Gehäusedimensionierung mobile Anlage

Fry3k-KA (Beitrag #1) schrieb:

• auf einer Autobatterie basierende tragbare Anlage bauen.

Autobatterien sind immer eine günstige Energiequelle Achte nur darauf dass deine Box später nicht so leicht kippen kann / gekippt wird. Autobattereien können auslaufen, und dann wirds hässlich...

• Bestehen soll sie zudem aus einem Autoradio und bereits vorhandenen Car-Hifi Lautsprechern.

Ein Autoradio wird bei solchen Projekten auch ab und zu mal genommen. Besser jedoch ist wie du gleich schreibst eine 2 Kanal Endstufe.
Car-HiFi Lautsprecher nimmt man eher selten. Sie können zwar i.d.R. mehr Bass wiedergeben als ähnlich große Lautsprecher, sind aber auch ein gutes Stück leiser als manch andere.

• Eventuell eine kleine 2-Kanal-Endstufe.

Die würde ich dem Radio vorziehen. Gut, du verlierst dann die Möglichkeiten was von CD oder USB-Stick wiederzugeben, oder gar UKW. Aber der grundlegende Stromverbrauch einer einfachen Endstufe ist so gut wie immer geringer als der eines Radios. Das bedeutet für dich mehr Laufzeit. Zudem hat eine Endstufe oft Filter eingebaut, mit denen man bestimmte Lautsprecher unterschiedlich be- bzw. entlasten kann. Auch ist die maximal abgegebene Leistung höher.

• Je nachdem ob es eher auf Lautstärke oder auf Haltbarkeit ankommt.

Das Ziel sollte ja eigentlich ein guter Kompromiss aus beidem sein. Vllt mit einer Tendenz zur Haltbarkeit. Mit einem Radio und Car-HiFi Lautsprechern ist aber eigentlich weder das eine noch das andere möglich. Das Radio verbraucht zu viel Strom und die Lautsprecher sind nicht laut genug.

• Internetrecherche --> Autoradios mit 4x50W brauchen ca. 5 Ampere bei zweikanaligem Betrieb.

Ja ja, das Internet Ein gewöhnliches Radio hat i.d.R nicht mehr als 4x 18W. eher 4x 15W. Liegt daran, dass das Radio maximal die Spannung der Batterie bekommt, also 12V. Wenn man das in eine Leistung umrechnet in Kombination mit 4 Ohm Lautsprechern, der maximalen aussteuerung (ca. 90%) und dem Wirkungsgrad des Verstärkers im Radio bleiben halt nur 18W übrig ^^

P (W) = [U(V) * 90%]² / R * n
P (W) = [12V * 90%]² / 4 Ohm * 60%
P (W) = 17,5

Die 5A kommen aber schon ganz gut hin. Damit kann man rechnen. vllt etwas weniger, so 4,5 vllt. Dies gilt aber nur für den Fall, dass das Radio dauerhaft 2x Pmax abgibt! Da dass bei normaler Musik nicht der Fall ist, sinkt die durchschnittliche Stromaufnahme nochmal. ca. 3A ist gut.

• Macht bei 100 Ah 20 Stunden --> ausreichend für ein Wochenende.

theor. jetzt 33 Stunden. Da man eine Batt aber nie voll entladen kann/sollte sind auch hier wieder +-20 Stunden ein guter Richtwert.

• Bei einer Endstufe erhöht sich der Strom sicher um das zwei- oder dreifache.

Dies gilt nur für den Fall, wenn du der Endstufe auch die zwei- oder dreifache Leistung entlockst
Der Ruhestrom einer durchschnittlichen, kleinen 2-Kanal liegt so bei 0,7 bis 1,2A. Ein Radio gönnt sich gerne mal an die 2A, je nach Modell.
Der Grund warum eine Endstufe mehr Leistung hat ist, dass in ihr ein Trafo verbaut ist, der aus den 12V gerne mal 30V bis 50V macht.
fügt man das in die obige Formel ein, sieht man was für Leistungen da möglich sind.
In Autoradios ist halt einfach nicht der Platz für so einen Trafo.

• Sind diese Annahmen so in Ordnung?

Haben wir ja jetzt geklärt

• Das ganze soll möglichst alles in ein Gehäuse rein,

Joa, wäre nicht schlecht
Genrell: So kompakt wie möglich, so groß wie nötig.

• 2 Griffe zum tragen oben dran und gut ist.

Nicht oben, da ist immer mist. Eher an den Seiten. Sowas zum Beispiel: Schalengriffe (13,50€)

• Gehäusedimensionierung?

In diesem Forum hat mal jemand diese Parameter gepostet (angeblich direkt von AS):

Resonanzfrequenz fs in Hz: 68,8
Äquivalenzvolumen Vas in Liter: 8,0
Chassisgesamt-güte Qts: 0,70

Heraus kommt ein geschlossenes Gehäuse mit ca. 12L netto. Man kann mit einer Wiedergabe bis ca. 75Hz herunter rechnen. Die Abstimmung ist Kickbass betont. Was anderes ist eher nicht möglich. Macht man es kleiner wird die Impulstreue sehr schlecht. Soll heißen Bassimpulse klingen sehr verwaschen und unpräzise. Größer ist immer "bässer"
Bassreflex würde ich nicht bauen. Geht nicht mit dem Chassis.

