Party-HiFi-Box für die Garage

Da freue ich mich schon drauf, den bei ner Kaltschale in deiner Garage zu testen🍻😃

Beim Lesen hatte ich sofort "ein einzelnes 70er Rohr ist aber knapp" im Kopf.

Nico Germanos von Quint-Audio hat dazu mal eine sehr interessante Untersuchung mit seiner LOUD gemacht.

https://www.physical-lab.com/images/Baumappen/Baumappe%20LOUD.pdf

In der LOUD kommt nur ein 6" TMT zum Einsatz, dennoch sind zwei 7cm BR-Rohre auf der Rückseite verbaut. Die Erklärung, warum das so ist, findet sich im dazugehörigen Entwicklungsbericht:

Wer keine Lust zum Lesen hat oder die Diagramme evtl. nicht ganz deuten kann, für den gibts hier eine Zusammenfassung:
Besonders bei Lautsprechern, die auch mal hohen Pegel liefern sollen, ist ein großer BR-Kanalquerschnitt wichtig.

Ich habe für mich so eine Eselsbrücke gebaut, indem ich bei Hifi den Kanaldurchmesser an die Chassisgröße in Zoll anpasse. Bei einem 8" TMT also einen 8cm BR-Kanal. Bei 10" TMT 10cm BR-Kanal usw.

Für Power-Hifi, wozu ich auch die Box hier zählen würde, schadet es nicht, eine Stufe höher zu gehen. Hier würde ich also zum 10cm BR-Kanal raten. Alternativ gehen natürlich auch zwei 7cm Kanäle, denn die haben zusammen ziemlich genau die gleiche Querschnittsfläche wie ein 10cm Rohr.

Ob ein Großer oder mehrere Kleine BR-Känäle spielt keine Rolle, es zählt vor allem die gesamte Querschnittsfläche.

Vorsicht auch bei den üblichen BR-Kanälen mit leicht konischem Verlauf. Die sind oft ein Stück kleiner als angegeben. Ein HP70 hat zwar am Ausgang 70mm Durchmesser, am Eingang aber nur 61mm. Effektiv ist dann der Mittelwert von rund 66mm Durchmesser korrekt, und das sind mehr als 11% weniger Querschnittsfläche (38,5cm² zu 34,2cm²).

Und zu 3.:

Das ist leider nicht so pauschal beantwortbar. Die Nähe zur Wand wird im Bass ordentlich pushen. In einer Ecke noch mehr. Für die Funktion des Kanals sind 30cm Abstand mehr als ausreichend, es kann aber gut möglich sein, dass der Bass insgesamt zu laut ist.

Für Partylocations ist das einerseits nicht schlimm, weil das den Spaßfaktor erhöht, andererseits kann man aber auch die Abstimmung ein Stück tiefer legen, ohne einen zu mageren Bass befürchten zu müssen.

Ich würde die Abstimmung einfach um einige Hz tiefer machen und dann erst einmal in der Garage am späteren Aufstellort testen. Wenn der Bass nicht druckvoll genug ist, dann kann man den Kanal sukzessive kürzen, bis es passt.

Das finde ich interessant, ich hatte vor erst vor ein paar Tagen die gleiche "originelle" Idee, ich hatte bei meinen ersten Simulationen auch Richtung Maxflat abgestimmt, etwas in der Richtung soll bei meiner besseren Hälfte meine alten Minimonitor Basic Mkii ersetzen, die für sich gesehen zwar nicht verkehrt sind, aber meine bessere Hälfte ist ein kleiner Techno-Head und da darfs auch mal ein bisschen mehr Pegel und Druck sein.

Also da muss ich definitiv auf dem laufenden bleiben.

Was die Ports angeht würde ich hier auch großzügig dimensionieren, allerdings nicht so, dass sich neue Probleme, wie tief liegende Längsresonanzen durch große Portlängen, einschleichen.

Zitat von avenue22

@ Alex: mit welcher Portlänge hattest du simuliert?

