Sauber entwickelter, kompakter, liegender BT-Lautsprecher

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MK_Sounds
Stammgast
#1 erstellt: 10. Feb 2018, 00:09
Hallo zusammen,

habe nun einige Zeit gestöbert, ob wirklich mal jemand eine saubere Entwicklung im Sinne eines Konkurrenzprodukts zu den bekannten Systemen wie Bose Soundlink, Harman&Kardon Go+Play (Link), Sonos etc. zu Stande gebracht hat. Auf Youtube gibt es einiges, scheint allerdings alles nur auf Optik getrimmt zu sein und keinerlei akustische Gesichtspunkte bei der Entwicklung bedacht worden zu sein. Entsprechend bin ich nicht auf ein stimmiges Konzept gestoßen.

Was mir vorschwebt:
- Lautsprecher im Stile eines Centers: "liegende" Ausrichtung, breite Abstrahlung horizontal, schmale Abstrahlung vertikal
- Kompakte Bauform im Sinne eines Bookshelf-Speakers: Größe ca. 400x200x150 mm (Breite x Tiefe x Höhe); bei 12 mm Material ergibt sich ein Nettovolumen von ~8,34 l.
- Versorgung mit externem Laptopnetzteil (19,5V; 4,5 A), mobile Versorgung mittels Akkus könnte später hinzugefügt werden.

Bereits vorhandene Elektronik:
- Raspberry Pi Zero W als Bluetooth und AirPlay Empfänger, Audioausgabe digital über I²S
- DSP-Board auf Basis des ADAU1701 (Eigenentwicklung)
- digital (I²S) angesteuerte 2-Kanal-Endstufen (Eigenentwicklung): max 2x30 W, ~2x10W bei 0,1%THD+N, ggf. zwei davon denkbar je nach Konzept
- ARM uC als USB-Audio-Interface und zur Initialisierung der Endstufe(n) über I²C (Eigenentwicklung), zusätzlich ggf. frei programmierbare Algorithmen zur Signalverarbeitung

Der DSP übernimmt grundlegende Aufgaben:
- aktive Trennung, parametrische Equalizer, Delay, Kompressor, Limiter, Subsonic
- Routing auf die I²S-Kanäle

Je nach gewähltem Lautsprecherkonzept könnten folgende Algorithmen hinzukommen:
- Stereobasisverbreiterung (sogar auf dem ADAU1701 bereits verfügbar!)
- Dynamic Bass Boost
- Psychoacoustic Bass Enhancement (Oberwellen mit ins Signal einrechnen, die normalerweise unter dem Low-Cut liegen)


Die elektronische Seite stellt hierbei im Grunde kein Problem dar, da soweit alles vorhanden und getestet ist. Unten angeführte Algorithmen müsste man eventuell manuell auf dem uC implementieren. Das würde ich aber in erster Linie eher wenn möglich vermeiden wollen, um den Aufwand nicht zu sehr explodieren zu lassen.

Prinzipiell muss erstmal abgewogen werden, welches Lautsprecherkonzept am sinnigsten ist, um die angestrebte Abstrahlcharakteristik zu erreichen. Zudem soll natürlich auch ein solides Bassfundament vorhanden sein. Am besten natürlich "echter" Bass (Region zwischen 45 und 60 Hz) und nicht nur aufgedickter Kickbass.
(Randnotiz: ARTA-Messsystem und Erfahrung in der konventionellen Lautsprecherentwicklung sind vorhanden.)

Möglichkeit 1:
- 2 Breitbänder: z.B. Dayton RS100
- Vorteile: wenig Hardwareaufwand, Stereobasisverbreiterung kann einfach angewandt werden, nur zwei Endstufenkanäle notwendig
- Nachteil: Abstrahlcharakteristik schwierig bei Einbau in einer geraden Schallwand (Chassis stehen im 0°-Winkel zueinander)

Möglichkeit 2:
- klassischer 2-Wege-Center in (pseudo) D'Appolito: liegender Aufbau, 2 TMTs zwischen einer Hochtonkalotte
- Vorteil: Kalotte bringt saubere Abstrahlung
- Nachteil: mono, keine Stereobasisverbreiterung machbar

Möglichkeit 3:
- klassischer 2-Weger: im Prinzip wie unter 2, allerdings weniger Hardwareaufwand

Möglichkeit 4:
- FAST: mittig ein TMT, außen jeweils ein kleiner Breitbänder (nach "Double Four" aus Klang&Ton 2/2017, mit Tang Band W4-1720)
- NT: Front müsste wohl auch angewinkelt werden für passende Abstrahlcharakteristik


