erzielen. (erstmal nicht gewollt, daher auch nicht abgebildet)

Nach dem ARTA-Workshop im April werde ich mich dann an die Messung der TSP machen und diese im Modell anpassen. Dann geht es ans Drucken eines ersten Prototyps und an die ersten Messungen. Das Projekt wird wohl ein paar Monate dauern... ;)

Da ich noch nicht so viele Lautsprecher selbst entwickelt habe, bitte ich um Nachsicht und hoffe auf die Erfahrung der "alten Hasen" hier. :danke:

Viele Grüße
Inco

[Gaga]

Hallo Inco,

vielen Dank, dass Du die Entwicklung hier dokumentierst! Eine Entwicklung über Simulation, Druck, Messung interessiert mich natürlich.

Eine Frage habe ich gleich zu Anfang:

und die Boxen auch nur 3m entfernt sind. Die Boxen sollen von der Decke abgehängt werden.Von der Decke abgehängt und 3 Meter Entfernung - wie hoch ist denn die Decke und wie ist die Entfernung Lautsprecher zu Hörplatz?

Ich frage, weil Du die Lautsprecher (falls die an der Decke angebracht werden sollen) evtl. als Halbkugel planen und direkt an die Decke anbringen könntest. Bzw. bei der Simulation ggf. gleich den Raum mit einberechnen könntest.

Viel Spaß beim Projekt, Gruß,
Christoph

[incoggnito2]

Von der Decke abgehängt und 3 Meter Entfernung - wie hoch ist denn die Decke und wie ist die Entfernung Lautsprecher zu Hörplatz?es dürften ca. 3m von der Box bis zum Hörplatz sein. Der Raum ist mit der abgehängten Decke glaube ich 2,2m hoch. Hätte die Lautsprecher ungefähr einen halben Meter abgehängt (je nach sinnvollen Wandabständen)


Ich frage, weil Du die Lautsprecher (falls die an der Decke angebracht werden sollen) evtl. als Halbkugel planen und direkt an die Decke anbringen könntest. Bzw. bei der Simulation ggf. gleich den Raum mit einberechnen könntest.Die Anbringung direkt unter der Decke würde hier untenrum wohl etwas mehr Druck verleihen. Aber ich bin mir nicht sicher ob ich den Speaker soweit weg von der Ohrhöhe haben möchte. Gerade wegen dem Heimkino wäre ich ca. auf Bildmitte gegangen.

[Gaga]

Hi Ingo,


Der Raum ist mit der abgehängten Decke glaube ich 2,2m hoch. Hätte die Lautsprecher ungefähr einen halben Meter abgehängt (je nach sinnvollen Wandabständen)

Ich hatte Dich wohl zunächst falsch verstanden und angenommen, dass die Todessterne senkrecht nach unten strahlen sollen.;)

Wie Du schreibst, willst Du die aber einfach von der Decke abhängen, aber dann schon vertikal auf die Hörplatze ausrichten...(anstatt irgendwelche Lautsprecherständer zu verwenden)...?

Gruß,
Christoph

[incoggnito2]

Wie Du schreibst, willst Du die aber einfach von der Decke abhängen, aber dann schon vertikal auf die Hörplatze ausrichten...(anstatt irgendwelche Lautsprecherständer zu verwenden)...?

Korrekt, wegen der Bildmitte wandern die Ls eher zur Decke

[Kalle]

Moin,
sehe ich das richtig, du willst nur einen Lautsprecher einsetzen.
Du willst also keinen Kugelstrahler aufbauen ähnlich Grundig Audiorama. Das wäre schade, denn wenn schon Kugel, dann richtig, also mindestens 4 Strahler pro Kugel, sonst ist der Name auch lächerlich ... denn so kann sich die Kugel nur mit einem Strahler gegen die grausame Stille verteidigen;):D.
Gruß Kalle

[incoggnito2]

sehe ich das richtig, du willst nur einen Lautsprecher einsetzen.


Jaein, es sind zwei Chassis in einer Box. Es werden vielleicht 5 Boxen für das Heimkino oder halt nur 2 Boxen für den Schreibtisch.



Du willst also keinen Kugelstrahler aufbauen ähnlich Grundig Audiorama. Das wäre schade, denn wenn schon Kugel, dann richtig, also mindestens 4 Strahler pro Kugel, sonst ist der Name auch lächerlich ... denn so kann sich die Kugel nur mit einem Strahler gegen die grausame Stille verteidigen;):D.