Von welchem Port in welcher Box sprichst du? Wenn du den Port der Wavecone MK 2 meinst, kannst du dessen Dimensionen nur dann übernehmen, wenn dein geplantes Gehäuse exakt das gleiche Volumen aufweist.

Das unterschiedliche Verhalten von Ports unterschiedlichen Durchmessers, trotz angepasster Länge, liegt an unterschiedlichen Reibungsverlusten durch den unterschiedlichen Umfang. Leider bietet WinISD keine Möglichkeit, das zu berücksichtigen. Das sollte hier aber jetzt kein Thema sein. Ich wollte nur erläutern, woran das liegt.

Der Unterschied der Portfläche zwischen einem 7er und einem 10er Rohr ist beachtlich. 7 zu 10 klingt jetzt erstmal nach wenig, aber: ein 7 cm durchmessender Port weist eine Fläche von 38,5 cm^2 auf, ein 10 cm durchmessender Port eine Fläche von 78,5 cm^2 - das ist mehr als die doppelte Fläche! Ergo muss der Port für dieselbe Abstimmung in demselben Gehäuse auch mehr als doppelt so lang werden.

Je kleiner das Gehäuse und je tiefer die Abstimmung, desto länger muss der Port ausfallen. Das ist unter anderem das Problem bei Chassis, die in sehr kleinem Volumen zurecht kommen. Um diese dann "max flat" zu bekommen, müsste der Port seeeehr lang werden. Kann man auch schön im Entwicklungsbericht zur Anti.DOT lesen: der kleine TCP115-4 kommt in gerade einmal 3 Litern zurecht und geht darin bis 50 Hz runter. Würde man hier eine klassische BR-Kiste mit bauen wollen, müsste ein nur 3,5 cm durchmessender Port schon um die 30 cm lang werden. Da das Dingen richtig huben kann, führt das aber zu Strömungsgeräuschen. Entsprechend müsste man hier schon einen 5 cm durchmessenden Port einsetzen und entsprechend länger müsste der Port dann ausfallen. Neben dem Problem, dass man einen solchen nicht mehr im Gehäuse unterbringen könnte, führt das darüber hinaus auch zu anderen Problemen durch Reibungsverluste und Längsresonanzen im Port selbst.

In der Realität können die Ports meist wesentlich kürzer ausfallen, als es die Simulation vorschlägt. Das liegt unter anderem daran, dass die Simulationsprogramme die Position des Ports und vor allem die Abstände zu den Wänden, Deckel und Boden nicht mit in die Simulation einbeziehen. Je näher der Port an einer Begrenzungsfläche oder gar einer Ecke liegt, desto mehr wird dieser "virtuell verlängert". Das genaueste Simulationsprogramm in dieser Hinsicht ist BoxSim, weil es genau diese Parameter mit simuliert. Ich nutze das allerdings nicht, weil die restliche Bedienung des Programms so "krampfig" ist.

Puuuuuh Ansgar, ich mache so viele Simus für so viele Leute. Das kann ich dir wirklich nicht mehr sagen. Meist speichere ich sowas nicht ab, oder ich lösche es nach kurzer Zeit wieder, weil ich es ja nicht mehr brauche. Mir erscheint allerdings das Volumen "22,19" Liter seltsam, da ich so krumme Volumenangaben i. a. R. nicht mache. Das soll jetzt nicht heißen, dass ich das nicht getan habe, aber wahrscheinlicher wäre es gewesen, wenn ich von 22 bzw. 23 Litern gesprochen hätte. Leider habe ich das Beispiel nicht mehr im Kopf...

EDIT: Oder waren die 22,19 Liter ein von WinISD bei einer deiner Simulationen automatisch vorgegebener Wert?

Der Port muss natürlich noch ins Gehäuse passen, das ist klar.

Was man noch bedenken sollte, ist der mögliche Pegel, den so eine Box liefern wird bzw. können muss.
Bei einem PA-Top, welches im Tiefbass aktiv entlastet wird, ist ein großer BR-Kanal schon wichtig. Je tiefer die Box abgestimmt ist, desto schwerer ist es, große Querschnitte zu verwirklichen. Allerdings werden auch die möglichen Maximalpegel sehr schnell geringer.