• Ich möchte gerne meine alten Car-Hifi-Lautsprecher verwenden, Audio System 2-Wege-Boxen mit 165mm Durchmesser.

Kannst du machen, es wird aber nicht soooo laut werden denke ich (jedenfalls nicht wenn du nur das Radio nimmst).
Schau dich mal in dem Thread "Bilder von fertigen mobilen Boxen" um. Ist im DIY Bereich. Da kannst du sehen was andere so verbauen. Eher alles PA-Lautsprecher mit ca. 17 oder 20cm Durchmesser. Schlagwort Visaton BG20.

• das hier könnte der Nachfolger sein R165

Leider auf der AS Seite keine Parameter zu finden. Schade. Und ob die obigen stimmen ist so die Frage.

• Ich denke ein Gehäuse muss auf jeden Fall drum

Ja? XD Und beachte unbedingt dass die Lautsprecher in einer getrennten Kammer sitzen! baust du sie einfach in eine Kiste zusammen mit dem Radio wirst du pfeifende Geräusche bekommen, weil die Luft in der Kiste durch die Löcher im Blech des Radios rausgepustet wird.
Ich würde eine Box bauen in der das Radio in einer Extra Kammer sitzt. Die Lautsprecher können zusammen mit der Batterie in eine große Kammer. Wenn du Anschlüsse und so nach draußen legen willst dichte alles gut ab! Heißkleber bietet sich da wunderbar an!
Bei der Radiokammer solltest du aber nicht versuchen, diese so klein wie möglich zu machen! Das Radio wird heiß wenn es arbeitet! Ist dann nicht genügend Luft zum Kühlen drumherum ist ein Defekt nicht wirklich unwahrscheinlich!
Du kannst aber auch in deine Kiste einfach eine Kammer für die Lautsprecher bauen und die gesamte Technik davon getrennt verbauen. Dann hat man weniger Leiden mit abdichten und so.

• Gibt es eine bestimmte Frequenz auf die man sein Gehäuse auslegen soll

nein, die ist eig immer vom eingebauten Lautsprecher und der gewünschten anwendung abhängig.
Die Formel für ein geschlossenes Gehäuse:
Vb = Vas / ( ( Qtc / Qts )² - 1 )
Vas und Qts sind gegeben. Qtc ist die gewünschte Einbaugüte des Lautsprechers, die über eine präzise und tiefbassreiche oder etwas unpräzisere und kickbassreiche entscheidet.
Qtc sollte nicht größer als 0,95 angenommen werden, sonst klingts nicht mehr. Kleiner ist immer besser für die Präzision. ein Wert von 0,71 wird als optimaler Kompromiss aus Teifgang und Pegel angenommen.
Die Resonanzfrequenz des eingebauten Lautsprechers ergibt sich wie folgt:
fc = fs * ( Qtc / Qts )
Etwa bei 0,7 * fc (sofern Qtc mit 0,71 angenommen wird) liegt die Grenzfrequenz der Box (-3dB Punkt).

Die Berechnung von Bassreflexkonsturktionen ist weitaus komplexer.

oder sonstige Faustregeln die es zu beachten gibt?

• Car-HiFi ist nicht wirklich laut
• Car-HiFi ist immer komisch zu verbauen bzgl. der passenden Gehäusegröße
• Radios sind eher ungeeignet für mobiles (außer man mag die Haptik und will den Funktionsumfang)
• einfache 2 Kanal Endstufen sind immer eine gute Wahl
• für mobiles darfs auch gerne eine Class D Endstufe sein (digital, mehr leistung weniger stromverbrauch)
• beim Gehäuse nicht am Material sparen, ruhig das etwas teurere Multiplex nehmen
• auch an gute Verstrebungen denken
• Lack ist immer gut wenn man an Feuchtigkeit denkt

• Im Bereich "Sonstiges" gibts nen Thread mit Einsteigerhilfen

• Wie berechnet man das Volumen?

Siehe ein bisschen weiter oben Das "Handbuch der Lautsprechertechnik" von Dipl. Ing. F Hausdorf (Fa. Visaton) ist ein sehr gutes Werk für Einsteiger. Alles wird sehr verständlich erklärt, immer mit guten Beispielen.

• Vermutlich muss auch irgendwo eine Öffnung rein an der die Luft eingezogen wird.

Du meinst eine Bassreflexöffnung.
Da wird nichts eingezogen Die Luft im Rohr bewegt sich axial zu diesem kolbenartig immer hin und her. Je nach dem wie das Rohr beschaffen ist (Fläche und Länge) und wie groß die Box ist, kann man einem Lautsprecher so bis zu 12dB mehr Pegel im Bereich unter seiner Reosnanzfrequenz entlocken, ohne das man mehr Leistung reinpumpen muss. Nachteil: Darunter besteht die Gefahr das der Lautsprecher sehr schnell seine mechanischen Limits erreicht und zerstört wird.

• Sollte die Box zudem quaderförmig sein oder ist das egal?

das ist grundlegend egal. jedoch hat sich herausgestellt, dass Maße mit gleichen Teilern eher zum mitschwingen neigen bzw dass sich dort besser stehende Wellen ausbreiten können.
Also nicht unbedingt einen Würfel bauen. Oder 15 x 30 x 45 cm oder sowas. lieber leicht krumme Maße nehmen.