Nope keinen Kugelstrahler, das passt nicht zum Heimkino (finde ich) ... außerdem hat der echte Todesstern auch nur einen Strahl ;)

[dy1026u]

Moin in die Runde,

Todesstern hat auch schon mal jemand meine kleinen Kugellautsprechern genannt...

Spannendes Thema, das Gehäuse ausdrucken! Für meine 90 Liter Kugelgehäuse habe ich doch sehr lange gebraucht.

Wieviel Liter, bzw. wie groß soll denn Dein Todesstern haben/werden?

Freue mich auf erste Bilder,

Gruß, Hartmut

[incoggnito2]

Spannendes Thema, das Gehäuse ausdrucken! Für meine 90 Liter Kugelgehäuse habe ich doch sehr lange gebraucht

Das Gehäuse des TT liegt nur bei 10-15 Liter und soll mit Watte locker aufgefüllt werden....

Ps: Die 6dB Weiche bei 800 Hz ist für den BB vermutlich etwas zu optimistisch. Denke mal es wird sich wohl doch auf eine höhere Trennfrequenz belaufen. Mal sehen wie hoch die Verzerrungen werden.

[incoggnito2]

Guten Abend,

hatte noch kurz Zeit für folgenden Versuch:
Trennung 1,5kHz 1.Ordnung Butterworth
Hochtöner Gehäuse außen bedämpft mit Absorptionsgrad von 0.8
Hochtöner invertiert und um 1ms verzögert

Die Resonanzen werden gut unterdrückt. Bei 2kHz sieht man noch den Bafflestep. (vermute ich)

Möchte mir die Tage mal anschauen, welchen Einfluss der Zentrierring des Hochtoners machen wird (aktuell hängt der HT ja in der Luft) und inwiefern man diesen als Schallführung nutzen kann.

Viele Grüße
Inco

[Gaga]

Hi Inco,

eine Bitte: Ich habe mich inzwischen an die Darstellung der Sonogramme mit +3dB bis -27dB gewöhnt, möglichst auf 0° normiert. Für mich wär's angenehm, wenn Du die Directivity-Blots auch so darstellen könntest.

Und - nur falls Dir wirklich langweilig werden sollte - ein Vorschlag für eine Simu: Auge statt Todesstern;)
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=929&pictureid=33360

Warum das Späßchen?
Du könntest die Directivity (des TMTs) so vertikal verengen, analog wie es Genelec mit der ACW-Technologie (https://www.genelec.com/key-technologies/acoustically-concealed-woofers-acw-technology) macht.

Blöderweise müsstest Du das für den HT dann auch machen...

Daher nicht ganz ernst gemeint... Viel Spaß weiterhin,
Christoph

[incoggnito2]

eine Bitte: Ich habe mich inzwischen an die Darstellung der Monogramme mit +3dB bis -27dB gewöhnt, möglichst auf 0° normiert. Für mich wär'S angenehm, wenn Du die Directivity-Blots auch so darstellen könntest.Vielleicht kannst du im ABEC-Thread ein Sample zu den notwendigen Einstellungen ablegen? (oder auch hier)
Bin mir nicht sicher, wie ich die Normierung hier richtig einstelle...


Warum das Späßchen?
Du könntest die Directivity (des TMTs) so vertikal verengen, analog wie es Genelec mit der ACW-Technologie (https://www.genelec.com/key-technologies/acoustically-concealed-woofers-acw-technology) macht.Die Technologie kannte ich noch nicht,
aber auf meinem Skitzblock hatte ich das schon vermerkt ... da denkt man direkt an Herr der Ringe :D
Ich glaub ich simulier das tatsächlich mal!

Viele Grüße

[Gaga]

Vielleicht kannst du im ABEC-Thread ein Sample zu den notwendigen Einstellungen ablegen? (oder auch hier)
Bin mir nicht sicher, wie ich die Normierung hier richtig einstelle...

Nils, nailhead und Andere hatten die Darstellung von Sonogrammen mal hier (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?p=163871) diskutiert und vorgeschlagen, eine Darstellung von +3db (+6dB) bis -27db (-24dB) zu wählen.

Einstellen kannst Du das in VACS. Nach einem Doppelklick auf die Darstellung (der Directivity) öffnet sich dieses Fenster:
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=929&pictureid=33361
Unter dem Reiter 'z-Axis' kannst Du den dB-Bereich, die Steps etc. einstellen.

Die Normierung kannst Du unter 'Processing' und 'Normalizing...' durchführen:
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=929&pictureid=33362
Hier die y-Achse und die Normierung bezogen auf die 0°-Abstrahlung. Oder was Dich halt gerade interessiert...

