Systemlautsprecher Eigenbau

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Langer Don
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Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon Langer Don » Sa 15. Jun 2019, 18:33

Das was wir hier schon über den PC-Speaker diskutiert haben, hat meines Erachtens nach einen eigenen Thread verdient. http://www.dosforum.de/viewtopic.php?f=10&t=12572

Nach langer erfolgloser Suche im Gehäuse nach dem Speakerkabel ist mir wieder eingefallen, dass der nur an einem ganz kurzen Kabel gehangen hat und daher sonst wo verschwunden ist. Jedenfalls hatte ich noch so einen Kleinlautsprecher (P1, ist mit 16Ω und 0,5W spezifiziert) rumliegen und hab den mal mit einem 220Ω Widerstand (R1) auf einem Steckbrett in Reihe geschalten um die Lautstärke anzupassen. Auch wenn der Prosa Schaltplan genügen dürfte, hab ich ihn trotzdem mal in ASCII gezeichnet.

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                    P1
        R1            /|
        ___         _/ |
+SPK o-|___|--+----| | |
             _|_   | | |
          R2 /_\ +-|_| |
              |  |   \ |
-SPK o--------+--+    \|

Sieht mei mir so aus:
maniac.jpg
Eine Hörprobe mit dem Intro von Maniac Mansion, die extra aufgenommen hatte, konnte ich leider nicht anhängen.
maniac.jpg (54.16 KiB) 1071 mal betrachtet

Klanglich ist es schon wegen der reduzierten Lautstärke deutlich angenehmer als ein Piezo.

EDIT: Da so ein Lautsprecher ein induktives Bauelement ist, im Gegensatz zu einem Piezo welcher ein kapazitives ist, kann eine Diode um den inductive Kick abzuleiten nur sinnvoll sein. Vor allem da hier kein Filter ist.
Zuletzt geändert von Langer Don am So 23. Jun 2019, 15:33, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon b20a9 » So 16. Jun 2019, 20:27

Tolles Projekt,! Diese Piezopieper sind klanglich Mist. Ein weiteres Beispiel, dass Fortschritt manchmal Rückschritt ist und eher bedeutet, das in der Produktion Geld gespart wird anstatt einen Mehrwert für den Benutzer zu generieren. Fairer Weise muss man jedoch auch feststellen, dass die Akustik über den Mainboardlautsprecher heutzutage kaum mehr eine Rolle spielt als beim Bootvorgang auf mögliche Fehler hinzuweisen...
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon Martin75 » Mo 17. Jun 2019, 09:30

Meine Soundblaster 16 hat einen Eingang für den PC Lautsprecher. So kann der Ton vom Mainboard abgegriffen werden und über die normalen Lautsprecher ausgegeben werden.
Incl eigener Lautstärkesteuerund im Mixer der Soundkarte.
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon Langer Don » Di 18. Jun 2019, 01:58

Coole Sache, dass der Sound Blaster 16 einen Eingang dafür hat. Macht das den POST Piep dann noch?

An mein Projekt hab ich jetzt noch einen Filter und ein Poti zur Lautstärkenregelung angeschlossen. Auch hatte ich ein wenig Bedenken wegen der Reaktanz des Lautsprechers und hab deswegen noch eine Freilaufdiode reingemacht.

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                                   P1
       __R1     R2                   /|
        \__    ___                 _/ |
+SPK o-|_\_|--|___|--+------+-----| | |
          \         _|_    _|_    | | |
                 C1 ___ R3 /_\  +-|_| |
                     |      |   |   \ |
-SPK o---------------+------+---+    \|


Dabei ist R1 ein 1kΩ Poti für die Lautstärkeeinstellung, R2 sind 122Ω zur Leistungsbegrenzung, C3 sind 570nF die mit den 16Ω des Lautsprechers P1 einen Tiefpassfilter mit ca. 20kHz Grenzfrequenz bilden und R3 ist eine 0815 Gleichrichterdiode.

Mit zusammengestezen Bauteilen siehts dann bei mir zur Zeit so aus:
spk.jpg
PC-Speaker Prototyp mit diskreten Bauteilen
spk.jpg (58.86 KiB) 987 mal betrachtet


Klanglich ist es tatsächlich noch ein bisschen besser geworden. Der Klang ist auch ziemlich weich.

Bis das Ganze seinen Weg ins Frontpanel findet wird wohl noch ne Weile dauern. Eher werd ich das Steckbrett irgendwann suchen.

Wenn ich mir das Bild von der Wikipedia anschaue und dieser Lautsprecher direkt an den Speakeranschluss gesteckt werden soll, dann muss man da wohl ganz schön vorsichtig mit der Programmierug sein. Mit den 8Ω im Speaker und den 5V am Mainboardanschluss darf der Duty Cycle nichtmal 50% erreichen wenn man unter den 0.5W bleiben will. Haben die Mainboards dafür eigentlich eine Schutzbeschaltung?

