Tips & Tricks

An dieser Stelle möchte ich dem ambitionierten Bastler ein paar kleine Kniffe und Hintergrundinformationen zu Verfügung stellen.

Zusatzbatterie vs. Lichtmaschine vs. Power-Cap

Ich hatte mal das Glück, ein DC-Zangenampèremeter in die Finger zu bekommen und habe natürlich gleich mal die Stromaufnahme meiner Amps unter Vollast gemessen. Getestet habe ich praxisgerecht mit Musik, und zwar 'The Prodigy - Breathe', die aufgeführten Werte stammen alle aus den Passagen mit dem durchgehenden Dauer-Dröhnen. Motor an bei etwa 2000U/min. Bordspannung bei 13,8V (unter Vollast). Gemessen vorn hinter den Sicherungen an der Batterie.

Rockford Fosgate punch 500a² mit 1,5F Cap, an 2 Visaton TIW 360 X: 70,4A
Helix A4 competition gebrückt mit 1F Cap, an Frontsystem Visaton AL 130 / KE 25SC: 49,7A

macht summa summarum 120,1A.

Dann habe ich die Stromabgabe der Lichtmaschine gemessen (Das Kabel was von der LiMa zur Batterie geht): 131,2A.

Die Lichtmaschine gibt also den gesamten Strom ab, den die Anlage zieht, die restlichen 11,1A setzen sich aus dem Verbrauch für Zündung, Innenbeleuchtung (Tür war offen) und dem Ladevorgang der Batterie zusammen. Bedingt durch den durchgehenden Dröhnton haben die Caps bei diesem Test keine Auswirkung, da sie sich zwischenzeitlich nicht wieder aufladen können.

Somit ist eine Zusatzbatterie für den normalen Musigenuß während der Fahrt absolut unnütz, da die Lichtmaschine der alleinige Stromlieferant während der Fahrt ist. Eine Zusatzbatterie ist nur dann wirklich vonnöten, wenn für dB-drag gerüstet wird oder lange im Stand gehört werden soll.

Der Ersatz der Starterbatterie gegen eine Trockenbatterie wie die Maxxima ist daher für die Anlage auch nur bedingt sinnvoll, erhöht aber die Zuverlässigkeit des Autos und gibt bei Hören im Stand den nötigen Extraschub.

Power-Caps: Der Cap lädt sich immer auf die augenblicklich höchste Bordspannung auf, sei es 12,6-12,8V von der Batterie oder im Idealfall 14,4V von der LiMa. Der Kondensator ist natürlich schnell leer, und muß auch entsprechend geladen werden, bringt aber immer etwas, egal ob Motor an (14,4V) oder aus (12,8V). Bei Techno, kurzen Baßschlägen etc. bringt er enorm etwas, wenn man Dauer-Dröhn a la Prodigy - Breathe oder Essential DJ Team hört, bringt er naturgemäß weniger.

Um das ganze mal etwas zu veranschaulichen, habe ich mal aufgrund der vielen Fragen etwas gerechnet:

Angenommen eine Endstufe nimmt eine Leistung von 1000W an 12,5V auf, angenommen sie hat nen Wirkungsgrad von 60%, das wären 600W RMS abgegebene Leistung. Das wären 80A die sie aufnimmt, das ergibt einen Innenwiderstand der Endstufe von 0,156 Ohm.

Das wäre der Fall, wenn eine Batterie den Strom liefern würde.

Ist nun der Motor an, und die Lichtmaschine aktiv, so ist die Spannung (unbelastet) auf 14,4V. Leistet die Lichtmaschine jetzt weniger Strom, bricht diese Spannung zusammen, je größer die Strombelastung, desto mehr. was a) nicht gut für die Lichtmaschine ist und b) heißt das, daß das Licht bei Baßimpulsen flackert, das Netzteil der Endstufe immer nachregeln muß usw.

Bringt die Lichtmaschine jetzt genug Strom, sagen wir 120A bei 13,8V. Die gleiche Endstufe liefert nun den 13,8V * 0,156 Ohm = 88,32A das * 13,8V = 1219W Aufnahmeleistung = 731W Ausgangsleistung bei 60% Wirkungsgrad. macht satte 112,9% der Leistung als an 12,5V. Da kann die Batterie nochsoviel A liefern, sie wird es immer nur bei max. 12,5V liefern und somit ist die Leistung der Verstärker deutlich niedriger als an einer ausreichend dimensionierten Lichtmaschine.

