Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox

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Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 16.04.2009

(Teil 1/2)

Moin,

ich möchte hier mein erstes komplett selbstentwickeltes Projekt vorstellen:

Zitat:"Das Schwarze Schaf"
2-Wege-Lautsprecher
8-Zoll-Tieftöner
1-Zoll-Hochtonhorn
Wirkungsgrad: 88 dB
Frequenzgang (-3 dB): ca. 40 Hz bis 20 kHz

Das Ziel dieser Entwicklung war es, für den Partyraum meines Pfadfinderstammes einen Lautsprecher zu bauen, der folgende Kriterien erfüllt:

günstig
laut
belastbar
nicht zu groß
trotz allem natürlich: guter Klang

Beim Stichwort "günstig und trotzdem laut" fielen mir natürlich sofort die Chassis von A&D Audio ein, und nach kurzer Suche hatte ich mich für den 8-Zöller T8015 und den Horntreiber H257 mit dazu passendem Horn HL-607 entschieden.

Für 20 € für den Tieftöner bekommt man hierbei wertig verarbeitete Chassis, die trotz preisbedingter Sparmaßnahmen wie einem Stahlblechkorb nicht auf eine stabile Pappmembran, großzügige Belüftung und 5,5 mm Hub verzichten müssen. Zum HT kann ich bis auf die Optik nicht viel sagen, aber die 8 € ist er auf jeden Fall wert!

Nachdem ich die TSP des T8015 gemessen habe (natürlich wurde er vorher ordentlich eingewobbelt), simulierte ich mit AJHorn eine mittelgroße (40 Liter) Bassreflexbox mit einer praxisgerechten Abstimmfrequenz von etwa 45 Hz. So kommt er bei einem Wirkungsgrad von 87 dB doch bis 40 Hz runter, was ich für einen 8-Zöller durchaus bemerkenswert finde!

[Bild: teegjby.png]

Nachdem nun die Eckdaten feststanden ging es nun an das Design des Gehäuses. Ich wählt hierbei eine nicht allzu schmale Form mit einer Schallwandbreite von etwa 30 cm. Die Kanten ließ ich zum Schutz der Chassis ein bisschen vorstehen, für den Hifi-Einsatz sollte man unter Umständen darauf verzichten. Den BR-Kanal setzte ich nach vorne, damit man die Boxen auch wandnah aufstellen kann. Auch hier gilt für Hifi-Zwecke: Kanal nach hinten!

[Bild: teestubewhff.jpg]

Anschließend ging es daran, das ganze in Holz zu gießen. Der Zuschnitt war leider nicht ganz genau, so dass wir auf der Rückseite noch eine kleine Leiste einleimen mussten. Das auf den Fotos ist übrigens der Raum, in dem sie später spielen sollen, der nette junge Mann ist ein Mitleiter, der mir beim Bau geholfen hat.

[Bild: dscf0141li53.jpg]

Leider habe ich versäumt, von den fertigen Boxen auch noch ein Foto zu schiessen, so dass es jetzt nur noch Diagramme gibt...

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 16.04.2009

(Teil 2/2)

Fangen wir bei den unbeschalteten Chassis an: Der TT resoniert bei etwa 3 kHz, um sich danach noch einmal aufzubäumen und sich dann zu verabschieden. Der HT zeigt einen unruhigen, aber insgesamt doch gleichmäßigen Verlauf, der sicher auch ein Tribut an die miserable Einbausituation und die eher schlechten Messbedingungen ist. Timmermanns könnte das sicher schöner...

Nachdem die Weiche davorgeschaltet wurde sieht man, dass beide Chassis passend gefiltert wurden. Beim Tieftöner befindet sich die Serienspule mit 1,8 mH in dem für 8-Ohm-Tiefmitteltöner üblichen Bereich, ein paralleler Kondensator mit ebenfalls üblichen 10 µF optimiert den Verlauf der Filterflanke noch ein bisschen.
Beim Hochtöner kommt ein mit 3,3 µF eigentlich zu kleiner Kondensator zum Einsatz, der so den ursprünglich fallenden Verlauf flachzieht. Die parallelen 0,33 mH geben untenrum noch ihren Senf dazu und der Spannungsteiler mit 5,6 Ohm in Serie und 2,2 Ohm parallel senkt den Pegel noch um 13-14 dB ab. Wer will kann statt den 2,2 Ohm auch mal die nächstkleineren/größeren Werte versuchen, um weniger/mehr Hochton zu erhalten.

