Das Günni-Line-Array (FR-10-6-LA)

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Chassi_Schorsch
Neuling

#1 erstellt: 15. Jun 2022, 19:14

*work in progress*

Gude,
ich hatte mir zum Ziel gesetzt ein sehr günstiges, handliches und fullrangetaugliches Line-Array-Modul zu basteln, das man universell von kleinen Sprachveranstaltungen mit Akku im single-Betrieb bis hin zu Partys in etwas größeren Stacks benutzen kann. Vor Jahren hatte ich öfter mal etwas mit den Visaton FR-10 4 Ohm Chassis gebastelt und dachte mir, dass man aufgrund des hervorragenden Preis-Leistungsverhältnisses mal etwas damit versuchen kann.

Vorteile:
- nur ein kleiner Sperrkreis und keine verschiedenen Chassis nötig (günstig)
- Klang und Wirkungsgrad in Ordnung
Nachteile:
- Bündelung der Breitbänder
- über 10.000hz wirds sehr dünn

Ich hatte mir zur Behebung des Bündelungsproblems überlegt auf der Front drei Spalten a 2 Chassis unterzubringen die jeweils um 15 Grad abgewinkelt sind. Für die Fullrangetauglichkeit sollte die Box natürlich ventiliert sein. Also: fix simuliert und mit Restholz und Stichsäge stümperhaft einen Prototyp gebastelt. Wird schon schief gehen. Die 6 Chassis bekommen erstmal etwa 32 Liter mit einer Matte Sonofil. Auf 6 BR-Rohre mit 30mm spuckt mir der Rechner bei Strassacker eine Länge von etwa 3 cm aus.

Chassis habe ich auf 2,7 Ohm verschaltet und von innen eingeschraubt (mit dem Sperrkreis lande ich jetzt auf etwa 5 Ohm). Deckelplatte mit einigen Büchern beschwert drauf gesetzt und probegehört: Furchtbar! Aber was erwartet man auch bei nicht eingespielten Breitbändern ohne Sperrkreis. Dennoch war schnell klar, dass irgendwas mit der Abstimmung ganz und gar nicht passt: Entweder sind die Chassidaten von Visaton fehlerhaft oder irgendwas stimmt mit dem Rechner bei Strassacker nicht. Mit deren BR-Abstimmung hatte ich nämlich ganze 10 db weniger um 50 hz als wenn alle Rohre zugestopft sind: Klassische Fehlabstimmung. Also: Rumprobiert, Rohre verstopft, geöffnet, gekürzt, verlängert, gemessen, gemessen, gemessen - 6x12cm bei 30mm Durchmesser sehen gut aus! Recht tief abgestimmt, aber das ist in Ordnung.

Da sich auf Winkel die Höhen wegen der Bündelung kaum aufaddieren kann ich gerne auf eine fettere Oberbassbetonung verzichten, der Pegel in den Mitten muss sowieso drastisch heruntergezogen werden.
Nachdem ich die Chassis dann mal eine Nacht bei 10hz einwobbeln lassen habe und erstmal grob an meinem Verstärker die Bässe und Höhen um einige db geboostet habe klang das ganze schon überraschend gut! Bis an die 40hz kommt ein voluminöser Bass - etwas breiig, aber dennoch verwunderlich, dass ein kleiner Breitbänder mit qts von 0,54 im BR-Gehäuse da überhaupt noch etwas macht. Klanglich war das ganze dem CT 247 natürlich sehr ähnlich - aufgrund der 6fachen Membranfläche natürlich viel gewaltiger und nicht so räumlich klar, weil keine Punktschallquelle mehr. Aber all das ist mir für die Low-Budget PA-Zwecke herzlich egal. Vor allem geordnete Stücke von Youn Sun Nah, Nils Frahm, aber auch Recondite klingen wirklich toll. Obwohl noch keine passende Weiche dabei ist und es bisher nur eine Box im Monobetrieb ist kann ich mich schon stundenlang in den hypnothisierenden Klängen verlieren. Wow! Und Pegel macht die Kiste auch ordentlich.
Also, ab an die Weiche. Das hat dann doch etwas länger gedauert. Es musste der ganze Bereich von 85-5000hz abgesenkt werden - undzwar nicht unwesentlich. Nach einigen Stunden rumprobieren mit alten Bauteilen aus der Schublade bin ich dann doch zu einem Ergebnis gekommen mit dem ich erstmal zufrieden bin:
Folgendes Parallel:
6 Ohm Widerstand
0,27mH Spule mit 3 Ohm Widerstand in Reihe (ich musste dem Hochton noch mehr Platz geben)
12 µF Kondensator

