Projekt: Det seriøse festivalanlæg



Forord til projektet
Det er stadig vinter og sat**s koldt udenfor, men jeg tror vi kan være sikre på at sommeren kommer på et tidspunkt. Og så
bliver det jo tid til den klassiske sommer aktivitet: druk. Mere specifikt druk uden og til tider steder uden strøm til
musikanlæg.

Derfor blev en kammerat og jeg enige om at bygge et såkaldt festivalanlæg, men imodsætning til de tumper på nettet som
bygger højtalere ind i gamle kølebokse, plastikspande og hvad ved jeg, så vil tage skridtet til den det næste level og bygge
et kraftigt 2.1 anlæg, som også har fokus på lydkvalitet.
Vi blev enige om at min stod for subwooferen og jeg for stereohøjtalerne.

Tråden her er udelukkende omkring stereohøjtalerne. Tråden er delvist ment som en projekt blok, men også som et sted
hvor jeg håber alle jer derude, med erfaring indenfor højtalerbyg, hifi og andet brugbart, kan svare på mine sikkert mange
spørgsmål

En ekstra årsag til projektet er for at lære mere om at bygge højtalere. Når målet denne gang ikke er den bedste lydkvalitet,
så vil der være mulighed for massere af eksperimentering uden at resultatet bliver for skuffende. Erfaringerne kan jeg så
tage med til et fremtidigt projekt, som så vil ende som værende endnu bedre.
Så man kan kalde det her for et erfaringprojekt medet praktisk formål.

Hurtigt om mig og mine beskedne evner
Jeg er 19 år og 3. års studerende på HTX i Frederikshavn. Jeg har aldrig bygget højtalere før, men er ganske god med mine
hænder, selvom jeg hovedsageligt har arbejdet i metal de sidste år.
Min linje er matematik/fysik og jeg har også tidligere været noget inden for computer hardware verdenen, hvor jeg periodisk
har været hardware anmelder. Den tid er dog for længst forbi, men jeg har en udmærket forståelse indefor elektronik og el-
arbejde.

Jeg har stor fordel i at jeg har adgang til både omfattende metalværksted, træværksted og elektronik værksted og dermed
også gratis materialer.


Projektet:

Budget
Budgettet er hvad et nu kommer til at koste. Batterier alene kommer op på minimum 1.600kr og forstærkere 1.000kr. Så
det koster hvad et nu koster, men en 5-6.000 er mit max.

Projekt længde
Det kommer til at tage hele foråret. Jeg bygger først 1 højtaler og eksperimenterer med det. På den måde deler jeg også
udgifterne ud over lang tid, for jeg har ikke så mange penge klar til at blive brugt. Så i hvert fald en 3-4 måneder.

Overordnet koncept
Min plan er at bygge et sæt 2,5-vejs stereohøjtalere, men med et fikst twist og et par andre finurligheder.

Et konventionelt 2,5-vejs system har en diskant, en bass/mellemtone enhed og en dedikeret bass enhed eller subwoofer. Min
plan er at bygge anlægget til at kunne spil som kun 2 vejs og så sætte en kontakt på, sådan at jeg kan slå bass enheden til
og fra.
Fordelen i dette fikse system er at jeg således kan fyre op for noget god tung bass, hvis ønsker, men jeg kan også slukke
for den og dermed spare strøm, hvis det ikke er det vilde "stamp-i-gulvet" musik der er på.

Hvordan dette hænger sammen med elektronikken har jeg en ide til, som jeg forklarer i afsnittet omhandlende elektrinikken.

Jeg svinger lidt mellem 2 x 10" eller 1 x 8" + 1 x 10" til henholdsvist mellemtone/bass og bass enhederne.

Krav og prioriteter
Jeg absolut hader kabler. Derefter vil jeg stræbe efter at have alt elektronik inden i højtalerne. Det inkluderer også
delefiltere, forstærkere og batterier. Således vil kun et enkelt signalet kabel være koblet til.