Im Zuge der Nachbaubarkeit wäre ein einfaches Bassreflex-Konzept am besten. Allerdings wird man bei diesem kleinen Volumen (ca. 3-3,5l pro Treiber) um den Gedanken einer Passivmembran nicht herumkommen (wegen der oftmals immensen Rohrlängen die nötig wären). Mittlerweile gibt es dort auch schon interessante fertige zu kaufen. Ich habe dabei z.B. die von Tang Band aus der Klang&Ton 6/2017 im Hinterkopf.
Wenn man bei den professionellen Herstellern spickelt, findet man eigentlich fast überall eine Passivmembran. Zudem wird dort natürlich mit dem DSP massivst am Frequenzgang herumgepfuscht. Gepfuscht sage ich hierbei mit Absicht, weil da teilweise äußerst billige Chassis in bedenklicher Weise geprügelt werden, dass es sich für den unwissenden MediaMarkt-Käufer nach "groß" anhört.
Genau das will ich vermeiden. Es soll ein sauberes Konzept werden, ohne übertriebene Eingriffe des DSP.

Sehr interessant finde ich den Tang Band W4-1720. In der Double Four kommt er mit gut 4l in Bassreflex zurecht und bietet wohl sehr ordentliche Tieftonausbeute für ein 4"-Chassis (Größenordnung 45 Hz). Damit könnte ich mir ein FAST mit zwei kleinen Breitbändern oder einen Zwei-Weger oder ein D'Appolito mit zwei von den Tang Bands vorstellen.

Bei dem FAST käme dann auch wieder die Stereobasisverbreiterung ins Spiel. Dem TMT könnte ich die Mono-Summe als Signal geben und den BBs das modifizierte Stereosignal. Somit wäre es vielleicht möglich die Breitbänder trotzdem plan auf der Schallwand zu verbauen.
In wie fern würde denn die Stereobasisverbreiterung in Verbindung mit den BBs etwas bringen ? Die physikalische Abstrahlcharakteristik bleibt ja im Grunde unverändert. Habe in diesem Bereich eigentlich noch keine wirklichen Erfahrungen gemacht. Hier wären Erfahrungen sehr hilfreich.

Es im Grunde wie immer: am Anfang ist man einfach erschlagen von den Möglichkeiten, die sich bieten.
Dementsprechend wäre ich dankbar für Anregungen, um meine Ansätze in ein sinnvolles, am besten nachbaubares Konzept zu entwickeln.


[Beitrag von MK_Sounds am 10. Feb 2018, 00:16 bearbeitet]
sport_socke
Ist häufiger hier
#2 erstellt: 10. Feb 2018, 02:25

MK_Sounds (Beitrag #1) schrieb:
Der DSP übernimmt grundlegende Aufgaben:
- aktive Trennung, parametrische Equalizer, Delay, Kompressor, Limiter, Subsonic


Für echtes HiFi solltest du das aber unbedingt vermeiden!
Big_Määääc
Inventar
#3 erstellt: 10. Feb 2018, 12:16
bei "einer" Kiste würde ich die Rautenform wählen,
und auf den Seiten je ein kleiner Mittel-Hochtöner,

das ganze als FAST mit unten oder oben liegenden Tieftöner

wenns geht mit Psycho Bass Erweiterung.

rungsum schönen Lochgitter und oben ein Lederriemchen zum Rumschleppen ,
oder als 25x25x25cm Rubik-Würfel getarnt .
Name wäre dann "Sound-Qubik


[Beitrag von Big_Määääc am 10. Feb 2018, 12:23 bearbeitet]
Reference_100_Mk_II
Inventar
#4 erstellt: 10. Feb 2018, 13:16
"Chassis nebeneinander" ist ein 100%iges NoGo wenn der Anspruch "Sauber entwickelt" eingehalten werden soll.

EIN BB mit ner guten Monosummierung im DSP wird in egal welcher Situation einen besseren Job machen als zwei BB so dicht nebeneinander, wie du es vor hast.
Jedenfalls wenn die zwei nicht nach außen gewinkelt sind.

Aber auch das sorgt nur für eine bessere Rundumabstrahlung und NICHT für irgendwelche Stereoeffekte.

Stereo geht NUR (wirklich gut) wenn man sich ZWISCHEN den Schallquellen befindet
Bei 30-40cm Basisbreite nicht wirklich machbar...
MK_Sounds
Stammgast
#5 erstellt: 10. Feb 2018, 13:34

Für echtes HiFi solltest du das aber unbedingt vermeiden!