Der Frequenzgang ist jetzt im "relevanten" Bereich von 400-6000hz ausreichend gerade. Die Buckel davor sind meistens Raummoden, stören beim Hören in der Realität aber auch kaum. Die 5db Überhöhung bei 8000hz stört beim Hören auch nicht, dass über 10khz kaum noch etwas passiert ist ärgerlich, aber für meine Zwecke ebenfalls verkraftbar - es bleibt eben der FR-10 ohne Hochtonunterstützung und einen Tod muss man sterben..

Die Messung ist in einem wenig reflektierenden Raum aus etwa 2,5 Meter Entfernung gemacht worden, da mit geringerer Distanz der Winkel zu den äußeren Lautsprechern zunimmt.
Jetzt klingen die richtig vernünftig! Natürlich wäre hier ein Vergleich mit AMT-Hochtönern und PHL-Bässen unfair, aber die Böxchen spielen wirklich angenehm musikalisch - im Gegensatz zu anderen billigen PA-Lautsprechern klingt das ganze sogar wirklich nach Hifi. Und das für ungefähr 100 Euro Materialpreis!
Als nächstes werde ich dann mal testen was akustisch passiert wenn ich die überstehenden Ränder um die Front wegfräse und die Kanten abrunde und mich dann dran machen zwei davon in hübsch zu basteln. Ich bin gespannt wie sich die Klopper dann im Stereobetrieb nach ein paar Wochen Einspielzeit anhören (hoffentlich geht noch etwas von der Härte im Klang raus).

Ich werde euch da auf jeden Fall auf dem Laufenden halten, aber würde mich auch sehr freuen wenn ihr ein paar gute Ideen und Tipps habt was man an dem Konzept noch ausprobieren kann.

Liebe Grüße aus Frankfurt,
Chassi_Schorsch

Chassi_Schorsch
Neuling

#2 erstellt: 16. Jun 2022, 10:12

Heute wurden mal die überstehenden Ränder um die Front mit einem Bündigfräser beseitigt und die neuen Kanten mit einem Radius versehen um zu sehen was passiert. Tatsächlich hat sich am Frequenzgang kaum etwas geändert, aber der Pegel ist deutlich gesunken! Ich hatte mir schon gedacht, dass die kurze Schallführung Einfluss auf den Pegel hat, aber ich hätte nicht gedacht, dass es ganze 5db sind. Hier als Beispiel eine Vergleichsmessung aus einem relativ extremen Winkel von rechts oben:

Die Prototyp-Kiste sieht jetzt so aus:

Ästhetisch gefällt mir das tendenziell besser (ja die ist super unsauber gearbeitet, ich verschwende ungerne Zeit für nicht messrelevante Sauberkeit bei einem Prototypen der sowieso nie das Zimmer verlassen wird), allerdings sind der höhere Pegel und der Schutz der Chassis im PA-Betrieb gute Gründe um die überstehenden Ränder dran zu lassen.

Chassi_Schorsch
Neuling

#3 erstellt: 16. Jun 2022, 11:09

Die Messungen draußen sehen auch super aus, klingen tut alles noch luftiger und souveräner. Vielleicht ändere ich am Ende noch ein bisschen was am Sperrkreis, aber das Projekt schlägt sich bisher finde ich sehr gut

Wholefish
Inventar

#4 erstellt: 16. Jun 2022, 16:19

Ist auf jeden Fall schonmal ein interessantes Konzept und sieht cool aus.
Was schon wäre, wäre eine Range von 50dB bei deinen Messungen.
Dann sieht die Messung vermutlich nicht mehr so schön aus, aber dann erkennt man auch eher, wo es noch Probleme gibt.

Zu der BR Abstimmung:
Es wäre sicherlich sinnig, diese mal mit einem Tool zu simulieren.

Über eine Impedanzmessung kannst du die Abstimmung ja auch prüfen. Hast du das gemacht?

Zu dem Hochtonproblem:
Meistens kann man über einen kleinen Kondensator in Reihe den Hochton anheben.
Vielleicht mal experimentieren.