Jeg prioterer som følgende:

1. Batterilevetid

2. Lydstyrke

3. Lydkvalitet


Ovenstående skal ikke forstås som at jeg vil ofre alt for batterilevetid eller at lydkvalitet ikke er vigtigt. Det skal forstås
sådan at det er vigtigt at strømmen kan holde ved et godt lydniveau i minimum 6 timer. Dermed ikke sagt max lydstyrke, da
denne nok vil blive høj, hvilket bringer mig til anden priotet: lydstyrken skal potentielt være højere end konventionelle
festivalanlæg.
Under planlægning og udførelse vil priotet 1 og 2 være vigtigst, men jeg vil bestræbe mig på at tage så mange tiltag som
muligt for at få den bedste lyd muligt. Jeg vil således bygge ordentlige kabinettet i god størrelse og med så gode akustiske
forhold som muligt.



Kabinet koncept
Kabinetterne skal både indeholde enhederne, men også forstærker, delefilter og batterier. Da batteripakken nok bliver mere
end 1 bilbatteri, så bliver vægten tung og det giver derfor mest mening at placere al elektronikken i bunden af kabinettet.

Således kommer jeg frem til det logiske valg af en almindelig søjlehøjtaler, som man kender det fra sin stue. Mit umidlbare
koncept er følgende, men det skal betragtes som version 1.0. Der kommer nok mange versioner, før noget bliver bygget.



Jeg husker ikke hvordan man omdanner ovenstående til tekniske tegninger i Inventor 2013, men jeg spørger gutterne i
morgen. Indtil da er følgende målene:


Højde: 1200mm

Bredde: 400mm

Dybde: 300mm

Godstykkelse: 20mm MDF(Nogle få 10mm)

Mellemtone/bass og bass enhederne's diameter: 250mm(10")

Diskant enhederne's diameter: 50mm(2") - 1" Virkede så småt uden ophæng, så ændrede den til 2" for udseendets
skyld(aner ikke hvilken størrelse enhed det bliver endnu)


Materiale: 20mm MDF plader.Hvis jeg kan finde noget tykkere, så bliver det tykkere, men indtil videre regner jeg med
20mm.


Som det ses så har jeg i denne tegning valgt 2 x 10", da 10" enheden er mere følsom en tilsvarende 8" enhed fra samme
serie som jeg har fundet.
minusset er naturligvis ikke så præcis mellemtone, men spørgsmålet er om det genere end når man har en alkoholpromille
på 2,5

For og imod 2 x 10" ønskes!

Det ses også at jeg har lavet et lille folded horn system, men det har kun været på lige at få det med hurtigt. Jeg har ikke
læst meget om det og ikke regnet noget på det, så dimensionerne til det system bliver med garanti lavet om. Hvis nogen ahr
god viden omkring folded horn eller har et link til viden, så skriv endelig!




Elektronik kredsløbet
Det er så her at jeg ikke er den største haj, men helt dum er jeg heller ikke. Det er dog især delefilter, som jeg kunne bruge
hjælp til. Har mange spørgsmål.

Forstærkeren jeg har valgt til hver højtaler er en TK2050 med 2 x 100W i 4ohm - =24v
http://12-v.dk/festivalanlaeg/80-tripath-tk2050.html

Forstærkeren skal drives af 2 x 60ah(de er billige) 12v bilbatterier i serie.

Tk2050 forstærkeren trækker max 200W. Dvs at den teoretiske spilletid er:

60ah x 12v = 720W/t

720W/t / 200 = 3,6 time


Det er naturligvis ikke meget, men ovenstående gælder naturligvis kun hvis begge kanaler afspiller en sinuskurve for fuld
knald og et en sådan situation vil man aldrig komme i.

Hvis anlægget spiller så højt som jeg tror det kommer til, så skruer man nok alligevel ikke mere end 50% op og da
lydstyrken i sange jo er variende(og ikke konstant som en sinuskurve), så tror jeg sagtens at den tidligere fundne spilletid
kan ganges med 4 hvis ikke meget mere.


Planen er at lade den TK2050'erens ene kanal drive diskant og bass/mellemtone enheden. Den anden kanal skal så drive
bass enheden. Da diskanten nok ikke trækker mere end nogle få watt, så burde begge 10"'ere få ca lige meget power. Dog
vil jeg stadig sætte variable modstande på begge kanaler. Disse placeres naturligvis foran forstærkeren, så de ikke lader
unødig effekt gå op i varme.

Følgende er mit nuværende kredsløb:





Ovenstående er således kernen i mit kredsløb. Småting som fx + og - pol udtag til opladning af batterierne og småideer som
fx terminaler+swtich(så man kan slutte en rigtig forstærker til uden at åbne højtalerne op) er ikke tegnet på, da de ikke er
vigtige for systemet.