Wer zu mir kommt nach Absprache mache ich gerne folgenden Test: Bei Vollast meiner Anlage (ca. 120A) die Batterie abklemmen (muß ich vorher nen Adapter basteln, weils auf 3 Polklemmen verteilt ist). Es wird sich kein Leistungseinbruch einstellen, eher das Gegenteil weil die Batterie nicht mehr geladen werden muß und die Lichtmaschine weniger belastet wird.

Power-Cap bzw. Kondensator laden

Ein Kondensator oder Power-Cap stabilisiert die Spannung an der Endstufe bei kurzzeitigen Einbrüchen, wie starker Belastung des Bordnetzes durch Baßimpulse etc. Ab 500W RMS ist eine Kapazität von etwa 1F (Farad) zu empfehlen, pro weitere 500W ein weiteres Farad. Solch Power-Cap ist allerdings kein Spielzeug!

Bevor der Cap eingebaut wird muß erstmal die Sicherung kurz nach der Batterie im Powerkabel der Anlage entfernt werden, um Kurzschlüsse usw. zu vermeiden. Dann den Power-Cap so nah wie möglich bei der Endstufe verbauen, mit den dicken + und - Kabeln auf den Power-Cap an die entsprechenden Anschlüsse, und von dort mit möglichst kurzen Kabeln (<30cm) in gleicher Stärke weiter zur Endstufe, sowohl für + und Minus! Nicht den Minus von der Endstufe zurück zum Massepunkt ziehen, das ist unnötiger Leitungswiderstand!
Manche Power-Caps haben noch einen Anschluß für Remote, der wird am Antennen- oder Remote-Ausgang des Radios angeschlossen, dort wo auch die Endstufen mit eingeschaltet werden.

Je nach Power-Cap ist es wahrscheinlich notwendig, diesen per Glühlampe oder Widerstand zu laden. Meist ist sowas mit dabei. Wird nicht ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der Power-Cap eine Lade-Elektronik hat, muß er geladen werden, dazu nimmt man den beigelegten Widerstand oder die Glühlampe. Wenn nichts dabei war, und nicht sichergestellt ist, daß der Cap eine Ladeelektronik hat, besorgt man sich einen Keramik-Widerstand mit etwa 10W Belastbarkeit und 10 Ohm. Den kann man dann am besten vorne anstatt der Sicherung mit den Beinchen in die Halterungen halten (alternativ geht das auch mit der beigelegten Glühlampe), und zwar etwa 1 Minute lang. Am besten ist es, wenn man gleichzeitig die Spannung am Cap mißt, ab etwa 10-11V kann der Widerstand raus und die Sicherung eingesetzt werden. Bei Glühlampen wird diese erst hell aufleuchten, und dann schwächer werden. Wenn diese ncihtmehr glimmt, kann die Sicherung eingesetzt werden.

Sollte das Fahrzeug einmal zu Wartungsarbeiten in die Werkstatt müssen oder der Cap ausgebaut werden, wieder die Sicherung vorne raus, und den Widerstand am Cap zwischen + und - halten, wieder etwa 1 min, bis die Spannung auf unter 2V am Cap gefallen ist.

VORSICHT! Ein Einschalten des Kondensators ohne Widerstand kommt einem Kurzschluß gleich, es fließen extrem hohe Ströme und der Kondensator kann explodieren.

Subwoofer

Gehäusestärke und Dämmung

Dämmen meint, den Schalldurchtritt durch die Gehäusewände zu minimieren, die geschieht bei Subwoofern am allerbesten mit ca. 60-80mm breiten 19mm starken MDF-Streifen, die einzeln diagonal oder alle 12-20cm hochkant auf größere (mitschwingende) Wände geleimt werden. So wird die Resonanzfrequenz der Wand (besser: jetzt der Wandabschnitte zwischen den Streben) erhöht und kann vom Subwoofer mit seinem begrenzten Übertragungbereich nicht mehr angeregt werden. Durch aufbringen von selbstklebenden Bitumenmatten lassen sich nun diese höherfrequenten Schwingungen (wenn sie denn noch da sind) weiter minimieren. Die Bitumenmatten sollten min. 4mm dick sein, 2mm bringen fast nichts. Ebenso der beliebte Noppenschaum, der wäre hierfür viel zu leicht, mehr dazu auch unter 'Dämpfung'. Als Gehäusematerial kommt am besten 19mm MDF zum Einsatz, dies ist so gut wie in jedem Baumarkt oder Holzhandel erhältlich, dickere Wände sind natürlich besser, aber kein Vergleich mit o.g. Streben, und sie haben ein wesentlich höheres Gewicht, was im Auto nunmal nicht soo ideal ist.

