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HTH-Bausatzwettbewerb mit A&D Audio

Selbstbauer können einsenden, vorstellen und gewinnen !


Bauvorschlag 3 : "Trapezbox 8" von mckrise


1.) Projektzielstellung, Motivation

Bereits seit längerer Zeit hatte ich ein Auge auf die A&D Audio Chassis geworfen und als es dieses Jahr wieder Messemodelle zu günstigem Preis gab, nutzte ich die Gelegenheit um mich selber von der Qualität und stabilen Verarbeitung der im Shop gelobten Chassis zu überzeugen.
Ein Blick durch meine "Studentenbude" ließ keine Zweifel offen: klein sollte mein diesjähriges Selbstbauprojekt werden, nicht wieder so ein unhandlicher 30 kg schwerer Klotz, wo man sich nach jeder Treppe die Schweissperlen von der Stirn wischen muss und im Endeffekt ärgert, dass die große Box für die kleine Party viel zu überdimensioniert war.
So stellte ich also meine Anforderungen an die Box auf: Eine kleine leichte Box, die nix kostet und partytauglich fullrange ohne Subwoofer ordentlich Pegel bei gutem Klang bringt -> die eierlegende Wollmichsau.
Von vorneherein war mir klar, dass dies nur mit massivem Controllereinsatz realisierbar sein würde, aber warum nicht moderne Digitaltechnik nutzen, wenn sie doch heute schon sehr günstig verfügbar ist.
Ich bin noch lange nicht fertig mit meiner Box, eigtl. gerade erst soweit, dass die Probleme beginnen, aber irgendwann muss ich ja mal meinen Vorschlag einsenden.

2.) Chassisauswahl

Aufgrund obiger Überlegungen sollte der verwendete Tieftöner maximal 8" groß werden, so fiel meine Wahl auf den A&D Audio D8D200 8" Neodym- Tiefmitteltöner, der auf dem im Shop eingestellten Bild für 31 EUR einen sehr guten Eindruck machte.
Als Hochtöner wählte ich den A&D P34 Hochtontreiber, der auch auf der A&D Homepage mit Parametern zu sehen ist und bei einem Messepreis von 11 EUR pro Stück nahezu geschenkt ist.
Als Horn wählte ich ein kleines quadratisches unsymmetrisch abstrahlendes Horn mit einer Kantenlänge von 16 cm, dass zusammen mit einem Bassreflexport sehr gut Platz auf der Schallwand findet.
Bei dem Hochtöner gehe ich einen ersten Kompromiss ein, ein ähnliches Modell mit Neodymantrieb hätte hier noch mal 1 kg Gewicht gespart, aber die Mehrkosten und die fehlende Verfügbarkeit schienen mir da nicht angebracht.

3.) Simulationen, Messungen und Gehäuseberechnung

Als allererstes musste ich die Kleinsignalparameter des Tieftöners bestimmen, um überhaupt eine Grundlage für die Gehäusesimulation zu bekommen. Hierfür konnte ich zum Glück ein Klippel Messsystem benutzen (vielen Dank an die Klippel GmbH), so dass dies nur eine Sache von wenigen Sekunden war.
Danach kamen noch ein paar andere Tests dran, z.B. die Bestimmung der Großsignalparameter, wobei ich das Chassis ordentlich gequält habe. Ich dachte mir: Wenn es den Test nicht überlebt, brauch ich es auch erst gar nicht verbauen, aber es überlebte und ist nun verbaut. (Hinweis: Neodym-Magnete sind temperaturempfindlich und entmagnetisieren sich bei (zu) hohen Temperaturen)

Zu Hause angekommen wurde dann mit WinISD das Gehäuse simuliert und mit dem Autodesk Inventor Pro ein 3-D Modell des Gehäuses erstellt. An dieser Stelle wurde mir klar: Mit konventionellen Mitteln werde ich keine Fullrange-Box verwirklichen können, denn bei der Simulation kam ich auf ein 15 Liter Volumen bei einer -3 dB Grenzfrequenz von 85 Hz ..

4.) Gehäuseentwurf/Gehäusebau

Zunächst nahm ich mir die Nexo PS-8 als Vorbild, doch aufgrund des höheren Volumenbedarfs des A&D Chassis musste ich mich hiervon lösen. Die Box wäre einfach zu unhandlich geworden. Stattdessen entschied ich mich für ein Gehäuse mit 15-Grad Trapezform, da ein quaderförmiges Gehäuse für mich aus akustischen und (vor allem) optischen Aspekten nicht in Frage kam. Das Trapezgehäuse ist da der gute Kompromiss zwischen den äußeren Abmessungen und dem Innenvolumen.
Der Gehäusebau verlief sehr unkompliziert, da ich das Holz schon fertig vorgesägt von einem Kumpel (danke Simon) bekommen habe. Fix alle Ecken mit Klebeband versehen, Leim rein, zusammengeklappt und oben und unten den Deckel aufgeleimt und mit ein paar Nägeln fixiert, trocknen lassen.
Am Ende stand jedenfalls ein fertiges Gehäuse vor mir, mit den Abmessungen: Nun wurde die Schallwand ausgesägt, ein Bassreflexport wie vorher simuliert eingebaut, das Gehäuse ein wenig bedämpft und die Chassis eingebaut... wie vor jedem Boxkampf musste nun die Box erstmal auf die Waage: 7,5 kg so sollte es sein !