Jeg har placeret de justerbare modstande foran delefilteret, for at slippe for at spille en masse strøm på en varm modstand.

Enheder
Enheder har jeg ikke valgt endnu, men efter en hurtig google søgning fandt jeg fx disse bass/mellemtone / bass enheder:

8"
http://www.discoworld.dk/product_info.php?cPath=302_304_613& products_id=6413

10"
http://www.discoworld.dk/product_info.php?cPath=302_304_612& products_id=6412

12"
http://www.discoworld.dk/product_info.php?cPath=302_304_607& products_id=6411


Alle fra samme serie. 10" har højere følsomhed end 8" mens 12" har højere følsomhed end 10". Så lydstyrkmæssigt ville 12"
være god. 95dB er i mine øjne ganske pænt.
Men til mellemtone virker 12" bare for stort. Eller det er måske tilstrækkeligt? En kombination af disse størrelser kunne
måske være en bedre løsning?



Fortsættelse følger snarligst... Kommenter endelig på projektet

__________________
Mürer

Din beskrivelse er rimeligt fuldstændig, men der er en ting jeg ikke helt forstår; hvorfor køre med en 2½ vejs løsning (der oven i købet kan ændres til 'ren' 2-vejs), når systemet samtidigt skal kunne køre som et 2.1 system? Bider det ikke sig selv lidt i halen?

Din delefrekvens til HF-enheden ligger højt, hvilket vil gøre kravene til bas/mellem-enhederne ret voldsomme. Men, mange PA-enheder af 'extended range' typen kan godt nå derop. Du kan sagtens kombinere to forskellige størrelser bas/mellem-enheder til et 2½-vejs system, blot enhederne arbejder godt sammen i det givne kabinet. F.eks. en 12" + en 8". Opgiv foldede horn- el. kvartbølgekonstruktioner, du har i realiteten ikke plads nok. Basrefleks er nok det rigtige.

Overvej om billige piezohorn ikke kunne gøre fyldest i en partyhøjtaler - de kræver ikke delefilter. 20 mm. MDF er for tungt til en transportabel højtaler, brug krydsfiner i den mindst mulige dimension (f.eks. 16 mm). Det er mindre 'dødt', men meget lettere. Afstiv konstruktionen på sarte steder.

Herligt med et indlæg:


Hvorfor 2.1 systemet
Det med 2.1 systemet kom af at min kammerat og jeg ikke umidlbart har mulighed for at arbejde samme sted. Jeg kan
arbejde i træværkstedet på min skole(EUC Nord, Frederikshavn), men han er kun hjemme i weekenderne, hvor skolen har
lukket, så vi kan ikke arbejde samme sted(da det ville være tåbeligt ikke at drage fordel af skolen s faciliteter)

Derfor valgte vi at dele arbejdet op, sådan at han stod for den vilde bund, mens jeg stod for diskant/mellemtone.
Efterhånden som min plan udviklede sig, så blev jeg enig med mig selv om at det ville være tåbeligt ikke at lave højtalerne
gode nok til at kunne spille alene. Især fordi at jeg nok flytter til den anden ende af landet efter sommerferien og så skulle
højtalerne jo stadig gerne kunne bruges.

Så jeg valgte et 2-vejs system, men kom så på ideen med den ekstra bass enhed, da dette kun vil gøre hele prisen
marginalt højere, men give mulighed for betydeligt kraftigere lyd.

Men (lidt irreterende) så har min kammerat trukket sig lidt ud af projektet, så det giver endnu større grund til at bygge mine
højtalere kraftige

Delefrekvensen
Ja delefrekvensen er sikkert for høj. Det var bare et rimelig tilfældigt tal jeg hev frem, for at symbolisere delefilteret.
Kunne lige så godt være fx 3.000hz. Det er en ting jeg skal læse lidt mere op på, men det kommer jo også an på hvilke
enheder der i sidste ende bliver valgt. Så de 6.000hz er bestemt ikke fastsat.


MDF pladerne
Grunden til at jeg valgte MDF er fordi at disse højtalere først og fremmest skal kunne holde rigtig godt, men endnu mere
fordi at krydsfiner bestemt ikke er det bedste valg rent lydmæssigt og selvom dette bliver festivalhøjtalere, så skal det også
være seriøse højtalere, som får den bedst mulige lyd ud selvom de er batteridrevne.