Bild

EDIT: Rechtschreibung und Syntax
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon Martin75 » Di 18. Jun 2019, 09:21

Da bin ich mir nicht mehr sicher, glaube aber es hat erst funktioniert nachdem der Treiber bzw die Mixersettings geladen wurden.

Klang aber gut wenn der Ton anstatt dem kleinen Lautsprecher, stattdessen aus den Boxen der Stereoanlage kam.
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon Langer Don » Di 18. Jun 2019, 17:52

b20a9 hat geschrieben:Tolles Projekt,! Diese Piezopieper sind klanglich Mist. Ein weiteres Beispiel, dass Fortschritt manchmal Rückschritt ist und eher bedeutet, das in der Produktion Geld gespart wird anstatt einen Mehrwert für den Benutzer zu generieren. Fairer Weise muss man jedoch auch feststellen, dass die Akustik über den Mainboardlautsprecher heutzutage kaum mehr eine Rolle spielt als beim Bootvorgang auf mögliche Fehler hinzuweisen...

Danke, von den Piezos hab ich ein Datenblatt gefunden, da sieht man schon wenn man die Kurven für Sinussignale anschaut, dass das klanglich nichts werden kann. Bei Lautsprechern strebt man ja eine möglichst lange, flache Kennlinie an. Die von Piezos sind dagegen ganz schön zackig.
piezo.png
Kennlinie eines Piezo Speakers
piezo.png (24.27 KiB) 957 mal betrachtet
Das war eine der Besten aus diesem Datenblatt hier: https://www.arduino.cc/documents/datasheets/PIEZO-PKM22EPPH4001-BO.pdf

Im Verglich dazu hier das gleiche Diagramm für ein dynamischen Kleinlautsprecher mit ähnlichen Daten wie meinem aus diesem Datenblatt: https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/1382/0900766b81382729.pdf
dynamisch.png
SPL [dB] in schwarzer, Z [Ω] in roter Farbe
dynamisch.png (41.34 KiB) 957 mal betrachtet

Ein Setup wie das von Martin hat sicher eine Kennlinie die schon bei viel niedrigeren Frequenzen noch flacher verläuft.
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon S+M » Di 18. Jun 2019, 20:13

Das sieht mir beim Lautsprecher aber ein wenig komisch aus. Der sollte doch auch unter 500Hz schon einen vernünftigen Pegel liefern?
Beim Piezo wie erwartet kaum Pegel unter 1 kHz.
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon b20a9 » Di 18. Jun 2019, 21:04

Sehr interessant. Hat jemand eine Erklärung für den enormen Abfall bei 10k und 15k beim Piezo?
Bei "normalen" Lautsprechern ist es doch so, das je größer sie sind desto tiefer kommen sie in den niedrigen Frequenzbereich rein, oder? Das würde erklären, warum so ein Kleinlautsprecher da keinen nennenswerten Pegel mehr schafft, insbesondere ohne Resonanzkörper/Lautsprecherchassis.
Die Belastung mit 5V scheinen die ja ganz gut zu verkraften, mir ist noch kein defekter Gehäuselautsprecher untergekommen. Natürlich sind die aber ja auch kaum beansprucht im Normalfall.
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Re: Systemlautsprecher Eigenbau

Beitragvon Langer Don » Mi 19. Jun 2019, 09:56

Das hab ich auch so in Erinnerung, dass je kleiner ein Lautsprecher ist, desto schwerer tut er sich mit niedrigen Frequenzen. Wobei ich ehrlich gesagt die Lautsprecher, die in den heutigen Handys verbaut sind, klanglich schon beeindruckend finde. Da ist mein Kleinlautsprecher – so gern ich ihn jetzt auch lausche – immernoch ein Krächzer dagegen.

Die Wikipedia erklärt die Nichtlinearität der Piezos so https://de.wikipedia.org/wiki/Ferroelektrischer_Lautsprecher#Arbeitsbereich:
Wikipedia hat geschrieben:Frequenz: Die aus Masse und Elastizität des Ferroelektrikums resultierende Resonanzfrequenz und ihre Harmonischen führt zu einem wenig linearen Frequenzgang und aufgrund von Nichtlinearitäten kommt es zu unerwünschten Oberwellen. Die Steifigkeit bestimmt die untere Grenzfrequenz auf etwa 1 kHz."

Allerdings hat doch ein dynamischer Lautsprecher auch Masse und Elastizität, welche eine Resonanzfrequenz bewirken müssten. Schließlich gibt es sowohl Quartz- als auch LC-Oszillatoren. Von demher bleibt es mir eher ein Rätsel.

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