• Lautsprecheranordnung (z.B. gegenüberliegend links/rechts oder beide an die Vorderseite zum Hörer hin)

Da bei dir alle Lautsprecher Töne im Hörbaren Bereich wiedergeben sollte sie auf die Hörposition gerichtet sein. Heißt: du sitzt vor der Box, dann sollte der Lautsprecher nicht nach hinten / zur Seite / nach oben zeigen
Auch ist es besser die Lautsprecher, entgegen der "üblichen" Anordnung (R und L), ÜBEREINANDER zu Platzieren.
Dadurch verbessert sich die Abstrahlung nach R und L. Das brauchen wir, denn es kommt ja nicht so häufig vor dass sich die Zuhörer mal 2m über der box und dann wiederum 2m unter der Box befinden. Nein, eher steht mal einer 30° rechts davon, ein weiterer 45° links.
Auch macht es keinen Sinn die Stereowiedergabe haben zu wollen. Klar, man will schon alles von der Musik hören, nicht nur R oder L. Aber wenn du eine 1m breite Box baust und einen Lautsprecher 10cm von links und den anderen 10cm von rechts einbaust, dann müsstest du dich ca. 60cm vor die Box setzen um den Stereoeffekt wirklich wahrnehmen zu können! --> Totaler schwachsinn
Also, lieber überinander, da hat man mehr von

(kleine Aufgabe zum googlen: Warum sind Line-Arrays (PA) so elendig lang und schmal, obwohl die Menschenmenge oftmals viiiieeeel breiter ist, die damit beschallt wird? Aber versuch nicht rauszufinden was das mit der Krümmung oder der Tragweite zu tun hat, das ist zu Komplex :D)


Ich hoffe ich konnte dir Helfen und ein wenig "Fundament" reinbringen

...ist ja doch recht viel geworden XD

Hallo und vielen Dank für die ausführliche und verständliche Antwort. Obwohl das hier _das_ Forum schlechthin für "audiovisuelle Sinneswahrnehmung" aller Art ist, ist so eine gute Antwort nicht selbstverständlich - daher *daumenhoch* !

Hätte ich die Threads zu den Einsteigerfragen im mobilen Lautsprecherbau und den wirklich interessanten und lustigen (Bierkästen & Rollator-Umbau) Thread der User-Projektvorstellungen im DIY-Bereich früher gefunden hätte das wohl einige Schreibarbeit im Vorpost gespart. Dort ist ja bereits vieles gut begründet erklärtz. Ich gehe daher im folgenden einfach nur auf die Themenbereiche ein zu denen ich noch Fragen/Anmerkungen habe.



1. Verstärker

Als Spannungsquelle wird es aus Budgetgründen bei einer Autobatterie bleiben, das Autoradio fliegt aus der Planung raus. Daheim rumliegen habe ich noch eine alte Blaupunkt GTA2100 2-Kanal-Endstufe, die laut Datenblatt 2x 50 W RMS an einen 4 Ohm Lautsprecher abgibt. Falls diese Endstufe die Spannung auf 30 V hochtransformiert, käme laut deiner Formel

P = [30 V * 90%]² / 4 Ohm * 60% = 303 W

heraus, wobei da bestimmt noch Transformationsverluste eingerechnet werden müssen. Die Visaton BG 20 haben allerdings eine Impedanz von 8 Ohm, daher würde sich die Leistung nochmals halbieren. Woher kommen eigentlich die 60% in deiner Formel? Und warum ist eine Endstufe jetzt “gütiger” zu einer Batterie als ein Autoradio - weil das Autoradio mehr blinkenden Schnickschnack hat oder weil die Verstärker in der Endstufe einen besseren Wirkungsgrad haben? Die Leistung muss ja irgendwo herkommen, egal ob aus 12 V oder 30 V.

Die in den Foren angesprochenen Verstärker (Lepai TA2020, McFun, Kinter MA-700) bewegen sich alle in der gleichen Preisklasse und von der Leistungsabgabe etwas unter der bereits vorhandenen Blaupunkt. Hier wäre ein Neukauf eines vermeintlichen schwächeren Verstärkers wohl mit einer Verlängerung der Akkulebensdauer gleichzusetzen oder zeichnen sich die angesprochenen Verstärker durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus gegenüber der Blaupunkt aus.



2. Lautsprecher

Die oft erwähnten Visatron BG 20 sind mit einem Preis von 50 € nicht so teuer, dass man an der Stelle sparen müsste. Und das der Wirkungsgrad bei zu maximierender Lautstärke und Akkulaufzeit ein wichtiger Faktor ist möchte ich sicher nicht bestreiten. Daher eine Frage zum Wirkungsgrad - ist der zuverlässig irgendwo angegeben? Zu den Visaton findet man lediglich einen Link zu einem Selbstbau ( http://www.lautsprecher-berlin.de/partybox.html ) in dem von über 90 dB die Rede ist. Bei meinen Car-Hifi Lautsprechern (übrigens Audio System MX 165 Pro) findet man in den Tiefen des Netz lediglich das die Nachfolger einen Wirkungsgrad von 91 dB haben sollen. Hier im Forum werden noch Beyma 8 AG/N mit 96dB Wirkungsgrad erwähnt, daneben 92dB bei den Visaton.. Vermutlich geht bei den Audio System aber noch etwas an der Frequenzweiche verloren?. Sind diese Lautsprecher generell meinen Car-Hifis überlegen, sei es nun am (leider nicht immer auffindbaren) Wirkungsgrad oder an Problemen der Gehäusedimensionierung?