Desuden så vil hver højtaler indeholde 2 x bilbatterier(Jeg vil have dem inde i højtalerne, da jeg ikke vil have kabler udenfor
kabinetterne - bortset fra signalkabler naturligvis). Disse vejer nok en 20kg stykket, så sammen med enheder osv, så er
højtalerne allerede oppe på 40-50kg stykket.
Så om MDF pladerne vejer 5-10kg mere end krydsfiner gør ikke den store forskel alligevel. Der skal en sækkevogn eller lign
til at flytte højtalerne under alle omstændigheder ;)


Folded horn
Jeg vil meget nødig undvære folded horn designet, da anlægget jo gerne skulle kunne holde en festival igennem( dog nok
ved hjælp af yderligere batterier), så for at undgå at skulle have 20 bilbatterier med, så skla anlægget være meget
energieffektivt. Derfor er jeg stadig på jagt efter enheder med meget høj følsomhed, men folded horn konstruktionen skulle
gerne give et betydeligt højere lydtryk pr watt.

Når det så er sagt, så har jeg allerede indset at den konstruktionen jeg har tegnet, slet ikke er brugbar. Jeg er pt igang med
at designe v1.1, hvor jeg har revurderet hele folded horn designet. Inspiration fra følgende:

http://ing.dk/artikel/99844-dtu-studerende-bag-super-effekti ve-hoejttalere-med-bas-horn

Dybden på dem er måske lige i overkanten til hvad jeg vil lave, men selv et mindre folded horn design bør give en effekt.
Højtaleren i linket er åbenbart 300% mere effektivt end hvis det ikke havde folded horn. Men selv 50% mere effektivt er jo
utrolig meget over en festival på 3-6 dage.


Højtaler enheder
Jeg kan ikke helt forstå det der med Piezohorn? Det er en diskant/mellemtone enhed? Hvordan er lydkvaliteten på sådan en?
Igen så er det jo seriøse festival højtalere jeg vil bygge, så lydkvaliteten er bestemt også i højsædet, sålænge jeg ikke skal
gå på kompromi med batterilevetid og lydstyrke.

Og hvis man bruger Piezohorn, så kommer det da ikke til at lyde godt uden bass enheden? Det smarte forsvinder jo hvis den
skal bruges for at højtaleren spiller godt?

__________________
Mürer

Jeg syntes at jeres festivalanlæg lyder til at bliver meget tungt, hvordan vil i transpotere det rundt.

 

Ideen med et festival anlæg er at man skal kunne tage det med på stranden, i parken, på camping, i skoven, o.s.v. jeres anlæg bliver meget hurtigt tungt at slæbe rundt på, hvad tænker du om det ?

Det bliver temmelig tungt ja. Men hvis man alligevel først er ude i at det skal kunne flyttes med sækkevogn(og det er man
når der er 2 x bilbatteri i hver højtaler - hvilket er nødvendigt til en festival), så er det jo ligegyldigt om det vejer 30, 50 eller
70kg.

Det skal jo nok transporteres i bil. men det ville det nok blive uanset hvad, for der skal ikke ret meget til før at det ikke er til
at gå med. Alle der har prøvet at gå længere med et blybaseret bilbatteri i hånden ved at det er er meget tungt. Og går man
ned til mc/scooterbatteri, så er der så lidt power at det ikke holder igennem en festival eller en hel dag+aften+nat på
stranden og så er det jo pointless.


Men jeg har tegnet en v1.1 med nyt folded horn system. Derudover har jeg øget bass enheden til en 15", da den er mere
følsom end 12" versionen fra samme serie, men det kunne stadig godt "bare" være en 12". Derudover er bredden ændret til
500mm og højden til 1500mm. Der er en stor sag ja. Batterier skal være "under" folded horn konstruktionen.






Foldedhorn systemet er bare tegnet - intet er udregnet, så mon ikke det ændrer sig lidt


Hvordan syntes i at det ser ud? Kommentarer udbedes!

__________________
Mürer

Men ja det bliver måske ikke helt så meget et "strandanlæg", der lige kan tages med ned på stranden, som det bliver et
anlæg,
som man "fragter" ned på stranden og hvor man dagen før har skrevet til alle venner på Facebook at de og deres venner er
velkomne til åben fest på stranden.