Hier geht’s auch nicht um "echte" HiFi. Die eingangs genannten Vorbilder würde ich zumindest nicht unbedingt im HiFi-Bereich verorten.
Es waren eher die Möglichkeiten des DSPs die ich aufgezählt habe, in welcher Form die dann Verwendung finden könnten, sei mal dahingestellt. Zumindest auf einen seichten Kompressor, der in einen Limiter übergeht und nur im Grenzbereich wirkt, finde ich bei dieser Chassisgröße schon sinnvoll.


bei "einer" Kiste würde ich die Rautenform wählen,
und auf den Seiten je ein kleiner Mittel-Hochtöner


"Chassis nebeneinander" ist ein 100%iges NoGo wenn der Anspruch "Sauber entwickelt" eingehalten werden soll.

Hatte ich schon so befürchtet, trotz diverser elektronischer Spielerei.
Ich hatte schon eine Trapezform für die Front angedacht. Sprich TMT vorne, MHT auf die Seiten und dann hinten praktisch ein Rechteck angefügt.
Was mir daran hauptsächlich nicht gefällt: Aus Sicht der Fertigung ziemlich übel (Viele Gehrungen und viele Einzelteile).

Gerne würde ich folgendes machen: Ein normaler Zwei-Weger auf gerader Front mit 2 von den TMTs.
Was mir gerade erst aufgefallen ist: den Tang Band W4-1720 gibts nur als 4 Ohm Variante.
Eine Zweikanalstufe hätte bei 8 Ohm gereicht. Könnte zur Not aber auch zwei Endstufen verbauen und einen Kanal eben unbenutzt lassen.

Gibts Vorschläge für einen geeigneten Mittelhochtöner?

Wir halten fest:
- Stereobasisverbreiterung wird gestrichen


[Beitrag von MK_Sounds am 10. Feb 2018, 13:34 bearbeitet]
Reference_100_Mk_II
Inventar
#6 erstellt: 10. Feb 2018, 17:33
Das beste Ergebnis wirst du vmtl. erreichen, wenn du ganz stupide einen toll entwickelten 2-Weger im" oder " Format zur Hand nimmst, und in diesen einfach ein bisschen schicke Elektronik integrierst.

Kannst die Weiche ja versuchen im DSP 1:1 umzusetzen, die passive mit Spulen und Kondensatoren aber dennoch aufbauen, um für einen eventuellen Fehlschlag gerüstet zu sein.

Ich habe da z.B. folgende im Sinn:
Microspeaker , ca. 2L brutto
Bonbon , ca. 6L brutto
Base 3.AL , ca. 6,7L brutto
CT 231 , ca. 7L brutto
CT 255 , ca. 8,5L brutto
CT 237 , ca. 9,6L brutto
CT 292 , ca. 11,5L brutto
CarAL 4.1 , ca. 13L brutto


Ich selbst habe, zu meinem eigenen Erstaunen, aber auch schon sehr gute Erfahrungen mit gewissen Car-HiFi Koaxlautsprechern in kompakten geschlossenen Gehäusen gemacht.

Blaupunkt GTx 662 geht z.B. wunderbar in einem 20cm Würfelchen.
Ein bisschen Vorlaut in den Mitten, aber das ließe sich ja mit dem DSP glatt bügeln.
Bevor ich mir also nen 100€ Bausatz kaufe, würde ich erstmal in diese Ecke schielen.
ukw
Inventar
#7 erstellt: 12. Feb 2018, 19:32
Die DSP Funktionen sind bei diesen Lautsprechern sehr wichtig. Da kommst Du nicht direkt dran - Bose ist nicht Open Source - kein Hersteller gibt die freiwillig raus .
Willst Du Dir die Algorithmen für die Himbeere selber schreiben?

Ich hab vor 3 Wochen den B&O Beoplay A 1 Beoplay A1 gekauft und verschenkt.
Der Sound ist Hifi mäßig wirklich in Ordnung. Dadurch, das der LS gerne auf den Tisch gelegt oder besser an der Wand aufgehängt wird gibt es +3 dB und sehr schönen Tiefton bei gehobener Zimmerlautstärke. Der Mittelton ist vorbildlich (gemessen an dem Preis)
Für HipHopper / Dubstep sollte man vielleicht ehr den JBL nehmen. Der JBL ist insgesamt nicht so laut und Dumpfer als der Beoplay aber der Bass basst mehr => Badewannen EQ inside (Ist bei der Jugend eventuell wichtig)


sport_socke (Beitrag #2) schrieb:

MK_Sounds (Beitrag #1) schrieb:
Der DSP übernimmt grundlegende Aufgaben:
- aktive Trennung, parametrische Equalizer, Delay, Kompressor, Limiter, Subsonic


Für echtes HiFi solltest du das aber unbedingt vermeiden!