3. Gehäuse

Gehen wir mal von den Visaton BG 20 mit Qts ist 0,44 und Vas = 110 l aus (Die Angaben sind von http://www.visaton.de/de/ela/breitband/bg20_8.html ). Auf der Visaton Webseite steht als empfohlenes Volumen Vb = 30 l für ein geschlossenes Gehäuse, zusätzlich ist dazugehörig die Grenzfrequenz fc mit 82 Hz und eine gewünschte Lautsprechereinbaugüte mit 0,96 angegeben. Nimmt man die Formel von dir kommt man auf folgende Werte:

a) Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² - 1) = 110 l / ((0,96/0,44)² - 1) = 29,3 l
b) fc = fs * (Qtc/Qts) => fs = fc/(Qtc/Qts) = 82/(0,96/0,44) = 38 Hz

Formel a) zeigt dann das Visaton richtig gerechnet hat *g* und Formel b) besagt das die Resonanzfrequenz glücklicherweise deutlich unter der Grenzfreqzenz ist. Nimmt man im Vergleich dazu den von dir empfohlenen Wert von Qtc = 0,71 ergibt sich folgendes Bild:

c) Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² - 1) = 110 l / ((0,71/0,44)² - 1) = 68,6 l

Eine doppelt so große Gehäusegröße? Und wie berechnet sich jetzt fc und fs - vermutlich haben sich durch die Änderung von Qtc beide Parameter geändert?. Warum wird der Wert dort so hoch angegeben anstatt der von dir vorgegebenen 0,71? Ich vermute ohne weitere Recherche komme ich hier nicht weiter. Die Kickbasswiedergabe ist auf jedenfall mein gewünschtes Ziel - reicht dafür eine Grenzfrequenz von 82 Hz noch? Kommen dann beide Lautsprecher in ein gemeinsames Gehäuse oder gibt es für jeden eine Box.



4. Sonstiges

Ohne Autoradio sollte die Musikquelle natürlich auch geladen werden können, d.h. ein Zigarettenanzünder sollte noch ran (für eine USB-Ladebuchse), vielleicht noch ein Voltmeter. Dazu natürlich noch ein Schalter um den Stromkreis zu trennen. Kommt der direkt zwischen Batterie und den Verbrauchern oder an den Remoteeingang vom Verstärker? Zwischen Batterie und 12V Eingang des Verstärkers sowie zwischen Batterie und Zigarettenanzünder sollten sicher auch noch Sicherungen.

So, ich hoffe ich hab auch nichts vergessen - meine größtes Fragezeichen steht nach wie vor bei der Gehäusedimensionierung

Hallo und vielen Dank für die ausführliche und verständliche Antwort.

na aber gerne doch

• Spannungsquelle - Autobatterie

wunderbar soweit, nur halt auf die Lage achten Und nicht tiefenentladen, dann ist sie was für den Schrott.

• das Autoradio fliegt aus der Planung raus.

Auch gut, weniger sinnlose Stromverbraucher (später mehr)

• Blaupunkt GTA2100 2-Kanal-Endstufe

Die schaut gut aus für deine Zwecke Schau mal auf die Sicherung, was für eine zahl steht da drauf?
Ich gehe mal von 15A oder 20A aus, sprich 180W bzw. 240W.

• Falls diese Endstufe die Spannung auf 30 V hochtransformiert, käme laut deiner Formel P = [30 V * 90%]² / 4 Ohm * 60% = 303 W heraus,

Ob die auch wirklich auf 30V hochgeht weiß man ja garnicht können auch nur 24V sein, oder 18V.
Ich denke mal mit ca. 22V kann man da gut rechnen. Müsste man messen.

• Visaton BG 20, Impedanz 8 Ohm --> Leistung nochmals halbieren.

Das ist richtig

• Woher kommen eigentlich die 60% in deiner Formel?

Die 60% stehen für den Wirkungsgrad solcher Endstufen. Keine Endstufe wird es jemals 100% der aufgenommenen Leistung auch an einen Widerstand abzugeben, das ist technisch nicht möglich.
Analoge Endstufen wie deine Blaupunkt oder auch Autoradios bewegen sich immer so im Bereich von 55% bis 65%. Heißt: nur ca. 60% der aufgenommenen Leistung gehen an den angeschlossenen Widerstand.

• Und warum ist eine Endstufe jetzt “gütiger” zu einer Batterie als ein Autoradio?

Die Antwort folgt:

• weil das Autoradio mehr blinkenden Schnickschnack hat

Hast du richtig erkannt Das Autoradio hat Beleuchtung, Mikroporzessoren, ein Laufwerk, Wandler, alles sowas. Das verbraucht alles Strom.
Aber: braucht man diese ganzen Funktionen? Bei ner mobilen Box? die im Grunde eig. nur "ballern" soll?