Zum Konzept:
Das vertikale Abstrahlverhalten könnte problematisch sein. Mir ist aber auch nicht lar, was das mit Line Array zu tun hat. Gerne aufklären

Chassi_Schorsch
Neuling

#5 erstellt: 16. Jun 2022, 19:04

Hi @wholefish,
hier mal eine unschön bearbeitete Messung für dich

Leider bin ich mit Mac ziemlich eingeschränkt was Simulation angeht. Ich hab über WineBottler zumindest BoxSim einigermaßen zum laufen gebracht, aber da kann ich leider nicht für die 6 Chassis eine ventilierte Box simulieren (zumindest habe ich das nicht hin bekommen). Würde das funktionieren wenn ich einfach nur das Äquivalenzvolumen versechsfache? So mache ich das zumindest in den BR-Rechnern bei Strassacker und co.

Eine Impedanzmessung wollte ich bei Zeiten mal bei einem Bekannten mit Clio machen, das bisherige Ergebnis ist ja durch zigfaches Messen und zentimeterweises Kürzen der BR-Rohe entstanden - allerdings führt so etwas in der Not ja auch mal zu brauchbaren Ergebnissen

Die Idee mit dem kleinen Kondensator ist super, das werde ich gleich mal ausprobieren.

Mit Line-Array hat das erst etwas im Stack zu tun. Die Idee ist davon 8 Stück oder so zu basteln, dann kann man auf jeder Seite aus den Zweierreihen Vierer-, Sechser- und Achterreihen zaubern.

shrek-m
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 16. Jun 2022, 19:56

Chassi_Schorsch (Beitrag #5) schrieb:

Leider bin ich mit Mac ziemlich eingeschränkt was Simulation angeht.

Willkommen im Club.

Ich hätte zwar noch ein paar uralte Windows Gurken und Virtuelle Maschinen aber solange es nichts vernünftiges nativ für den Mac gibt verzichte ich auf Simulationsprogramme.

Ich habe meine 3 Boxenprojekte soweit fertig, brauche also nichts mehr.
Wäre aber trotzdem nicht schlecht wenn sich evtl jemand finden würde der etwas in der Art als Quellcode zur Verfügung stellen würde.

Wholefish
Inventar

#7 erstellt: 17. Jun 2022, 06:13

@Schorsch
Und jetzt noch über IR Window die Messung fenstern, um die Reflektionen rauszurechnen. Dann hat man eine nachvollziehbarere Messung.
So wie es aussieht, hast du zwischen 500 und 1500hz eine Differenz von über 10dB.
Da würde ich schon noch mal ran. Vielleicht musst du auch zwei Sperrkreise einplanen, um das in den Griff zu bekommen. Oder einen Saugkreis dazu packen. Oder sonstige Kniffe bei der Weichenentwicklung.

In Boxsim kannst du jedem Chassis 1/6 des Gesamtvolumens geben.
VAS x 6 funktioniert imho nicht, da gibt's aber bestimmt noch jemanden hier, der das fundierter erklären könnte, als ich.

Bzgl dem Hochtonabfall noch die Frage: Messmikrofon individuell kalibriert?

Chassi_Schorsch
Neuling

#8 erstellt: 17. Jun 2022, 08:01

Vielen Dank erstmal für die hilfreichen Antworten!
@shrek-m, ja das ist super nervig. Boxsim kann ich zwar über WineBottler öffnen, aber muss es jedes mal neu installieren und kann nichts speichern usw - mit dieser Erfahrung würde ich auch ungerne das Geld für AJHorn oä investieren. Das ist für die Entwicklung wirklich eine Barriere. Letztens habe ich auch für eine Freundin einen Wandlautsprecher gebastelt (geiles Teil übrigens) in das ich dieses Arylic 2.1 Modul eingebaut habe. Da musste ich mir auch für das DSP-Programm extra einen Windows-Rechner ausleihen.

Bei mir wirds glaube ich darauf hinauslaufen dass ich mir für sowas einfach noch einen alten Windows-Laptop zulege. Nützt ja alles nichts.