[Bild: teeweicheh9qt.gif]

Wenn man den Hochtöner richtig rum polt (richtigerweise wird er wie bei fast jeder 12 dB-Weiche verpolt angeschlossen), dann kann man sehr schön den Einbruch erkennen, der auf eine Trennfrequenz um die 2,5 bis 2,6 kHz hinweist. Knapp darüber ist mit der Phase nicht alles perfekt, was der leichte Pegelanstieg zeigt.

[Bild: teesummeqnte.gif]

Bei den Winkelmessungen (nur grob 0° bis 45° in 15°-Schritten) sieht man, dass der Tieftöner bei der Trennfrequenz schon bündelt, bevor das relativ gleichmäßig bündelnde Horn einsetzt.

[Bild: teewinkel49zy.gif]

Die Paargleichheit der beiden Boxen ist erstaunlich gut, wenn man bedenkt, dass ich nur Widerstände mit 10 % Toleranz genommen habe und im Hochton schlimmere Abweichungen erwartet hatte:

[Bild: teepaar6bc0.gif]

Zum Abschluss noch die Impedanz, die sich auf 8-Ohm-Niveau bewegt und somit für keinen Verstärker kritisch sein sollte. Auf eine Impedanzentzerrung habe ich verzichtet, da diese Box vmtl nie eine Röhre sehen wird. Wer sie an einer Röhre betreiben will, kann ja nochmal Boxsim bemühen.

[Bild: teeimp4z5y.gif]

Sehr gut zu erkennen ist auch die Abstimmfrequenz um die 45 Hz!

Auf Klirrmessungen und das Zerfallsdiagramm habe ich verzichtet, da bei den Klirrmessungen mein Raum viel zu viel mitmachte und ich das Zerfallsdiagramm nicht optisch aussagekräftig hinmanipuliert bekommen habe. Der Klirr bewegte sich aber bei 90 dB um 0,5 % und angesichts des zerklüfteten Hochtonfrequenzgangs gehe ich davon aus, dass der Hochton nicht perfekt schnell, aber gleichmäßig und passend zum Tieftöner ausschwingen wird.

Doch nun zum wichtigsten und am schwersten zu beschreibendem, dem Klang:

Nachdem die Boxen fertig waren habe ich sie in unser Wohnzimmer geschleppt und dort an den Verstärker anschlossen.

Da ich mir dachte, dass er vermutlich später ähnliche Kost haben wird, habe ich mit rockiger, gitarrenlastiger Musik angefangen, bevor ich dann ein bisschen in den Genres hin- und her sprang.

Und was soll ich sagen? Diese Boxen machen sicher nicht alles richtig, aber wie sie es falsch machen gefällt sehr gut.
Der Bass kommt überraschend präzise, druckvoll und ausreichend tief, genügend Punch hat er auch.
Im Mittelton fährt die Box ein richtiges Brett, wobei der ganze Sound durch die leichte Überhöhung um 6 kHz sehr detailreich daherkommt. Man kann dem Gitarristen quasi dabei zuhören, wie er seine Finger auf dem Griffbrett neu sortiert. Das macht auch die leichten Mängel im oberen Hochton wieder wett.

Die Räumlichkeit könnte ich aufgrund der assymmetrischen Aufstellung der Boxen nicht perfekt beurteilen, aber auch hier war das, was ich erahnen konnte zwar nicht perfekt wie bei einem Breitbänder, aber durchaus nicht von schlechten Eltern.

In Kombination mit dem sehr sehr ordentlichen Maximalpegel, der für einige schlaflose Nächte bei den Nachbarn sorgen dürfte, und dem Gefühl, immer noch ein Stückchen lauter drehen zu wollen geben diese Lautsprecher insgesamt ein so überzeugendendes Gesamtbild ab, dass ich jedem den Nachbau uneingeschränkt empfehlen kann. Er ist günstig, schnell gebaut, klanglich anspringend und nicht zu groß. Zur Not kann man sich ein Paar für die nächste Party in den Keller legen, und wenn sie kaputtgehen ist das angesichts des Preises auch nicht so schlimm.

Für etwa 55 € pro Seite ohne Holz liegt es preislich in einer Liga mit dem berühmten Viech, ist ihm aber in ein paar Punkten durchaus überlegen: es kann besser Bass, besser Hochton und ist kleiner. Beim Maximalpegel nehmen sich die beiden nicht viel und bei den Punkten Wirkungsgrad und Räumlichkeit punktet natürlich das Viech. Alles in allem würde ich das Ding durchaus als Viechkiller bezeichnen, auch wenn das sicher ein bisschen gewagt ist...