• oder weil die Verstärker in der Endstufe einen besseren Wirkungsgrad haben?

Das nicht zwingend. Klar gibt es moderne Digitalendstufen die an die 90% Wirkungsgrad erreichen. Die sind aber auch oftmals teurer.
Die Endstufe ist halt einfach nur aufs verstärken ausgelegt. Kein Schnick-Schnack.
Was für eine Anwendung wie deine entscheidend ist, ist u. A. der Ruhestrom. Das ist der Strom im "Leerlauf". Der ist bei einfachen Verstärkern wie schon erwähnt geringer als bei Autoradios. Dennoch liefert der Verstärker im "Standgas" schon genügend Leistung um damit gut Musik zu hören.
Gehen wir mal von 0,9A Stromaufnahme im Leerlauf aus:
P = [ U (V) * 90%] * I (A) * 60%
P = [ 12V * 90%] * 0,9A * 60% = 5,8W Leistung am Ausgang. Das sind immerhin ca. +8dB gegenüber einer Ausgangsleistung von 1W.
Für diese 5,8W hat der Verstärker also noch keinen zusätzlichen Strom verbraucht und es ist schon doppelt so laut!

Achtung: Das ist nicht immer so der Fall! Jedoch hab ich beim Arbeiten mit solchen Amps festgestellt, dass es gerade im Analogen Bereich so sehr häufig anzutreffen ist.

• Die Leistung muss ja irgendwo herkommen, egal ob aus 12 V oder 30 V.

Eben erklärt Und ja, Leistung geht nur mit ordentlich Spannung!

• Lepai TA2020, McFun, Kinter MA-700 - Neukauf eines vermeintlichen schwächeren Verstärkers wohl mit einer Verlängerung der Akkulebensdauer gleichzusetzen

Ja, das ist richtig. Wobei auch deren Ruheströme bewegen sich zwischen 0,5A und 1A.
Allerdings hast du dann auch weniger Power, etwa die hälfte. Noch dazu sind diese China-Dinger nicht die zuverlässigsten. Da lob ich mir ne alte Blaupunkt

• oder zeichnen sich die angesprochenen Verstärker durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus gegenüber der Blaupunkt aus.

Nein, das nicht. Außer der Lepai und die hier im Forum oft verwendeten "Sure-Boards". Die sind alle digital und damit analogen Verstärkern in Sachen Effizienz weit überlegen.

• Frage zum Wirkungsgrad: ist der zuverlässig irgendwo angegeben?

Nein, das ist leider nicht immer der Fall. Eher selten.
Wenn irgendwo einfach nur "Schalldruckpegel - 92dB" steht, kannst du davon ausgehen, dass es irgendwo im Frequenzgang eine Spitze von 92dB gibt, und diese dann für eine solche Aussage "missbraucht" wird.
Wenn von "Kennschalldruck" die rede ist, kommt man dem tatsächlichen Wert schon näher.
Am besten ist es, wenn ein auf 2,83V (an 8Ohm = 1W) oder 2V (an 4Ohm = 1W) bezogenes Frequenzgangdiagramm dem Lautsprecher beiliegt.
Dort kann man dann selber ablesen wie laut der Lautsprecher wirklich ist.
Frequenzgang BG20
Visaton gibt selber 92dB (1W / 1m) als "mittlerern Schalldruckpegel" an. Das bedeutet, es wurde Messungen bei bestimmten Frequenzen gemacht und daraus der Mittelwert errechnet. Gemessen wurde bei 1W Leistung in 1m Entfernung vor dem Lautsprecher.
Im unteren Mitteltonbereich aber erreicht der BG20 gerade mal 90dB. Da man, um einen ebenen Frequenzgang zu erhalten, leider gezwungen ist, zu laute Frequenzen abzusenken, kommt man maximal auf die geringste Lautstärke aus diesem Diagramm.
Jedoch sollte man jetzt nicht sagen "hey, was sind denn schon 90dB..." 90dB ist schon echt ne ganze Menge! In einem Wohnzimmer reicht das schon um sich nicht mehr ohne Verständigungsprobleme unterhalten zu können.
Ein durchschnittlicher Car-HiFi 16,5er, wie deiner, erreicht so 86dB im Mittel. Ist schon ne Ecke weniger.

• Visaton - einen Link zu einem Selbstbau - über 90 dB

das kommt hin

• Bei meinen Car-Hifi Lautsprechern - Wirkungsgrad von 91 dB

Das ist unrealistisch. Wie ich schon sagte: Wahrscheinlich eine Spitze im Fgang die missbraucht wird
Ohne Frequenzgangdiagramm ist sowas nutzlos. Geh mal von 86dB aus.

• Hier im Forum werden noch Beyma 8 AG/N mit 96dB Wirkungsgrad

Die sind auch nicht so laut, aber dennoch ein gutes Stück lauter als die BG20. Hier mal das Datenblatt zum 8AG/N.
Unten rechts ist der Fgang zu sehen. er bewegt sich so bei ca. 94dB (1W / 1m). Das ist schon echt gut für einen einzelnen Lautsprecher.