@wholefish , das Messmikro ist das Umik-1 das hat zumindest eine eigene Kalibrationsdatei. Bisher hatte ich auch das Gefühl, dass das recht realitätsgetreu arbeitet - den Mangel an Höhen konkret höre ich aber auch ohne Mikro raus. Meinst du aber, dass man das nochmal individuell kalibieren sollte? Und wenn ja mit was als Referenz? Einem perfekten Mikro? Das hab ich leider nicht

Es gibt ein grundsätzliches Problem beim Messen von diesem Lautsprecher: Nahfeldmessung macht wegen den abgewinkelten seitlichen Lautsprechern keinen Sinn. Daher muss ich im Raum immer recht weit zurück gehen und dann nimmt der Raum wieder starken Einfluss auf die Messung. Die 10db von 500 auf 1500hz habe ich bei anderen Messungen zB auch nicht. Bei der Messung draußen hatte ich sogar etwas mehr Pegel bei 500 als bei 1500hz

Ich glaube das sinnvollste wäre, wenn ich die zwei Boxen erstmal baue, die schön einspiele und mir dann mal einen Tag an der frischen Luft nehme um bei einigen Metern Abstand im Freifeld nochmal die Weiche überarbeite. Eine kompliziertere Weiche wäre dann auch eine Option, allerdings versuche ich ja so einfach und günstig zu bleiben wie möglich, also würde ich es auf jeden Fall versuchen beim RCL-Korrekturglied zu bleiben.
Fenstermessung kann ich aber trotzdem später mal machen.
Und dass das mit dem vervielfachen des Vas nicht funktioniert ist interessant. Ich hatte das glaube ich mal in einem Lautsprechergrundlagenbuch so gelesen und so abgespeichert, dass bei mehreren Lautsprechern in einem Gehäuse aller Parameter gleich bleiben und sich nur das Vas vervielfacht. Wenn das nicht stimmt würde das allerdings erklären warum die Abstimmung am Anfang so falsch war

Wholefish
Inventar

#9 erstellt: 17. Jun 2022, 10:18

Also, zum Mik: Die Umiks sind ja kalibriert. Da besteht also eigtl kein Handlungsbedarf. Grundsätzlich kann man hier kalibrieren lassen:

https://shop.hifi-selbstbau.de/produkt/mikrofonkalibrierung/

Ich würde beim Messen wie folgt vorgehen:
Abstand zum Mikrofon = 3 x Breite des Lautsprechers.
Höhe des Mikrofons = Auf Höhe des obereren Breitbänders.
Dann unbedingt Winkelmessungen machen. Am besten in 10° Schritten, sowohl horizontal, als auch vertikal. Das heißt, Box seitlich hinlegen.

Möglicherweise ist dein Problem mit den Höhen auch Inteferenzbedingt. Das muss man erstmal rausfinden.
Die Nahfeldmessung eines einzelnen Lautsprechers kann da auch schon viel Aufschluss bringen. Da sieht man ja dann, ob das Chassis selbst überhaupt abfällt.

Wichtig ist: Dass du als erstes Klarheit in die Messsituation bringst und reproduzierbare Messergebnisse hinbekommst.
Raus gehen hilft da gar nicht so viel, wie man glaubt. Weil der Boden immer noch vorhanden ist und reflektiert.

Die DAUs haben das mal auf die Spitze getrieben:

https://www.der-akus...ate-projects/audeca/
Mit dem Ergebnis: Dass der Aufwand einer echten Freifeldmessung quasi nichts bringt, wenn ich das richtig interpretiere.

Hier die klassische Schaltung zur Messung von Impedanzen:

https://www.elektronik-labor.de/HF/Lautsprecher/LS1.html

Zum Thema BR und VAS:
Ich habe gerade mal mit WinISD simuliert. Wenn ich bei einem Chassis VAS verdopple und es vergleich mit der Simulation im gleichen Gehäuse mit 2 eingetippten Chassis, kommt die selbe Kurve raus.
Allerdings verändert WinISD automatisch diverse andere Parameter, zum Beispiel SD automatisch (aber deutlich zu klein). Bringt zugleich aber auch eine Fehlermeldung, dass die TSP Integrität nicht stimmt.

[Beitrag von Wholefish am 17. Jun 2022, 10:25 bearbeitet]

the_flix
Inventar

#10 erstellt: 17. Jun 2022, 15:32

Eine DIY-Variante der Bose 802, na ob das die Welt gebraucht hat

Chassi_Schorsch (Beitrag #5) schrieb:

Mit Line-Array hat das erst etwas im Stack zu tun. Die Idee ist davon 8 Stück oder so zu basteln, dann kann man auf jeder Seite aus den Zweierreihen Vierer-, Sechser- und Achterreihen zaubern.