5.) und wieder messen... und Probleme... aber keine Zeit

Nun musste die Box das erste Mal in Kombination zeigen was in ihr steckt, in meiner Studentenbude, der Arta/Steps/Limp Demo und einem Monacor ECM-40 Messmikro.
Dass mit einer so kleinen Box keine Basswunder vollbracht werden könnten war mir von Anfang an klar und die Gehäusesimulation bestätigte dies auch. Deshalb hatte ich von Anfang an eingeplant die Box ganz massiv mit meinem Behringer Ultradrive 2496 im Bassbereich zu boosten. Wie in der Messung zu sehen ist, fällt die Box viel zu früh ab (schwarze Kurve), dank Controller ist es aber möglich diese Bassschwäche zu kompensieren. (grüne Kurve)
Die im Graphen 82 dB Linie drücke ich von über 100 Hz runter auf 40 Hz. Die Messungen sind noch nicht "verbindlich", sie sollen vielmehr zeigen, welche Idee hinter meinem Projekt steht, nämlich dem gnadenlosen Aufzwingen eines gewünschten Tiefganges.
Getrennt wird zwischen 1300 und 1600 Hz, tiefer lädt das kleine Horn eh nicht und der Tieftöner hat dort einen natürlichen Abfall. Ordentliche Messungen werden im Sommer (nach den Prüfungen) im Garten meiner Eltern gemacht (Phase 2), im Moment vermute ich stark, dass der Bassreflexport zu tief abgestimmt ist und deshalb die Box zu früh einbricht. Eine erste Messung vom BR-Port hat dies auch bestätigt.

6.) Klang/Beurteilung

Aufgrund oben angesprochener Probleme wird die Box noch massiv vom Controller dahin gedrückt, wo ich sie gerne hin hätte... und das macht sie erstaunlich gut mit (der Tieftöner macht unangestrengt mehrere mm Hub mit), kein hörbares schwächeln obwohl sie massiv untenrum geboostet wird.
Lieder von den Ying Yang Twins, Das Bo, Missy Elliot und viele anderen aus der Black und Hip Hop/Rap Szene hat die Box schon gemeistert. Ich bin kein Freund von Klangvodoo und Klangbeschreibungen, wichtig ist mir, dass ich nichts im Lied vermisse und sich die Box gut durchsetzen kann (ohne dass Verzerrungen das Klangbild trüben)
Das schöne an der Box ist: Wenn man sie hört fängt man an den Subwoofer zu suchen... findet ihn aber nicht !
Nimmt man die Bassanhebung am Controller heraus, ist die Box optimal abgestimmt um ab 100 Hz einen Subwoofer anzukoppeln, also multifunktional einzusetzen.

7.) Kritische Betrachtung

Ich gehe noch davon aus einen Konstruktionsfehler in der Box zu haben und diese in Phase 2 auch beheben zu können.
Einen Lautsprecher derart massiv zu boosten geht nur, wenn man die Grenzen des Lautsprechers kennt. Neben einer starken Phasendrehung und dem Group Delay steigt natürlich auch die Membranauslenkung und die thermische Belastung stark an, so dass es nur Sinn macht den Lautsprecher so zu betreiben, wenn man ihn auch gut schützen kann. Die hohe Membranauslenkung macht ausserdem viele Verzerrungen, so dass zu Gunsten des Klangs ein Chassis mit gutmütigen Klirr verwendet werden sollte (oder die Anforderungen dementsprechend reduziert werden müssen)
Auf jeden Fall wird der erreichbare Pegel massiv eingeschränkt. Es geht mir auch mehr darum das vorhandene Material maximal auszureizen. Dass man mit dieser Box keine 500 Leute Open Air beschallen kann, sollte jedem klar sein, aber für eine 50 Mann Wohnheimsparty ohne Subwoofer schön durchsetzungsfähig und ausreichend.

8.) wie geht's weiter Phase 2 und danach

In Phase 2 wird der BR-Port richtig abgestimmt, das Gehäuse abgerundet und das Chassis/Hochtöner wird in die Schallwand eingefräst. Natürlich wird das Holz auch lackiert und mit einem Gitter mit Frontschaumstoff ausgestattet.
Es werden draußen quasi reflexionsfreie Messungen auf einem Drehteller durchgeführt und die Box bekommt eine (einfache) passive Weiche und einen Umschalter, so dass die Box universell einsetzbar wird als Fullrange Box aktiv über Controller und 2-Kanal Endstufe für kleine Feiern, aber auch passiv getrennt als kleines Top über einem Subwoofer (vielleicht wieder was kleines A&D R1030 oder eben ein dicker 18"er für mehrere Tops).
Phase 3: die Box soll eine eigene Endstufe bekommen, ebenfalls sehr klein und modular aufgebaut, evtl. "Huckepack" hinten an der Box befestigt mit Equalizer und Schutzschaltungen in Hardware realisiert. Davon verspreche ich mir dann maximale Flexibilität.
Eine ausführliche Beschreibung vom Bau meiner Box wird dann auf meiner Homepage verfügbar sein, ich hatte hier schon Probleme mich kurz zu fassen, um nicht zu viele Seiten voll zu machen. Für viele Bilder und detailierte Beschreibung von Problemen, z.B. Membranresonanzen und daraus resultierende Abstrahlprobleme ist hier kein Platz.