Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC-Strom in Lautsprecher


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von Bass (Gast)


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Hallo zusammen,

ich stehe vor dem Problem, dass ich einen Spiegel relativ flott 
positionieren will. Die angestrebte translatorische Bewegung des 
Spiegels (grösse ca. 10x10cm) ist im Bereich 1-2cm. Er sollte diesen 
Bereich in weniger als 100ms durchschreiten können. Versuche mittels 
Servos etc. schlugen fehl. (Die rotatorische Bewegung des Servos in 
translatorische umzuwandeln und auch die Geschwindigkeit stellten sich 
als schwierig raus).
Nun kam mir die Idee, dass ich den Spiegel einfach auf die Membran eines 
hier rumliegenden Subwoofers klebe. Der Hub ist bei weitem gross genug 
und auch die Geschwindigkeit dürfte kein Problem darstellen.
Ein Schema des integrierten Verstärkers habe ich und kann auch dafür 
sorgen, dass die untere Grenzfrequenz wegfällt. Es stellt sich aber die 
Frage, wie der Lautsprecher auf DC reagiert. Also eigentlich ist es 
klar: die Spule wird warm.
Bevor ich mich aber mit großem Aufwand in eine Sackgasse manövriere habe 
ich folgende Fragen:
- Wie viel Leistung würdet ihr der Spule zumuten? (da unbewegt ist die 
Kühlung deutlich schlechter als ab 20Hz aufwärts. Der Lautsprecher hat 
200W RMS 4 Ohm (Musik 400W) und 12" Durchmesser. Aus dem Bauch heraus 
hätte ich gesagt so gegen 10W)
- Wie kann ich die Kraft abschätzen die bei einem gewissen Strom auf die 
Membran wirkt? (Rückstellkräfte überwinden)

Hat schon jemand etwas in der Richtung versucht? Ich bin auch bereit ein 
gewisses Risiko einer abbrennenden Spule einzugehen, aber nicht zum 
Vornherein aussichtslos sein.

: Verschoben durch Admin
von beo bachta (Gast)


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Bass schrieb:
> Bevor ich mich aber mit großem Aufwand in eine Sackgasse manövriere

... nimmst du lieber einen Hubmagnet. Bei diesem ist auch spezifiziert
wie lange er wieviel Strom verträgt.

von M. K. (schuk0)


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Wäre pneumatik eine Option?

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hubmagnete sind in der Regel sehr nichtlinear, das ist also zum 
Positionieren keine gute Idee. Es gibt aber Voice-Coil Aktuatoren, die 
genau für solche Anwendungen gedacht sind. Im Prinzip kann man das auch 
mit dem vorhandenen Lautsprecher machen. Da für Lautsprecher keine 
maximale DC-Verlustleistung angegeben wird, kann man sich am ehesten an 
der Sinus-Leistung orientieren. Ich würde von dieser Grenze einen 
deutlichen Abstand halten, um den Lautsprecher thermisch nicht zu 
überlasten.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Sebastian S. (amateur)


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Ein Lautsprecher, der kräftig unter seinen Normdaten betrieben wird, 
oder
ein Piezo-Stapel, eventuell mit Hebelübersetzung.

von oszi40 (Gast)


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Bass schrieb:
> etwas in der Richtung versucht?

Jede billige Transistor-A-Endstufe hat den Lautsprecher mit Gleichstrom 
vorgespannt. Heute würde ich einen billigen Bass-Shaker von Pollin 
testen. Allerdings in Brückenschaltung, um die Auslenkung zu vergrößern. 
Zur Sicherheit würde ich eine passende Glühlampe als 
"Überlastungsschutz" suchen (in Reihe bevor die Spule ausbrennt).

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Bass schrieb:
> - Wie viel Leistung würdet ihr der Spule zumuten?
> Aus dem Bauch heraus
> hätte ich gesagt so gegen 10W
Weil die Spule 1. wenig Masse und 2. eine schlechte thermische 
Ankopplung hat, würde ich bei 10W mit Geruchsentwicklung rechnen.

Du könntest natürlich mit einem Lüfter durch den Magneten blassen, wenn 
der eine entsprechende Bohrung hat.

Muss der Spiegel völlig parallel verfahren oder darf er sich drehen?