Grüße,
Christoph

[incoggnito2]

Guten Abend,

ich hab heute noch einen breiten Radius am TT-Gehäuse probiert. Habe falsch vermutet, der Radius hatte wenig/keinen Einfluss auf den Höcker bei 3kHz, dann ist das wohl doch schon der BB an dem ich da morgen weiter mache darf.

Offene Punkte am BB:
- Waveguide vs cut
- Abstand vom TT
- Dämpfung 0.8 --> Umsetzung frequenzabhängig (näher an realem Material)

Mit dem sanften Radius, sieht der TT akustisch insgesamt besser aus, deswegen bleibt das erstmal so.

Die Darstellung der Directivity funzt irgendwie noch nicht so.
Nach der Normalisierung passen die Pegelwerte nicht mehr.:denk:

Viele Grüße
Andi

[incoggnito2]

Servus,

inzwischen habe ich sehr viele Geometrien gerechnet. Um eine Resonanz zwischen den zwei Komponenten komme ich ohne Dämpfung bzw. steilere Trennung nicht umhin.
In den aktuellen Varianten, habe ich versucht vor dem Tieftöner einen lambda/4 Resonator einzusetzen um tieffrequent etwas zu tunen.

Nun ist mir bei der dargestellten augenförmigen Geometrie aufgefallen, dass das Abstrahlverhalten gar nicht so unähnlich der hier (https://www.hdm-stuttgart.de/~curdt/Wagner_Arneton.pdf) gezeigten Abstrahlverhalten verschiedener Vokale ist/sein könnte. Was haltet ihr von der Idee das Abstrahlverhalten eines Speakers so grob dem Abstrahlverhalten der menschlichen Stimme nachzuempfinden?

Hier die Geometrie:
42250

Viele Grüße
Andi

[Slaughthammer]

Was haltet ihr von der Idee das Abstrahlverhalten eines Speakers so grob dem Abstrahlverhalten der menschlichen Stimme nachzuempfinden?

Willst du einen Lautsprecher bauen oder einen Stimmsimulator?

Wenn du einen einzelnen Sänger im Raum simulieren willst, wäre es sinnvoll ein ähnliches Abstrahlverhalten anzustreben. Da du aber Musik stereophonisch wiedergeben möchtest, ist (laut Toole und anderen, die sich damit beschäftigt haben) ein möglichst gleichmäßiges Abstrahlverhalten anzustreben.

Gruß, Onno

[incoggnito2]

Willst du einen Lautsprecher bauen oder einen Stimmsimulator?

Ein Laustprecher mit realistischerer Stimmwiedergabe wäre ganz nett ;)

Hab mit der Antwort schon ein wenig gerechnet... das in dem verlinkten Paper gezeigte Abstrahlverhalten ist horiozontal meist gar nicht so schlecht.
Mir fehlt die Hörerfahrung, infwiefern sich das Abfallen um einige Winkel/dB sich wirklich auf das Hörerlebnis auswirkt.
Man sagt ja auch einem zwischen 1-2kHz etwas aufgeweitetem Abstrahlverhalten eine angenehme Räumlichkeit nach...

Vielleicht muss ich beide Varianten, einfach mal umsetzen und in einen kleinen Hörtest machen...

[Gaga]

Hallo Andy,


Nun ist mir bei der dargestellten augenförmigen Geometrie aufgefallen, dass das Abstrahlverhalten gar nicht so unähnlich der hier (https://www.hdm-stuttgart.de/~curdt/Wagner_Arneton.pdf) gezeigten Abstrahlverhalten verschiedener Vokale ist/sein könnte. Was haltet ihr von der Idee das Abstrahlverhalten eines Speakers so grob dem Abstrahlverhalten der menschlichen Stimme nachzuempfinden?

Ich kann Onno hier nur zustimmen. Da Du die Simus anscheinend ohnehin schon durchgeführt hast - wie sieht das horizontale und vertikale Abstrahlverhalten des gezeigten Gehäuses denn aus? Würde mich sehr interessieren.

Ansonsten würde ich das Abstrahlverhalten der vorgesehen Platzierung der Lautsprecher, dem Raum und dem Hörplatz anpassen (zum Beispiel Bei Montage unter der Decke frühe Reflexionen an der Decke vermeiden...).


Vielleicht muss ich beide Varianten, einfach mal umsetzen und in einen kleinen Hörtest machen...
Welche Varianten meinst Du?

Grüße,
Christoph

[incoggnito2]

Moin Christoph,


Da Du die Simus anscheinend ohnehin schon durchgeführt hast - wie sieht das horizontale und vertikale Abstrahlverhalten des gezeigten Gehäuses denn aus? Würde mich sehr interessieren.