Ohne Loudness ist HiFi nur LowFi - unsere Ohren sind nicht linear!
Den Beoplay A1 mal hören und dann ein eigenes Urteil bilden. .
SagIchNicht5582
Stammgast
#8 erstellt: 12. Feb 2018, 23:18
Ich will nochmal den hier
Tangband Sub
in den Raum werfen. Ein exzellenter Subwoofer, mit Ordentlich Pegel. Der spielt in 6Litern deine Gewünschten 45 Hz.

Und dank den 9.25mm Xmax wird er auch brüllend laut. Braucht aber sehr viel Strom (klein+tiefbass = viel Stromverbrauch).
Den hohen Stromverbrauch kann man durch große LiPos ausgleichen.

dann würde ich in den restlichem Liter einen kleinen BB reinbauen und iwo bei 200Hz Trennen.
Mit BB kenn ich mich aber nicht aus, das wissen andere hier besser.

Und Loudness bevorzuge ich, solange es gut eingestellt ist IMMER, weil es einfach viel angenehmer klingt, das ist aber Geschmackssache.

Ansonsten, interesantes Projekt!
MK_Sounds
Stammgast
#9 erstellt: 18. Feb 2018, 22:35

Reference_100_Mk_II (Beitrag #6) schrieb:

Ich habe da z.B. folgende im Sinn:
Microspeaker , ca. 2L brutto
Bonbon , ca. 6L brutto
Base 3.AL , ca. 6,7L brutto
CT 231 , ca. 7L brutto
CT 255 , ca. 8,5L brutto
CT 237 , ca. 9,6L brutto
CT 292 , ca. 11,5L brutto
CarAL 4.1 , ca. 13L brutto

Davon in Frage käme: CT231 und evtl. CT255
Der Rest fällt raus wegen: Zu klein, zu groß, zu teuer, kein 2-Weger sondern BB, unter 4 Ohm (im Idealfall sollten es 8 Ohm sein, wegen der Verstärker) etc.
Sämtliches aus der Ecke Blaupunkt GTx fällt allein schon wegen der Optik raus

Einen direkten Verwandten des TMT aus dem CT231 hatte ich ohnehin schon auf der Liste: Tymphany HDS-P830870 4" . Habe ihn noch nicht simuliert, dürfte aber ungefähr in der Liga des oben erwähnten TangBands aus der Double Four sein.
Ich liebäugle momentan mit einem 2-Weger mit zwei von den Tymphanys und einer kleinen Kalotte. Muss ich bei Gelegenheit simulieren, ob sich zwei im gewünschten Volumen unterbringen lassen.

Von einem "liegenden" Aufbau/Anordnung wird man sich dann wohl allerdings verabschieden müssen. Aus Gründen der Standfestigkeit würde sich das eben anbieten.

Alternativ könnte man noch den Aurasound NS3-193-8AB 3" verwenden. Damit würde man zumindest baulich etwas kompakter kommen.
Allgemein bin ich aus Gründen der Abstrahlcharakteristik kein ausgesprochener Freund von Breitbändern, auch wenn sie die Handhabe vereinfachen. Baulich müsste man die Abstrahlung dann durch einwinkeln der Chassis erreichen --> unschön bei der Fertigung.

Gibt es noch weitere Vorschläge zu TMTs, die die Basseigenschaften in Verbindung mit kleinen Volumina bereitstellen können ?


Die DSP Funktionen sind bei diesen Lautsprechern sehr wichtig. Da kommst Du nicht direkt dran - Bose ist nicht Open Source - kein Hersteller gibt die freiwillig raus .
Willst Du Dir die Algorithmen für die Himbeere selber schreiben?

Sehe ich genauso. Ohne aktive Beeinflussung des Fgangs kommt man in der Größenordnung zu keinem brauchbaren Ergebnis.
Die Signalverarbeitung wird auf dem SigmaDSP gemacht, der Raspberry dient nur als komfortabler Netzwerk- und Bluetooth-fähiger Zuspieler.



Ich will nochmal den hier
Tangband Sub
in den Raum werfen. Ein exzellenter Subwoofer, mit Ordentlich Pegel. Der spielt in 6Litern deine Gewünschten 45 Hz.