Zum Schluss noch der Name: Unser Pfadfinderstamm wird bei anderen Stämmen gerne auch als die "Schwarzen Schafe" bezeichnet, so dass dieser Name in meinen Augen für diese Boxen sehr passend ist.

Darum soll diese Box heissen: "Das Schwarze Schaf"

So long!

Spatz

Anmerkung: Wenn ich mal wieder ein paar Euros über habe werde ich vermutlich selber ein Paar gönnen und mich eventuell sogar an eine Version mit 2 Tieftönern wagen. 93 dB/W/m sind einfach zu verlockend!

Hier nochmal die TSP und eine Stückliste für das Gehäuse, so wie ich es gebaut habe:

Zitat:Thiele-Small parameters:

Fs = 59.29 Hz
Re = 6.70 ohms[dc]
Le = 1832.09 uH
L2 = 1260.21 uH
R2 = 25.84 ohms
Qt = 0.58
Qes = 0.64
Qms = 6.84
Mms = 22.54 grams
Rms = 1.228660 kg/s
Cms = 0.000320 m/N
Vas = 21.54 liters
Sd= 219.04 cm2
Bl = 9.379582 Tm
ETA = 0.67 %
Lp(2.83V/1m) = 91.17 dB
Z1k = 10.6
Z10k = 33.0

Added Mass Method:
Added mass = 10.00 grams
Diameter= 16.70 cm

Zitat:Stückliste in 16 mm MDF:

2x Front: 268 x 383 mm
2x Rückwand: 268 x 393 mm
4x Boden/Deckel: 268 x 400 mm
4x Seitenwand: 430 x 400 mm
4x Kanal/Strebe: 268 x 84 mm

Zitat:Dieser Bauvorschlag kann für private Zwecke in Teilen oder als Ganzes vervielfältigt und nachgebaut werden. Eine kommerzielle Verwertung bleibt vorbehalten.
© Bastian Mohing / b.mohing [ÄT] jc-orange.de

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - dukeboris - 16.04.2009

Hi interessiert mich sehr, aber ich kann die Bilder leider nicht sehen!

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 16.04.2009

Komisch, bei mir klappts sowohl mit Opera als auch mit IE, als auch mit Safari...

Versuch es mal, indem du die Seite aktualisierst!

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - dukeboris - 16.04.2009

wahrscheinlich auf der Arbeit geblockt, um den Traffic zu senken. ich probier es später noch mal von zu Hause!

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - ferryman - 16.04.2009

Bei mir klappts. Schönes Projekt, sowas könnte ich auch mal brauchen.

Das Bier wär mir peinlich :o

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 16.04.2009

Das Oettinger? Schau mal genau, was in den Kästen steckt! :p

Und das Edelstoff war sehr lecker! Wink

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - ferryman - 16.04.2009

Ok, ich nehms zurück Big Grin

Aber im Ernst, ich könnt mir vorstellen das mal nachzubauen. Der Hochtöner macht mir n bischen Sorgen- "schreit" der einen nich ab ner gewissen Lautstärke an?

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 16.04.2009

Also bis zu einem sehr sehr lauten Pegel konnte ich nix feststellen... ich hatte am Anfang auch eine gewisse Kreischigkeit erwartet, aber da kam nix!

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Christoph Gebhard - 17.04.2009

Hi Bastian,

Glückwunsch zu deiner ersten Eigenentwicklung. Sieht sehr gelungen aus.:prost:

Ein Paar Anmerkungen:

Der obere Hochton ab 10kHz scheint mir gerade gegenüber dem Bereich darunter etwas unterbelichtet zu sein. Nach meinen Erfahrungen kann es da auf Feten und bei hohen Pegeln lieber umgekehrt sein Wink

Hast du in dem Bereich schon mal probiert, Besserung zu erzielen? Der Buckel um 6,5kHz zieht sich durch alle Winkelfrequenzgänge. Vielleicht würde es - auch in der Hinsicht auf obiges Problem schon reichen - hier etwas Pegel wegzunehmen.
Ich weiß, so eine Aufwand widerspricht natürlich der Best-Buy- und Viechkiller-Idee, aber die Bauteile bei so hohen Frequenzen kosten nur ein paar Euronen.