• Vermutlich geht bei den Audio System aber noch etwas an der Frequenzweiche verloren?

Ja, das ist wohl wahr. Falls dort Saug- oder Sperrkreise verbaut sind, die den Fgang ebenen sollen, geht da schon was verloren.

• Sind diese Lautsprecher generell meinen Car-Hifis überlegen

Ja. Lediglich im Auto sind deine wieder überlegen. Sie sind total auf die Einbausituation dort angepasst, auch von ihren Parametern her. Im Auto sind für die Türen Gütewerte von über 1,0 gar nicht so verkehrt.

• Visaton BG 20 - Qts = 0,44 ; Vas = 110 l ! und fs = 38Hz ! • Auf der Visaton Webseite: empfohlenes Volumen Vb = 30 l CB • Grenzfrequenz fc mit 82 Hz ; gewünschte Lautsprechereinbaugüte mit 0,96

Also,
bei dem BG20 ist die Gesamtgüte, die sich aus Daten der mechanischen und elektrischen "Verarbeitungsqualität" des Lautsprechers ergibt, bei 0,44.
Das Äquivalenzvolumen (eine gewisse Menge Luft die die selbe Federwirkung wie das Chassis besitzt) liegt bei 110L
und die Freiluft-Resonanzfrequenz liegt bei 38Hz.

• a) Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² - 1) • a) Vb = 110 l / ((0,96/0,44)² - 1) • a) Vb = 29,3 l

Das hast du vollkommen richtig gerechnet.
Visaton geht für den BG20, auch damit das Gehäusevolumen nicht unrealistisch hoch wird, von einer Einbaugüte von 0,96 aus. Das ist eine Kickbass-mäßige Abstimmung, noch im vertretbaren Rahmen.
0,71 ist der ideale Kompromiss aus Tiefgang, Pegel und Kick.
0,5 ist am impulstreuesten mit gutem Tiefgang, dafür weniger Pegel und Kick.

• b) fc = fs * (Qtc/Qts) => fs = fc/(Qtc/Qts) = 82/(0,96/0,44) = 38 Hz • b) fc = 38Hz * ( 0,96 / 0,44 ) • b) fc = 83Hz

Warum auch immer du die Formel umgestellt hast ^^
fc beschreibt die Resonanzfrequenz des Lautsprechers in einem geschlossenen Gehäuse je nach Qtc. (die willen wir ja wissen)
fs, was du ausgerechnet hast, ist die oben erwähnte Freiluftreso.

• b) besagt das die Resonanzfrequenz glücklicherweise deutlich unter der Grenzfreqzenz ist.

Warum Glücklicherweise? fc ist noch dazu nicht die Grenzfrequenz ^^
Eigenzitat:
Etwa bei 0,7 * fc (sofern Qtc mit 0,71 angenommen wird) liegt die Grenzfrequenz der Box (-3dB Punkt).

Tiefere Lautsprecherphysik:
Überresonanten Betrieb wollen wir nur, wenn wir den Lautsprecher möglichst stark entlasten wollen und uns so wenig Störungen wie möglich einfangen wollen.
(Hochtöner -> Reso etwa bei 1,2kHz -> betrieb bei 3kHz und mehr)
Unterresonanten Betrieb wollen wir, wenn wir mit Hilfe von Elektronik aus einem Lautsprecher in einem viel zu kleinen Gehäuse trotzdem tiefe Töne holen wollen.
(Ultra-Kompakt Subwoofer -> 30cm Langhub-Lautsprecher in Gehäuse mit kaum 25L -> Starke Endstufe und heftiger Equalizer)

Tieftonlautsprecher betreibt man immer bis ca. 1/2 Oktave bis unter der Einbaureso. Darunter kommt dann kaum noch Pegel. Nach oben hin etwa 1 1/2 Oktaven.

• Nimmt man den empfohlenen Wert von Qtc = 0,71: • c) Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² - 1) = 110 l / ((0,71/0,44)² - 1) = 68,6 l • Eine doppelt so große Gehäusegröße?

Ja, denn nun wurde das optimale Verhältnis aus den drei oben genannten Kritikpunkten gewählt (Qtc = 0,71).
Das hat zur folge, dass das Gehäuse größer werden muss.

Wichtige Grundlage:
Bass braucht so gut wie immer große Gehäuse.

• Und wie berechnet sich jetzt fc und fs?

fc wird wieder mit der Formel fc = fs * (Qtc/Qts) errechnet. fs ist wie schon angsprochen die Freiluftreso des Lautsprechers.

• Warum wird der Wert dort so hoch angegeben anstatt der von dir vorgegebenen 0,71?

Weil, wie schon geklärt, eine Kickbass-mäßige Abstimmung ausgesucht wurde.
Zudem hat man wohl die Größe des Gehäuses mit betrachtet. 70L sind immerhin schon kein kleiner Standlautsprecher mehr.

• Ich vermute ohne weitere Recherche komme ich hier nicht weiter.

Recherche ist immer gut Wie gesagt, Das "Handbuch der Lautsprechertechnik" von Dipl. Ing. F Hausdorf (Fa. Visaton) ist ein sehr gutes Werk für Einsteiger.