Grundsätzlich interessantes Chassis. Bringt gute Parameter mit, um den klassischen 2-Weger aufzubauen.
Das Hauptproblem wird

Braucht aber sehr viel Strom (klein+tiefbass = viel Stromverbrauch)

sein. Mehr als 20 W pro Kanal werden in keinem Fall zur Verfügung stehen. Eher in der Größenordnung von 10 W.

Die grundsätzliche Frage ist, wie viel Pegel so ein Bluetooth-Lautsprecher überhaupt mindestens bringen muss ?
Ich denke mit 90 dB/1m wird man schon ausreichend Pegel haben. Reserven sind natürlich nichts-desto-trotz immer schön.
SagIchNicht5582
Stammgast
#10 erstellt: 19. Feb 2018, 14:40

Die grundsätzliche Frage ist, wie viel Pegel so ein Bluetooth-Lautsprecher überhaupt mindestens bringen muss ?
Ich denke mit 90 dB/1m wird man schon ausreichend Pegel haben. Reserven sind natürlich nichts-desto-trotz immer schön.

Die Meisten etwas größeren BT-Lautsprecher schaffen schon so um die 100dB, aber mit Bassreduktion, d.h sie klingen etwas dünn.

Das ist das Problem; ein Kleiner Lautsprecher mit Hohem Wikungsgrad und viel Bass zu bauen.
Ich würde auf Wirkungsgrad verzichten und einen 6S Lipo mit ClassD nehmen. Die Class D haben fast keinen Ruhestrom
und sind trotzdem sehr Potent. Irgendwas wie TPA31xx. Für den Sure DSP einen StepDown und kein Linearegler, spaart Strom.

Ansonsten schau dir nochmal den Dayton ND91-4 an. Zwei davon in 4L auf 60Hz (-3dB 55Hz).
Das heißt gerade mal 2Liter Pro Treiber
Mit 20W Pro Treiber kommst du da in die 90-100dB (Laut WinISD).
Sind auch Super Leicht dank Neodym Magnet, aber recht teuer.
Sind zwar nur 3 1/2 Zoll aber sehr Langhubig.


[Beitrag von SagIchNicht5582 am 19. Feb 2018, 14:42 bearbeitet]
ukw
Inventar
#11 erstellt: 01. Mrz 2018, 23:24
Die fortschreitende Erforschung von "Hörgewohnheiten" und Hörempfinden machte erst möglich das selbst Smartphones einen Klang haben den kein Laptop hat.
Mann braucht keinen 50 Hz Bass mehr sondern das wesentliche Klirrspektrum eines 50 Hz Bass zu reproduzieren.
Selbst wenn man dabei nur Klirrspektren über 200 Hz benutzt (=> wiedergibt) suggeriert man dadurch dem Ohr - genauer "dem Gehörsinn" (vermeintlich) 50 Hz "zu hören".

Das haben Bose und andere angewendet. Es gibt auch Virtualisier in der Studio Technik und in der PA Technik, die den Sound fetter oder lebendiger machen. Das findet dann auch im Grundton, Hochton usw statt.

Psychoakustik ist der Oberbegriff.
ukw
Inventar
#12 erstellt: 01. Mrz 2018, 23:30

SagIchNicht5582 (Beitrag #10) schrieb:

Mit 20W Pro Treiber kommst du da in die 90-100dB (Laut WinISD).
Sind auch Super Leicht dank Neodym Magnet, aber recht teuer.
.


Mit 20 Watt pro Treiber kann man bequem 122 dB erreichen. Leider nur ab 300 Hz und großem Horn. (BMS 4590)
Würde man die psychoakustischen Erkenntnisse der letzten Jahre zusätzlich nutzen ...
Reference_100_Mk_II
Inventar
#13 erstellt: 01. Mrz 2018, 23:40
Gab es da nicht mal ein Plugin oder so names "BassMaxx" oder so ähnlich?
Das genau diesen Effekt ausgenutzt hat?
freak61
Stammgast
#14 erstellt: 02. Mrz 2018, 00:49
Der ct 292 von SB Acustik lässt sich sicher auch mit dem 13cm Coax aus dem gleichen Haus realisieren.
Im Nachbarforum gibt es einen Vorschlag mit dem SB13PFC 25-4 Coax
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?t=14743

Eventuell geht ja das ct 292 Gehäuse mit der Frequenzweiche vom Carsten.


[Beitrag von freak61 am 02. Mrz 2018, 00:54 bearbeitet]
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