So ein PA-Top muss auch mal 120dB und mehr in einem Meter Abstand machen.

Eine Box, die nicht allzu groß ist und den kompletten Bass alleine wiedergeben muss, wird weit vorher am Ende sein.

Wenn man sich jetzt nochmal die Simulation im Entwicklungsbericht anschaut, sieht man, dass bei 105dB noch alles im Lot ist und sich erst bei rund 115dB die Abstimmung langsam verändert. Gerechnet wurde mit 1/3 Membranfläche als Portquerschnitt. Macht bei 230cm² Membranfläche des FBASS-0818 ziemlich genau eben jenes 10cm Rohr.

Der FBASS-0818 macht alleine rund 90dB an einem Watt Leistung. Für 115dB müsste man in den Tieftöner schon mehr als 300 Watt pumpen.

Wenn man jetzt mal schaut, wie viel Schalldruck das Chassis mit seinen 4,5mm Linearhub bei 40Hz, also knapp unter der Abstimmfrequenz, liefern kann, kommt man lediglich auf 102dB bzw. 12 Watt, bevor er beginnt unsauber zu werden.

Bevor man also die 115dB erreichen würde, bei denen sich die Tuningfrequenz langsam verschiebt, ist der Tieftöner längst am Ende.

Deshalb sollte man auch mit einem deutlich kleineren Querschnitt auskommen. Wo genau nun der Punkt liegt, bei dem der Querschnitt wirklich der limitierende Faktor ist, kann man schwer sagen, wenn man nicht mit LEAP simuliert (ob das andere Programme können, weiß ich leider nicht). Vom Gefühl her würde ich daher irgendetwas zwischen echten 7 und 8cm nehmen. Auch damit wird man schon sehr hohe Pegel in der Garage erreichen können.

Wie Rouven auch schon sagte, fallen die Rohre in der Praxis oft kürzer aus. Da muss man immer mit etwas Gefühl an die Sache heran gehen. Blöd ist, wenn man einen zu großen Querschnitt gewählt hat und dann nicht tief genug abstimmen kann, weil das Rohr nicht rein passt. Das könnte bei einem 10cm Rohr am Ende vielleicht der Fall sein. Größer machen geht im Zweifel leichter als ein Loch kleiner zu machen.

Wenn du es genau wissen willst, bau ein Testgehäuse aus billigem Plattenmaterial und miss die Impedanz. Dann kann man nach und nach anpassen, bis es passt.

Boxsim gibt normalerweise einen Fehlerbericht aus, falls eine Angabe fehlerhaft ist, der ist in der untersten Leiste im Fenster dann rot hinterlegt.

Hast du die Position des Chassis auf der Schallwand angegeben?

Ansonsten kannst du ja auch einfach das Projekt mal hochladen, dann können wir besser reinschauen.

Dass du keine Simukurve erhältst liegt schlicht daran, dass es sich bei diesem kleinen Nebenprogramm um eine einfache Routine ohne grafische Ausgabe handelt. Das ist reines Formelwerk und arbeitet vollkommen unabhängig vom Weicheneditor. Auf den greift das Formelwerk nicht zu. Folglich brauchst du den auch nicht zu "bestücken". Das Programm errechnet für dein Gehäuse und die von dir vorgegebene Portdimension eine Fb von 43,97 Hz. Die Fb ergibt sich allein aus den Parametern Volumen und Dimension des Ports. Sie ist für alle Chassis, die du in das Gehäuse schraubst, identisch. Die [definition='1','0']TSP[/definition] brauchst du also auch nicht einzugeben.

Man kann Boxsim aber prima nutzen, um das Verhalten eines T(M)T in einem bestimmten Volumen bei definierten Schallwandabmessungen zu simulieren. Dazu bedarf es eines kleinen Tricks.