Bass schrieb:
> Versuche mittels Servos etc. schlugen fehl. (Die rotatorische Bewegung
> des Servos in translatorische umzuwandeln und auch die Geschwindigkeit
> stellten sich als schwierig raus).
Mit einem BLDC wäre die Geschwindigkeit auf jeden Fall kein Problem 
mehr.

von Bass (Gast)


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Hallo miteinander,

danke schon mal für die zahlreichen Antworten. Ich versuche mal auf 
alles einzugehen:
- Hubmagnete benötigen eine Regelung, die ich nicht direkt aus dem Hut 
zaubern kann.
- Pneumatisches Equipment ist nicht vorhanden und würde den Rahmen auch 
sprengen.
- die Umwandlung von rotatorisch in translatorisch möchte ich wenn 
möglich umgehen. Das hat schon bei den Servos nicht so gut funktioniert.
- Es muss nicht exakt parallel verfahren werden, aber möglichst. Einfach 
mit vernünftigem Aufwand mit zu Hause verfügbaren Elementen.
- Piezo-Stapel: danke für den Input, habe ich grad nicht zu Hause 
rumliegen... Beim Hebel mit Piezo-Stapel gerate ich wieder ins Problem 
Rotation / Translation.
- Voice Coil: interessant: im Prinzip genau was ich suche. Es sieht 
allerdings danach aus, als ob der mögliche Weg nicht allzu gross ist und 
die Schwingungen eher durch die grosse Masse erzeugt wird.

Ich sehe, die DC-Belastung ist sehr klein. Um zu wissen ob zu klein oder 
nicht müsste ich aber wissen, wie viel Strom ich wirklich brauche. Kann 
ich denn die "Kraft pro Strom" irgend wie abschätzen?
Ansonsten muss ich halt den SUbwoofer wirklich zerlegen und:
- via ansteigendem DC-Widerstand bei DC Strömen die Temperaturerhöhung 
der Wicklung abschätzen.
- Gewichte auf die Membran legen und den Strom messen der benötigt wird 
um in die Ruheposition zurück zu kommen.
Ich hoffte, dass ich mir das sparen kann...

von Gerald K. (geku)


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Sebastian S. schrieb:
> Piezo-Stapel

wäre bei 1 bis 2 cm sehr aufwendig. Aber vielleicht selbst eine "Moving 
Coil" mit starken Nedoymmagneten basteln. Beispiel: Festplatte, da wird 
eine Spule und nicht der Magnet bewegt damit es schnell geht.

Am besten 4 Stück, einer an jeder Kante des Spiegels, dann kann ich der 
Winkel der Auslenkung justiert werden.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Bass schrieb:
> Nun kam mir die Idee, dass ich den Spiegel einfach auf die Membran eines
> hier rumliegenden Subwoofers klebe

Nennt sich voice coil Antrieb, und findet sich professionell in 
Festplatten, dort aber rotatorisch.

Beim Lautsprecher hast du eine federnde Rückstellkraft je nach 
Auslenkung, die aber mieserabel definiert ist (je nach Luftfeuchte 
anders, immerhin entfällt die Federkraft durch Luftkompression in der 
Box, die je nach Frequenz anders ist, weil du das Chassis sicherlich 
ohne Box betreibst).

von Andreas B. (bitverdreher)


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Bass schrieb:
> Hubmagnete benötigen eine Regelung, die ich nicht direkt aus dem Hut
> zaubern kann.

Na ja, Du willst positionieren. Das geht nun mal nicht ohne Reglung.
Oder werde mal konkreter:
Wie genau soll die Position denn sein?

von Bass (Gast)


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Thema Regelung: ich denke, die könnte ich eben umgehen, und eine reine 
Steuerung machen, da die Dämpfung durch die Aufhängung und Luft genug 
groß ist und es eine Rückstellkraft gibt. Ein Hubmagnet würde mit einer 
Steuerung ganz sicher nicht funktionieren.

von Bass (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Oder werde mal konkreter:
> Wie genau soll die Position denn sein?

1 mm reicht mir, aber die Endposition sollte immer die selbe Ausrichtung 
haben. Daran bin ich bei der Variante mit Servo gescheitert, da keine 
Vernünftige Mechanik.

von Gerald K. (geku)


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An der Rückseite des Spiegels den Abstand der vier Magnet zu den Spulen 
oder mit Laserstrahl und Optochip, wie bei Maus, messen und gegebenfalls 
automatisch nachregeln.

von td1.0 (Gast)


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Andreas B. schrieb:

> Na ja, Du willst positionieren. Das geht nun mal nicht ohne Reglung.
> Oder werde mal konkreter:
> Wie genau soll die Position denn sein?