Dämpfung und Stehende Wellen (Resonanzen)

Dämpfen meint, störenden Schall innerhalb des Gehäuses zu vernichten bzw. in Wärme umzuwandeln, und geschieht mit Dämpfungswolle, wie z.B. Moltofil von IT, Muhwolle oder allgemein wie ich es nenne, 'HiFi-Kuschelmatte'. Bei geschlossenen Gehäusen kommt durch eine komplette Dämpfung des Gehäuses dazu, das durch die durch das Dämpfungsmaterial herabgesetzte Schallgeschwindigkeit sich das Volumen virtuell um 10-15% vergrößert, d.h., wenn ein Subwoofer 33l Volumen braucht, reichen 30l plus das locker im kompletten Gehäuse gefüllte Dämpfungsmaterial aus, um die gleichen Eigenschaften wie das leere 33l-Gehäuse zu haben.

Die Schädlichkeit sog. 'Stehender Wellen', Resonanzen der Frequenzen, die min. 1/2 mal in das Gehäuse passen, ist unbestritten, es kommt zu dröhnen und Überhöhungen. Betrachtet man das auf den Spezialfall 'Subwoofer' wird das ganze jedoch wesentlich harmloser.

Ein Sub spielt normal bis 80Hz, gehen wir von einer 12dB/Oktave-Trennung aus, sind 160Hz schon 12dB leiser als Normalpegel, also weniger als halb so laut.

Die Wellenlänge bei 160Hz ist 1/160*341m/s = 2,13m. Stehende Wellen bilden sich ja, wenn eine Halbwelle noch ins Gehäuse paßt, also 1,06m. Ist das Gehäuse also innen 1,06m, gibt es eine stehende Welle bei 160Hz. Bei einer typischen, max 50cm breiten Kiste erhöht sich die Frequenz auf 320Hz, die dann schon 24dB leiser ist als 80Hz.

Will man soetwas effektiv bedämpfen, muß die Stärke des Dämpfunfgsmaterials min. 1/4 der Wellenlänge, also 53cm betragen. Da bringt eine 4 oder 8cm dicke Schicht Dämpfungsmaterial an der Rückwand genausowenig wie 3cm hoher Noppenschaum, dieser bringt NICHTS in einem Subwoofergehäuse! Auch wenn mans noch so oft sieht.

Fazit: Bei üblichen Subwoofergehäusegrößen von ca. 50cm ergeben sich erst bei gut 320Hz herum stehende Wellen, die aber schon mit minimaler Flankensteilheit etwa 25dB leiser angeregt werden als der Hauptpegel, das ist absolut vernachlässigbar.

Will man trotzdem wirksam dämpfen, muß die Dicke des Dämpfungsmaterials min. 1/4 der Wellenlänge sein, also 20cm, was einer fast vollständigen Füllung des Gehäuses entspricht. Dies ist bei geschlossenen Gehäuses nur wegen des Nebeneffekts der Volumenvergrößerung anzuraten, bei Baßreflexgehäusen ist es sogar in sofern schädlich, da es (wenn auch in geringem Maße) die für das Baßreflexsystem nutzbaren Frequenzen dämpft, die Kiste im Endeffekt leiser wird. Auf jeden Fall sollte ein ausreichend großer Platz hinter dem Chassis und zwischen Chassis und Baßreflexrohr/kanal frei bleiben. Sinn machen tut soetwas erst, wenn im Bereich der Abstimmungsfrequenz der Kiste eine merkliche Überhöhung eintritt, hier kann man durch gezieltes Einbringen vn Dämpfungsmaterial den Pegel in diesem Bereich senken, um so eine linearere Widergabe zu erzielen.

Chassis einschwingen lassen

Einspielen ist nur nötig, um die endgültigen Thiele-Small-Parameter schnell zu erreichen, dazu den Woofer ohne Gehäuse mit seiner Resonanzfrequenz betreiben, erst mit wenig Hub, und im Laufe von 6-10h den Hub langsam Richtung des linearen Maximums erhöhen. Ist wichtig, wenn man das neue Chassis messen will, ohne Einspielen führt es zu falschen Ergebnissen.