Zunächst erstellt man in Boxsim ein Projekt mit irgendeinem Chassis und den gewünschten Schallwanddimensionen bei vorgegebenem Wunschvolumen aus dem Reflexkanal Rechner.

Die [definition='1','0']TSP[/definition] des in Boxsim gewählten Chassis überschreibt man mit denen des eigenen Chassis. Damit der Gehäuseeditor nicht meckert, sollte das in Boxsim ausgewählte Chassis der Größe des eigenen Chassis entsprechen.

In den rot umrandeten Bereichen entfernt man nun alle Häkchen und klickt auf "OK".

Im nächsten Schritt öffnet man den Reiter "Schallwand und Position. Dort korrigiert man den Membrandurchmesser, welchen man aus SD des eigenen Chassis errechnet. Dass "Konus" gewählt werden muss, sollte klar sein.

Im Weicheneditor verbindet man nun das Chassis ohne Bauteile mit dem Verstärker und erhält eine Simu der Abstimmung incl. des Effekts durch den Baffle Step.

Das geht natürlich auch in VituixCAD. Allerdings erfordert das die Nutzung mehrerer Programmmodule. Für einen schnellen Überblick innerhalb einer Transaktion nutze ich diese Möglichkeit in Boxsim gerne.

EDIT:

Hier noch die Gegenprobe aus VituixCAD

Zunächst dimensioniert man im Enclosure Tool ein Gehäuse für den TMT. Hier habe ich die Eckdaten aus dem Boxsim Reflexrohr Rechner aus obigen Beispiel verwendet.

Diese Kurve importiert man ind Diffraction Tool und stellt die Schallwanddimensionen nach

Das Resultat entspricht der Boxsim Geschichte bis auf minimale Abweichungen, die beim Vergleich verschiedener Programme immer auftreten.

Zitat von avenue22

Hi Oli,

mega Dank für deinen Gedanken und Tipps dazu! Sorry für die späte Antwort, aber ich musste zwischendurch zum Geoff Tate Konzert und auch ein bisschen arbeiten...

Deine Ausführungen zum Entwicklungsbericht (105 - 115 db) leuchten ein und auch die Überlegungen zur Belastbarkeit des FBASS sind genau das, was ich an Infos brauche! Ich habe hier noch viel schlichter gedacht, so nach dem Motto, dass es sich um PA-Chassis handelt, die ordentlich Leistung vertragen...

Primär werden die in der Garage laufen und nur alle Jubeljahre auf einer Party im PA-Setup. Wenn du mal im Norden bei Münster bist, komme gerne rein und wir lauschen gemeinsam unseren Metal-Preziosen.

Wie gesagt, werde ich noch in BoxSim simulieren, aber deine Ausführungen zum 7er oder 8er Rohr scheinen zu meinem Fall (Garage) zu passen.

So wird die Portlänge auch in den LS passen und der Kelch eines Testgehäuses geht an mir vorüber.

Natürlich kenne ich den üblichen Impedanzverlauf einer BR-Box, aber wie man damit das BR-Rohr optimiert, ist mir ein Rätsel.

Ich glaube, ich kündige meinen Job und studiere erstmal Lautsprecherbau .

Wie gesagt, vielen Dank! Das wird schon, Ansgar

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Für Geoff Tate kann man schon mal ein wenig warten.

Der FBASS wird auch noch deutlich mehr Leistung vertragen, weil er progressiv augehängt ist, also die Einspannung mit zunehmender Auslenkung straffer wird und damit ein Anschlagen der Schwingspule nur schwer möglich ist. Aber wir wollen Chassis ja nicht unbedingt außerhalb des linearen Arbeitsbereichs betreiben.

Das Optimieren mittels Impedanzmessung bezieht sich auf die errechnete Abstimmfrequenz. Auch wenn Boxsim da recht genau rechnet, ist es eben nur eine Vorhersage. Mit der Impedanzmessung kann man dann verifizieren, ob die gewünschte Abstimmung auch getroffen wurde und ggf. nachbessern.

In Münster war ich leider noch nie, aber falls ich mal in die Nähe komme, melde ich mich.