Um verzerrungsarme Reproduktion von Schallereignissen zu ermöglichen 
sollte eine Lautsprechermembran schon schnell und genau positionieren 
können.
Offensichtlich gelingt das mit aktiver Regelung nicht wesentlich besser 
wie bei konventioneller rein passiver Ansteuerung.
Sonst wäre Philips-MFB nicht so tot.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Gerald K. schrieb:
> gegebenfalls
> automatisch nachregeln.
regeln will er ja nicht. Und ordentliche Mechanik darf es auch nicht 
sein.
Das wird schwierig...

Bass schrieb:
> da keine
> Vernünftige Mechanik.
Einen Tod mußt Du sterben. Eine vernünftige Regelung oder gute Mechanik. 
Such Dir's aus.

von MaWin (Gast)


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td1.0 schrieb:
> Offensichtlich gelingt das mit aktiver Regelung nicht wesentlich besser
> wie bei konventioneller rein passiver Ansteuerung. Sonst wäre
> Philips-MFB nicht so tot.

Hmm, also so, wie sich die MFB anhörten, war das DEUTLICH besser.
Aber Hein Blöd ist ja auch mit Schrammelmusik und Bose Soundbars und 
Teufel Krächtsboxen zufrieden, Hauptsache die Werbung war laut.
Bedauerlich finde ich, dass heute, wo MFB spottbillig zu realisieren 
ist, sich B&M und Silbersand die immer noch fürstlich bezahlen lassen.

von Gerald K. (geku)


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Wie wirkt sich das Gewicht des Spiegels auf die Lautspechermembrane und 
auf die Schingspule aus? Der Luftspalt zwischen Spule und Magnet ist 
sehr klein. Verkantungsgefabr!

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Sollte man dann auswuchten wie die Räder an schnellen Kraftfahrzeugen.

Mfg

von Rainer V. (a_zip)


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Falls ein guter Frequenzgenerator vorhanden ist, kann man auch einen 
Sinus von etwa 0,5Hz an den Lautsprecher geben und sehen, was sich tut. 
Ein Vorwiderstand von 50 Ohm z.B wäre nicht verkehrt. Auch mit einer 
1,5V-Batterie und Widerstand kann man spielen (nimmt man auch heute 
noch, um die Phase der Lautsprecher zu ermitteln). Vielleicht bringts ja 
was...
Gruß Rainer

von Schrauber47 (Gast)


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Hab das schon gemacht . Geht auch gut .  Wichtig : der Spiegel muß 
massearm sein . Z.B ein Stück CD oder sowas . Wenn Du eine definierte 
Bewegung mit anschließendem Verbleib in der Endposition erreichen willst 
kommst Du , so vermute ich , nicht umhin den Strom zu Pulsen und auch 
die Polarität zu wechseln . Beschleunigen . Abbremsen und zum Ende das 
permanente PWM Signal  um den Ruhezustand zu halten .
Eine schöne spannende Aufgabe . Viel Erfolg !

von Elektrofan (Gast)


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von Werner H. (werner45)


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Ermittlung der DC-Belastbarkeit durch Temperaturmessung, wäre mein 
Vorschlag.

Bei Trafos rechnet man mit 2,5 A/mm². Eventuell die Drahtstärke der 
Schwingspule abschätzen oder von einem defekten Lautsprecher ähnlicher 
Daten messen oder einen opfern und den Maximalstrom schätzen.

Den Kalt-Widerstand des Drahtes messen, die Raumtemperatur auch.
Lautsprecher längere Zeit mit konstantem Strom beaufschlagen, 
Drahttemperatur danach über den Warm-Widerstand ermitteln.
Wenn man mit der Belastung unter 150°C oder weniger bleibt, qualmt auch 
nichts.

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Ich zerlege hier gerade meine alten Festplatten, die sich über die Jahre 
im Keller gestapelt haben.

Meine Frage.

Kann man eigentlich mit den Schreib-Lesekopf-Antrieb von Festplatten was 
anfangen?
Die sind recht flott und kräftig.
Einen kleinen leichten Spiegel müssten die doch schaffen.
Und irgendwie müssen die Dinger ja auch positioniert werden.

von Chris (Gast)


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Wenn Lautsprecher, nimm einen mit Polkernbohrung, durch die du mit einen 
Lüfter kühlen kannst.

Sind alternativ Linearmotor oder Spindelantrieb eine Option? Damit 
sollten 1-2 cm in 100 ms doch auch machbar sein, oder? Mit passendem 
Schrittmotor auch in entsprechender Wiederholgenauigkeit

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