Det lyder lidt mobil-dj agtigt, men det er altså uden DJ delen. Jeg gider ikke stå og styre musik hele tiden, for jeg skal hælde
noget
livseliksir aka vodka i mig    - uanset følgerne

Men lyden vil jeg gerne levere, for det gør altid festen bedre. Nogen må jo tage initiativet til at stå for det!



__________________
Mürer

okay men hvadså når i alle er blevet fulde og ikke kan transpotere anlæget hjem i bil, hvordan vil i så sikre anlæget mod tyveri, hærværk og regnvejr (bare en tanke)

Regnvejr er jo noget højtalerne skal bygges til. Så god er jeg dog ikke til at tegne 3D.

Hærværk tror jeg ikke er et problem. Hvorfor skulle nogen ødelægge musikken. Misundelse ja, men det er de færreste der går hen og ødelægger et sæt højtalere som en masse mennesker lytter til. Det er jo svært at undgå at blive opdaget.

Angående tyveri: Hvem kommer liiiige og stjæler 2 x 70kg højtaler?



__________________
Mürer

Materialevalg: MDF er ikke et godt udendørs materiale - men der findes imprægneret krydsfiner, der klarer det. Piezohorn er så billige, at man blot kan lave en ny løsning senere - de er lidt ivrige i lyden, men til 2-3 hundrede kroner er de til at leve med. Og, du sir' det jo selv - efter et par fadbamser er detaljelyden nok lidt sekundær... 

Jeg så linket du lavede - men, med min viden om frontladede horn, kan den beskrevne model højst være med i den allerøverste bas - med lodder & trisser. Et horns virkemåde er afhængigt af mange ting, først og fremmest længden af hornet og udgangsarealet. Det vil føre for vidt at komme ind på de nærmere detaljer hér.

Du siger 'seriøse' festival højtalere (og du er så osse villig til at lade boksen blive stor) - OK, men de krav du har' sætter stadig begrænsninger.

Piezohorn til 50 kr

http://elektronik-lavpris.dk/p31834/BN100287_Piezo_Horn_Twee ter_PT-1016,_186x80mm/

eller 30 kr

http://elektronik-lavpris.dk/p31827/BN100285_Tweeter_h%C3%B8 jttaler_PT-1010/


__________________
jeg kan ikke få nok membranareal

Du skriver at du vil forbinde batterierne i serie men tegningen viser parallelt.

Nå, dejligt med nogle ambitiøse unge der vil bygge horn, det sande kabinet valg hatten af for det!!

Mollecon er inde på det rigtige, der kommer ikke meget prut ud af det. Det drejer sig om at have meget front areal således
enhedens membran så at sige "forstørres" til de givne fysiske rammer. Derfor en øget følsomhed.

Skidtet bliver tungt så mit forslag er at dele bassen op i to. Se dette link:

Fronloaded 15"

Lav 4 stk. af dem, på den måde får du dem trukket lidt længere ned i bassen. De har en "vild" følsomhed. Hvis du ser på
kurven skal du "bare" i dit digitale delefilter shelve -6dB fra ca. 50Hz. Det betyder du får en følsomhed på 103dB SPL (2 stk. i
hver side => stort front areal) i området c. 50Hz til 150Hz. Ved 150Hz skære du hårdt af og lader nogle "madkasse"
højttalere tage over.

Ved at lave to i hver side kan I også bakse rundt med dem

Ved horn er det stort set kun areal der tæller sååååå......

__________________
Rør med følelse og horn i panden :-)

vi har et pa anlæg med på festivalen med 18'' subs ,og et par beyma top  kasser ,2x500watt +2x250watt i forstærker effekt til sytemmet og el deling ,og det kører på batterier

med en effektivitet på 100db ,og klasse d teknik kan det lade sig gøre

sytemmet kører på fuld tryk ,i ca 8-10 timmer på et 120a batteri

prisen alt i alt ,blev ca 7500kr med alt

så der er kun en vej frem ,pa enheder og klasse d teknik

vi er kommet op på høj følsomhed uden horn ,ved at købe brugt pro grej

feks har beyma toppene 15g400 besenheder ,som er rigtige pro basser ,som har en følsomhed på 100db

jeg ville ikke bruge enheder fra discoworld ,men købe bedre brugt pro gear