• Die Kickbasswiedergabe ist mein Ziel • reicht dafür eine Grenzfrequenz von 82 Hz noch

Die Grenzfrequenz kannst du mit ca. 0,8 * fc annehmen also ca. 66Hz. Das ist mehr als in Ordnung.
Gerade wenn man betrachtet, dass es lediglich ein 20er ist. Noch dazu ist dieser nicht wirklich als Tieftöner konstruiert.

Aber:
Dies waren ja alles nur Betrachtungen um die Berechnung von Lautsprechern und deren Gehäusen zu klären.
Wenn du alles aus dem BG20 rausholen willst, baust du ein Bassreflexgehäuse.
Dieses zu berechnen geht auch, ist aber um einiges komplexer!
Daher:
Schau die mal die anderen Kisten an, was da so gebaut wurde. Oder orientier dich an den Vorschlägen der Visaton Seite.
Mit BR kann man halt noch einiges unten rum rausholen

• Kommen dann beide Lautsprecher in ein gemeinsames Gehäuse oder gibt es für jeden eine Box.

Jeder Lautsprecher bekommt sein eigenes Volumen.
Dampfungsmaterial sollte keines rein.

Ein guter Bauvorschlag ist der, den du selber schon gefunden hast BG20 Partybox.
Da ist auch eine Frequenzgangoptimierung verbaut. Die solltest du auf jeden Fall auch verbauen, falls es dir der BG20 nun angetan hat.

• Kommt der Schalter direkt zwischen Batterie und den Verbrauchern oder an den Remoteeingang?

Zum Teil ja, zum Teil nein
Du hast deine Batterie, dahinter kommt direkt eine Sicherung und dann ein Kontakt deines Schalters.
Der "Ausgangskontakt" des Schalters geht nun auf den Remote vom Verstärker UND kann auch direkt an die anderen Verbraucher gehen.
So einen Verstärker wie deinen sollte man nie mit einem Schalter in der Plus-Leitung einschalten! Hier fließen große Ströme beim Einschalten, die kaum ein Schalter so lange vertragen kann -> Brandgefahr.
Du kannst auch jedem Verbraucher nach der Sicherung einen eigenen Schalter geben

• Zwischen Batterie und 12V Eingang des Verstärkers sowie zwischen Batterie und Zigarettenanzünder sollten sicher auch noch Sicherungen.

Ja, auf jeden Fall! Die "Hauptsicherung" wird immer so nah an dem Plus-Pol der Batterie gesetzt.
Dies macht man, weil falls ein Kabel durchscheuert, iwo weiter hinten, und danach kommt erst die Sicherung, hat die Batterie trotzdem den Kurzschluss!
Am Besten wäre eine Sicherung ca. 10cm vom Plus-Pol entfernt.

• So, ich hoffe ich hab auch nichts vergessen - meine größtes Fragezeichen steht nach wie vor bei der Gehäusedimensionierung ;)

Mir fällt auch nichts mehr ein
Wir habens ja alles ausführlich besprochen XD

Grüße, Reference

Hallo mal wieder und erneut vielen vielen Dank für die verständlichen Erklärungen! Ich habe meinen Thread nicht vergessen, nur geht neben der Recherche natürlich auch Zeit für die “normalen” Dinge im Leben wie die Arbeit drauf *g*. Im folgenden gehe ich wieder auf die Punkte ein bei denen meinerseits noch Diskussionsbedarf besteht.

In der Endstufe ist eine 25A Sicherung, d.h. wenn man sie aufdreht wird sie schon einiges ziehen. Aber wenn man bei einem guten Wirkungsgrad der Lausprecher mit 2A schon Normalbeschallung machen kann wäre das ja in Ordnung. Da ein gescheites Strommessgerät zu Testzwecken gut, mit meinem Baumarktmultimeter komme ich da nicht weit. Gegen die Tiefentladung der Autobatterie würde ich ein Voltmeter einbauen, vermutlich wird gegen Ende der Batterielebenszeit die Spannung langsam abfallen.

Am meisten hab ich mich mit den Lautsprecherkennzahlen und deren Auswirkungen bei Gehäusegrößen beschäftigt. Sieht so aus als darf Qtc nicht kleiner als Qts sein Da ich nicht wusste das die Freiluft-Resonanzfrequenz fs eine feste Lautsprecherkennzahl ist habe ich die Formel fc = fs/(Qtc/Qts) falsch umgestellt. Wichtigster Faktor - wenn zumindest ewas Kickbass haben will - ist aus meiner Sicht fs und die sich damit ergebende Grenzfrequenz von fs * 0,8.

Ich habe das ganze Mal bei den Visaton BG20 / BG17 und dem Eagle L026B durchgerechnet. Bei den Beyma irritiert mich der hohe Wert von Qts = 1,42 etwas, da ich ja dort für die Einbaugüte einen noch höheren Wert annehmen müsste. Die BG 17 kommen selbts bei einem großen Gehäuse nicht unter fc=130 Hz, allerdings sind die Eagle L026B recht interessant, da sie auch in einem kleinen Gehäuse (12 l bei Qtc = 0,96) fc=85 Hz erreichen. Allerdings scheinen diese Lautsprecher nirgends lieferbar, scheinen im Forum aber hin und wieder verwendet worden zu sein. Ich verstehe das man für Bass Volumen braucht, aber warum kommt der Eagle mit einem so kleinen Volumen so tief runter. Muss ja schon einen Nachteil haben, sonst würden ja alle Lautsprecherhersteller ihre Chassis so bauen. Gibt es noch andere sinnvolle Lautsprecher?