Erstmal noch nicht schön (vorallem im FG auf Achse), ist nicht gefiltert oder bedämpft nur ein Crossover BU 1.Ord bei 800Hz. Optimierungen folgen erst noch!
Darstellung normalisiert auf 0° in gewünschter Form, horiozontal:
42261

und vertikal:
42262

hier noch der FG auf Achse:
42263
Der Peak bei 700 Hz ist die erwähnte unbedämpfte lambda/4 Resonanz!
Es gibt auch andere Geometrieoptionen in denen man diese Resonanz vermindern kann.


Welche Varianten meinst Du?
Die Variante mit gleichmäßigem Abstrahlverhalten, gegen eine Variante mit einem Abstrahlverhalten das sich mehr an der Stimme orientiert.
Das oben gezeigte ist natürlich noch nicht an die Richtcharaktersitk der Stimme bei Vokalen optimiert und bedarf aktuell etwas Phantasie...

Viele Grüße
Andi

[Gaga]

Hallo Andi,

vielen Dank für die Simulationen.

So, wie das letzte Gehäuse geformt ist, wird die horizontale Abstrahlung besser kontrolliert, bzw. enger, als die vertikale Abstrahlung:
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/attachment.php?attachmentid=42343&d=1522240805

Andersrum wäre es vermutlich günstiger, wenn die Kugeln an der Decke hängen und einen möglichst breiten Hörbereich im Raum beschallen (und eine frühe Deckenreflexion vermeiden) sollen.

Die engere horizontale Abstrahlung resultiert aus dem breiteren 'Schallaustritt' rechts und links vom vorgesetzten MT/HT-Gehäuse. Genelec macht es bei ihren Monitoren genau andersrum: Hier ist der 'Schallaustritt' für die Bässe oberhalb und unterhalb des Coax-MT/HT. Der vertikale Abstand ist größer, als die Austrittsöffnungen breit sind (siehe hier (https://www.genelec.com/sites/default/files/media/About%20Us/Academic_Papers/aes_142_makivirta_et_al_paper_95_2017-04-03_v_1.0.2.pdf), genaue Beschreibung des Aufbaus der Coax-Monitoren).

Vielleicht ist es einfacher, wenn Du zunächst den Aufbau wie ursprünglich lässt (Bass auf Kugel montiert) und den vorgesetzten MT/HT-Kugelabschnitt nicht exakt rund, sondern elliptisch geformt machst, um die Resos zu 'verschmieren'.

Vermutlich meinst Du das...

Es gibt auch andere Geometrieoptionen in denen man diese Resonanz vermindern kann.
...ohnehin damit.

Bin gespannt, wie's hier weitergeht.

Grüße,
Christoph

[incoggnito2]

Andersrum wäre es vermutlich günstiger, wenn die Kugeln an der Decke hängen und einen mölichst breiten Hörbereich im Raum beschallen (und eine frühe Deckenreflexion vermeiden) sollen.

Stimmt, aber mir gefällt das Design bei dem "Augen" Ansatz. Man könnte hier im Schnellemaximum, zwischen BB und TT einen mikroperforierten Stoff spannen, der würde die Resonanz in jedem Fall begrenzen.
Andererseits möchte ich bei einem Speaker, der sowieso schon relativ wenig Wirkungsgrad hat, ungerne noch mehr Energie unnötig in Wärme wandeln :D
Werde mir das nochmal mit realitsnahen Impedanzen simulieren.


Vielleicht ist es einfacher, wenn Du zunächst den Aufbau wie ursprünglich lässt (Bass auf Kugel montiert) und den vorgesetzten MT/HT-Kugelabschnitt nicht exakt rund, sondern elliptisch geformt machst, um die Resos zu 'verschmieren'.


Eine elliptische Variante des BB-Gehäuse habe ich tatsächlich schon gerechnet.
Hier die Ergebnisse:
42349

Hier im Vergleich eine ähnliche kozentrische Variante (am TT ist bei der elliptischen Variante noch eine Fläche vor dem Übergang zum Radius)
42350
Das Gehäuse vom Breitbänder ist hier etwas kleiner, man sieht schön, wie der Einbruch, bzw. die Resonanz nach oben wandert.
Die Ergebnisse sind zumindest für mich absolut nachvollziehbar.

Die Resonanzfrequenz einfach aus dem hörbaren Frequenzbereich zu schieben (ich glaube das macht Genelec da letztendlich) gefällt mir.
Werde da in einer weiteren Variante ansehen.

Viele Grüße
Inco

[incoggnito2]

Hier noch eine Variante mit seitlichen Kiemen...

42357