Auch gestapelt hat das nichts mit einem Line-Array zu tun. Ein vertikaler Boxenhaufen ist noch lange kein Line-Array, auch wenn das oft so beworben wird. Damit ein Lautsprecher das dafür richtige vertikale Abstrahlverhalten hat, bedarf es eines korrekten Wellenformers für den Hochton. Sonst koppeln die einzelnen Lautsprecher nicht richtig miteinander und man erreicht hauptsächlich eine (chaotische) Interferenzmaximierung. Von der Möglichkeit einer variablen Winkelung, also letztendlich von Flughardware, will ich gar nicht erst anfangen.
Die erwähnten 802 wurden in der Vergangenheit auch mal untereinander aufgehängt gesichtet, dass heißt aber nicht, dass das physikalisch Sinn ergeben hat.

Aber das wirst du selbst herausfinden, wenn du deinem Konstrukt messtechnisch auf den Zahn fühlst. Ohne reflexionsarmen Messraum heißt das Motto Groundplane-Messung im Freifeld. Du brauchst also eine große Fläche mit schallhartem Boden. Die Messentfernung setze ich mal mit mindestens 2, besser 4 m an. Dann misst du wie schon erwähnt nicht nur den Frequenzgang auf Achse, sondern vertikal und horizontal.
Da du Beschallungsaufgaben im Anwendungsprofil hast, sind Messungen des Maximalpegels der nächste Schritt. Ob mit Einzel- oder Multisinus oder mit einem Verfahren anhand der Kompression (Stichwort M-Noise) kann man diskutieren. Am besten man nutzt gleich mehrere Varianten, so wird das Bild nur besser.
Ich empfehle an der Stelle gerne, sich mal den Messablauf von Anselm Görtz aus der Production Partner anzuschauen. Hier ein beliebig ausgewähltes Beispiel eines "echten" Line-Arrays:

PP Test dB VIO
Der hat natürlich den Luxus eines richtigen Messraums, aber man kann trotzdem viel davon lernen.

Gerade im Kontext der Beschallung verstehe ich den Einsatz und die umständliche Entwicklung der passiven Entzerrung nicht. Schon die inzwischen historische 802 setzt auf eine aktive Entzerrung. Der Preisunterschied zwischen Endstufen mit und ohne DSP ist heute fast verschwindend klein, da sehe ich keinen Grund, sich mit passiven Bauteilen rumzuplagen.

Ist alles nicht böse gemeint, aber es hat schon gute Gründe, warum sich in der Beschallung andere Konzepte durchgesetzt haben.

shrek-m
Hat sich gelöscht

#11 erstellt: 17. Jun 2022, 16:40

Chassi_Schorsch (Beitrag #1) schrieb:

Vorteile:
- nur ein kleiner Sperrkreis und keine verschiedenen Chassis nötig (günstig)
- Klang und Wirkungsgrad in Ordnung
Nachteile:
- Bündelung der Breitbänder
- über 10.000hz wirds sehr dünn

die Frequenzen werden sich in der Anordnung und dann noch zusätzlich alle BR Öffnungen zeitversetzt nach vorne vermutlich gegenseitig auslöschen.
Ein Hochtonwunder ist er auch nicht gerade.

Ich würde nur ein einzelnes Chassis ohne jegliche BR Öffnung anhören und messen und von da aus schrittweise erst das darunterliegende dazuschalten und dann die BR Öffnung.
Sollte es dabei irgendwann wesentlich besser sein würde ich ähnlich wie du es hattest die 3 Reihen wieder nach vorne akustisch etwas trennen.
Die Länge abhängig von den Schallwellenlängen.
Evtl auch innen die Volumina der 3 Reihen trennen.

Die BR Öffnungen würde ich bei den Messergebnissen versuchsweise eher nach hinten setzen um Auslöschungen zu vermeiden.

https://www.visaton.de/sites/default/files/dd_product/FR_10_0.pdf

[Beitrag von shrek-m am 17. Jun 2022, 16:50 bearbeitet]

shrek-m
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 17. Jun 2022, 16:45

Chassi_Schorsch (Beitrag #8) schrieb:

Bei mir wirds glaube ich darauf hinauslaufen dass ich mir für sowas einfach noch einen alten Windows-Laptop zulege. Nützt ja alles nichts.

Wenn es wenigstens so etwas wie eine Formelsammlung gäbe, die könnte man notfalls in einer Tabellenkalkulation unabhängig vom OS nutzen.

AJHorn scheint so ziemlich am zuverlässigsten zu rechnen da an für sich alle Boxen nur irgendwelche Hörner sind.

[Beitrag von shrek-m am 17. Jun 2022, 16:48 bearbeitet]

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