Bassreflexgehäuse scheinen im Selbstbaubereich sehr beliebt und auch oft angewendet zu werden. Viele nutzen dazu Programme wie BoxSim um verschiedene Gehäusegrößen zu simulieren. Ich verstehe das ich damit den Frequenzgang im Bassbereich anheben kann würde darauf als Einsteiger in Sachen Gehäusebau erstmal darauf verzichten - vielleicht gibt es ja irgendwann ein zweites Projekt.

Einmal wird das Wort Frequenzgangoptimierung erwähnt; entspricht das dem Sperrkreis um den Lautsprecher in Frequenzbereichen, in denen der Wirkungsgrad besonders gut ist, in die Schranken zu weisen?

Desweiteren habe ich mal einen Rohentwurf für ein Gehäuse mit 2x BG20 gemacht und erstmal geschluckt was für ein Trumm das doch wird (BxTxH = 35 x 31,5 x 71 cm, ca. 30 kg Gewicht bei 12 mm MDF). Hier werde ich mit Multiplex und einer einer kleineren Batterie (40 bis 60Ah) schon etwas einsparen aber für ein kleineres Gehäuse brauch man einfach kleinere Boxenkammern. Daher mein Gedanke mit den Eagle L026B.

Eine andere Möglichkeit wäre eine Monobox zu bauen (1 Visaton BG20) oder wenn das ganze mit 2 BG20 laufen sollen eine Box abmontierbar zu bauen um einen auseinandergebauten Transport und einen Stereo-Aufbau zu ermöglichen.

Bei Interesse können meinen zusammengefassten Gedanken und Gehäuseentwürfe hier nachgesehen werden: https://dl.dropboxusercontent.com/u/9201722/MobileBoomBox.pdf

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Was würdet ihr tun um das Gehäuse möglichst klein zu halten? Entweder einen BG20 in 30 Litern (Endstufe gebrückt im Monobetrieb) oder 2 Eagle L026B auf jeweils 12 Liter (Stereobetrieb, ein Lautsprecher abmontierbar vom Hauptblock um sie ein paar Meter auseinander zu stellen)?

Aktueller Stand (falls jemand ähnliche Projekte hat und auf Ideen zurückgreifen möchte)

Gehäuse:





Rohling:





Erster Einbau der Komponenten:







Verwendet wurden:
- 15 mm Birke Multiplex (gedübelt, verleimt und verschraubt)
- Achse und Rollen aus dem Baumarkt, vordere Stellfüße aus altem Nudelholz
- 1x Visaton BG 20 auf 30 l geschlossenem Gehäuse
- Batterie-/Verstärkerfach mit Zugangsklappe (wird mit einem Splint offen gehalten oder durch Magnete zu)
- 60Ah Autobatterie
- Blaupunkt GTA2100 2-Kanal-Endstufe (gebrückt für Monobetrieb)

Es fehlen noch Sicherungen, Zigarettenanzünderdose zum Handyladen, Spannungsanzeige und die entgültige Verkabelung. Der Schaltplan soll so aussehen:



30A sind ziemlich viel, aber die Endstufe ist mit 25A abgesichert und 30er-Sicherungen hab ich grad noch daheim liegen.

Der erste Testlauf mit provisorisch angeklemmten Stromkabeln (2 mm³) hat mich sehr positiv gestimmt. Selbst bei minimaler Eingangsempfindlichkeit ist das Ding schon beachtlich laut (Quelle: PC) oder angenehm (Quelle: Nexus 4). Kickbass ist durchweg vorhanden, selbst tiefere Frequenzen sind spürbar. Wenn die letzten Teile kommen sind 16 mm² Kabel vorgesehen wobei ich glaube das die Endstufe vorher den BG20 an den Anschlag bringt. Das Teil (vorläufiger Name "Black Beauty") hat auf jeden Fall Potential für mehr als nur "ruhig" Musik hören. Nächste Ausbaustufe wäre dann eine zweite Lautsprecherkiste für den Stereobetrieb.

Wenn es fertig ist stell ich noch ein paar "Hochglanzfotos" in den dazugehörigen Thread. Auf jeden Fall vielen Dank an Reference_100_Mk_II für die Ratschläge, die mir den Stoß in die richtige Richtung gegeben hat, was die weitere Recherche betrifft

toller thread, sollte man als beispiel pinnen wie ein problemlösungs/beratungsthread in nem forum zu funktionieren hat

habe mir grade die 50 themen auf der ersten seite der profi-kaufberatung durchgesehen, in grad mal 7 wurde das problem bzw die frage zufriedenstellend gelöst. und in keinem einzigen ist so ein toller endbericht drinnen wie der hier, wo detailliert und bebildert zu sehen ist inwiefern das problem gelöst wurde

leute (besonders die threadersteller): lest den thread, und nehmt euch ein beispiel

Ich denke mal ich bin unter anderem gemeint ^^

Vielen Dank

Und dem TE: herzlichen Glückwunsch zu der tollen Box