Bei den Winkelfrequenzgängen fällt ein Aufbuckeln bei 1,7kHz mit anschließender Senke um 2,8kHz auf. Hast du mal die Phasenlage unter Winkel geprüft (auch wenn solche Probleme bei so einem preiswerten Projekt zweitrangig und vermutlich unvermeidbar sind)?

Der Fregenzgang unter 1kHz ist ungewöhnlich glatt. Mit welche Auflösung habt ihr messen können?

Gruß, Christoph

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 17.04.2009

Christoph Gebhard schrieb:Hi Bastian,

Glückwunsch zu deiner ersten Eigenentwicklung. Sieht sehr gelungen aus.:prost:

Hallo Christoph!

Danke für dein Lob! :prost:

Zitat:Ein Paar Anmerkungen:

Der obere Hochton ab 10kHz scheint mir gerade gegenüber dem Bereich darunter etwas unterbelichtet zu sein. Nach meinen Erfahrungen kann es da auf Feten und bei hohen Pegeln lieber umgekehrt sein
Hast du in dem Bereich schon mal probiert, Besserung zu erzielen?

Nein, habe ich mangels Zeit und Lust noch nicht, :o aber wenn ich das nächste mal in Erlangen bin werde ich mir die Boxen vmtl nochmal schnappen und ein paar kleine Kondensatoren parallel zum Spannungsteiler klemmen... mal sehen, was dabei rumkommt, mehr Aufwand werde ich nämlich nicht betreiben! Wink

Zitat:Der Buckel um 6,5kHz zieht sich durch alle Winkelfrequenzgänge. Vielleicht würde es - auch in der Hinsicht auf obiges Problem schon reichen - hier etwas Pegel wegzunehmen.
Ich weiß, so eine Aufwand widerspricht natürlich der Best-Buy- und Viechkiller-Idee, aber die Bauteile bei so hohen Frequenzen kosten nur ein paar Euronen.

Auch hier werde ich es nochmal mit einem Saugkreis versuchen. Wobei ich wie gesagt, das Gefühl habe, dass sich die beiden Probleme akustisch ein bisschen ausheben. Außerdem hat die Box so "Charakter"! Big Grin

Zum Glück greifen beide Änderungen nicht in die Schaltungstopologie ein, so dass man die Verbesserungen zum "nicht mehr ganz so schwarzen Schaf" einfach nachrüsten kann...

Zitat:Bei den Winkelfrequenzgängen fällt ein Aufbuckeln bei 1,7kHz mit anschließender Senke um 2,8kHz auf. Hast du mal die Phasenlage unter Winkel geprüft (auch wenn solche Probleme bei so einem preiswerten Projekt zweitrangig und vermutlich unvermeidbar sind)?

Der Fregenzgang unter 1kHz ist ungewöhnlich glatt. Mit welche Auflösung habt ihr messen können?

Gruß, Christoph

Das Aufbuckeln kommt IMHO daher, dass mein ATB bei den Frequenzen darunter immer um 1-2 dB geschwankt hat, ich habe dabei den lauten Lüfter des Messrechners im Verdacht. Die Senke darüber kommt vermutlich einfach daher, dass der 20er hier schon massiv bündelt, aber das Horn noch nicht richtig einsetzt. Das könnte man nur mit einer tieferen Trennfrequenz beheben, und das wäre dann ein wirklicher Aufwand, wenn nicht sogar unmöglich/sinnfrei.

Neutralität war wie gesagt kein Entwicklungsziel, dafür hat es mich überrascht, wie homogen die beiden Chassis spielen...

Zu den Messbedingungen kann ich nur sagen, dass diese eher schlecht sind. Ich bin ein Kellerkind mit knapp über 2m Deckenhöhe und zum Messen standen die Boxen auf den Mutaborgehäusen, das Mikro war etwa 80 cm von den Boxen entfernt und hatte nach hinten zur nächsten Wand noch ca. 40 cm Luft. ATB lässt mir nicht sehr viele Freiheiten bei der Wahl der Messmethode, bei einer FFT-Messung muss ich zwischen vorher definierten Messfenstern wählen, ich habe hierbei den Bereich von 195 Hz -24 kHz gewählt.

Hier ist das ganze nochmal als Sinusmessung, normiert auf 2,83 V zu sehen:

[Bild: teespl2yqe.gif]

Ciao,

Spatz

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - testfahrer - 02.05.2009

Hi Spatz

hattest du angesichts des Preises des TMT mal über die Verwendung von zwei Stück pro Seite nachgedacht?
Evtl. ließe sich die Belastbarkeit bei gleichzeitigen Tiefbassgewinn noch steigern? Der mittl. Schalldruck des Hornes hätte damit jedenfalls kein Problem.

Ansonsten geiles Projekt. So eine günstige (ja günstig muss sein) Prügelkombi für den Garten steht bei mir auch als nächstes Projekt mal an.

btw, wie schauts mit den open air Fähigkeiten des LS aus, gerade im Bassbereich?

Gruß
Christof

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 02.05.2009

Spatz schrieb:Anmerkung: Wenn ich mal wieder ein paar Euros über habe werde ich vermutlich selber ein Paar gönnen und mich eventuell sogar an eine Version mit 2 Tieftönern wagen. 93 dB/W/m sind einfach zu verlockend!

Wobei ein zweiter TMT natürlich dann schon eine wirklich große Box macht...

Explizit draußen habe ich sie nicht getestet, ich vermute aber mal, dass sie sich auch da ganz gut machen werden. Natürlich wird der Bass ein bisschen schlanker sein, aber das kann man ja mit einem kleinen Dreh am Regler ausgleichen.

Ciao,

Spatz

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - testfahrer - 03.05.2009

Spatz schrieb:

...ich habs einfach überlesen Rolleyes

Gruß
Christof

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - ferryman - 06.06.2009

Moin,

Was für Bauteile hast du für die Frequenzweiche genommen? Mir fehlt da jegliche Erfahrung, wo man wieviel sparen kann/sollte.

Ich plane ein ähnliches Konzept, allerdings mit wesentlich mehr Membranfläche, und nicht ganz ULB im Hochton. Maximalpegel sollte erheblich höher liegen, das Volumen auch.

Hast du die Weiche nur berechnet, oder vollständig in Boxsim simuliert?

Viele Grüße,
Julian

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 07.06.2009

Hi Julian,

normalerweise nehme ich beim TMT eine Luftspule mit nicht zu hohem Widerstand (bis etwa 0,8 Ohm) und im Hochton einen MKP. Die Spule parallel zum HT ist auch eine Luftspule, aber mit dünnem Draht, der Kondensator parallel zum TMT darf auch ruhig ein glatter Elko sein. Die Widerstände sind 5-10 Watt MOX.

Grundsätzlich sollte man darauf achten, dass die Bauteile im Signalweg von guter Qualität sind und Kernspulen erst einsetzen, wenn Luftspulen zu teuer werden.

Die Weiche habe ich live gemessen, rechnen lässt sich da ja nix!

WICHTIG: Ich habe oben vergessen zu schreiben, dass man noch 1-2 Matten Sonofil in die Box schrauben sollte!

Ciao,

Spatz

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - ferryman - 07.06.2009

Spatz schrieb:Die Weiche habe ich live gemessen, rechnen lässt sich da ja nix!

Echt? Woher nimmst du dann Anhaltspunkte, welche Größen du verwenden musst? Confused

Was ist mit Weichensimulationsprogrammen, oder die ganz einfachen Weichenrechner (Strassaker z.B.)?

Ich wollte eh einfach Boxsim verwenden...

Danke für die Ausführungen zur Bauteilequalität.
Sonofil ist schon klar.

Viele Grüße,
Julian

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 07.06.2009

Erfahrung! Wink

Und bei den Spannungsteilern hilft mir der Rechner von Boxsim! :o

Boxsim is' okay, den Strassacker-Weichenrechner kannste vergessen!

Ciao,

Spatz

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - ferryman - 07.06.2009

Spatz schrieb:den Strassacker-Weichenrechner kannste vergessen!

Warum? Spannungsteiler wird der nicht anders berechnen als Boxsim, und woher sollte ich mir sonst Anhaltspunkte nehmen, welche Bauteile ich brauche?

Grüße,
Julian

Das schwarze Schaf, eine günstige und spaßbringende Partybox - Spatz - 07.06.2009

Spannungsteiler kannste damit machen, aber alles andere wird vollkommen falsche Ergebnisse liefern!

Anhaltspunkte liefert die Erfahrung, eine Spule vor einem 8-Ohm-TMT hat z.B. meist um die 2 mH, der Kondensator parallel dazu etwa 10 µF...