Poorman’s

Es ist inzwischen ein rundes Jahr her, dass Sven (in einigen Foren als SNT unterwegs) mich kontaktierte und mich mit (s)einer Idee konfrontierte. Er hatte sich in den Kopf gesetzt, ein Lautsprechergehäuse im 3D Druck zu erstellen. Nichts neues, werden nun einige denken. Das ist teilweise richtig, aber Sven plante mit seiner Idee keines der üblichen Zigarettenschachtel-Lautsprecherchen mit 2 Zoll Breitbänder, welches am Strand, angetrieben von einer China Platine, neben der Luftmatratze umherplärrt. Nein, Sven dachte an einen richtigen Lautsprecher, auch unter HiFi Gesichtspunkten. Ein durchaus hoch gestecktes Ziel. Aber das allein war dem guten Sven noch nicht genug. Das Gehäuse für den Lautsprecher sollte in einem durchgegenden Druckvorgang in einem Stück erstellt werden. Klar, dass es dafür eines etwas größeren Druckers bedarf und den notwendigen Kenntnissen im Umgang mit einem solchen ohnehin.

Nun, Sven verfügt über beides, und noch dazu hat er das Programm für die Druckmaschine selbst geschrieben. Die erste Hürde schien genommen. Es fehlte nur noch ein Entwickler, der den Rest bis zum fertigen Lautsprecher erledigt. Es freut mich, dass Svens‘ Auswahl, trotz seiner Mitgliedschaft in einigen Foren, auf mich fiel. An dieser Stelle geht mein besonderer Dank dafür an Sven. Die Zusammenarbeit mit ihm war vollkommen entspannt und so derart angenehm, dass auch dies eine wahre Freude war.

Nach den ersten Telefonaten hatten wir unsere Vorstellungen schnell unter einen Hut bringen können. Da es sich um ein „Proof of Concept“ mit offenem Ausgang handelte, sollten die Chassis preiswert, aber von guter Qualität sein. Sven schwebte die Verwendung eines AMT vor. Damit waren für mich ein Waveguide und eine maximale Größe des TMT von 5 – 5,5 Zoll gesetzt. Als Hochtöner hatten wir recht schnell den Dynavox AMT-2 ausgesucht, der über ein breites Händlernetz angeboten wird. Zudem war ich zu einem früheren Zeitpunkt bereits an einer Entwicklung beteiligt, in welcher der Hochtöner in einem Waveguide eine gute Performance ablieferte.

Dynavox AMT-2

Einen guten Tiefmitteltöner, der weit genug bis in den oberen Mitteltonbereich spielt, und der zudem sehr preiswürdig ist, fanden wir im SB13PFCR25-8 aus dem Hause SB Acoustics.

SB Acoustics SB13PFCR25-8

Die TSP des Chassis nachzumessen habe ich mir geschenkt und mich einer Messung  von dibirama bedient. Deren Messungen sind seit Jahren zuverlässig, und im vorliegenden Fall bestätigen sich die TSP Angaben aus dem SB Acoustics Datenblatt in eindrucksvoller Weise. Gemessen wurde von Diego das ansonsten technisch identische Modell SB13PFC25-8, welches jedoch mit einem „Ohrenkorb“ ausgestattet ist.

Mit 13 Litern Luft hinterm Korb stellt AJHorn folgende Performance in Aussicht:

SB Acoustics SB13PFCR25-8 in 13 Litern BR

So weit, so gut. Das Konzept stand! Nun vergingen einige Monate, in denen Sven und ich uns über kleinere und größere Details unterhielten. Der Gehäusedruck brachte die erwarteten kleinen Problemchen mit sich, und ein paar Kleinigkeiten, die wir im Detail veränderten, wurden von Sven in das Druckprojekt übernommen. Das Gehäuse hat Sven im sogenannten VASE Modus gefertigt. Es ist also doppelwanddig und muss somit für die notwendige Stabilität eine Füllung erhalten. Dafür eignen sich viele Materialien, wie z. B. Epoxydharz, diverse andere mehr oder weniger aushärtende Flüssigkeiten mit und ohne Beimischungen, oder schlicht Gips. Final wurde es Dentalgips, welcher in verschiedenen Härtegraden angeboten wird und den entscheidenden Vorteil mitbringt, dass er nicht gleich bricht, wenn er mal etwas härter angefasst wird. Über eine Öffnung im Boden des Gehäuses hat Sven die Gehäuse nach Beendigung des Drucks befüllt. Jedenfalls sind die Gehäuse mächtig schwer, und die beliebte Klopfprobe führt nur zu einem müden Plopp. Verstrebungen gibt’s im Gehäuse nicht, und die sind auch definitiv nicht nötig. So gar und überhaupt nicht.

Natürlich konnte ich nicht abwarten, die Chassis in das Gehäuse zu pflanzen, Messungen vorzunehmen und diese in das Simulationstool VituixCad zu importieren.

SB13PFCR25-8 gefensterte Messung 0° unbeschaltet

Der preiswerte Tiefmitteltöner verhält sich im Poorman’s Gehäuse quasi mustergültig. Erst oberhalb von gut 4,5 kHz bricht die Membran in Resonanzen auf.

Dynavox AMT-2 Messung 0° unbeschaltet

Der kleine AMT misst sich ähnlich wie ich es schon bei der weiter oben angesprochenen anderen Entwicklung gesehen habe. Allerdings zeigen sich im Gegensatz zur damaligen Messung hier aktuell unterhalb von 3 kHz zwei statt eines Resonanzhöckers. In der Praxis spielt das aber keine Rolle, da eine Trennfrequenz oberhalb von 3 kHz angestrebt wird.

Poorman’s Simulation 0° – 90°

Nach kurzer Simuationsarbeit war schnell eine Weichenschaltung gefunden, die sowohl zu einem sehr ausgewogenen Frequenzgang auf Achse als auch zu einem sehr ordentlichen Abstrahlverhalten führt. Nicht zuletzt ist sie preiswert realisierbar, was in Anbetracht der ebefalls preiswürdigen Chassis absolut wünschenswert ist.

Poorman’s Simulation 0° und Energiefrequenzgang

Wie immer gilt es nach dieser Geschichte, die Weiche zu stecken und einen Vergleich zwischen Simulation und realem Messergebnis anzustellen. Natürlich sind die Ergebnisse wie immer quasi deckungsgleich.

Messung Poorman’s 0° + Einzelzweige

Die Trennfrequenz liegt bei etwa 3,3 kHz und zeigt sowohl symmetrisch verlaufende Flanken als auch einen Schnittpunkt 6dB unterhalb der Summenkurve. Die Phasenlage im Übernahmebereich ist also einwandfrei.

Messung Poorman’s 0° – 90°

Die Winkelmessungen zeigen ein gutes und gleichmäßiges Abstrahlverhalten. Um 4 kHz bildet sich ein kleiner Pickel, der sich mittels eines Saugkreises problemlos wegfiltern ließe. Da er sich akustisch nicht störend auswirkt, habe ich es dabei belassen.

Messung Poorman’s 0° + Impedanzverlauf

Der Impedanzverlauf ist ebenfalls unkritisch. Die niedrigste Punkt der Verlaufs liegt mit etwa 4,5 Ohm bei etwa 3,5 kHz. Jeder handelsübliche Verstärker sollte leichtes Spiel mit der Poorman’s haben.

Da das Gehäuse der Poorman’s mit handelsüblichen 3D Druckerns wegen ihrer zu geringen ihrer Größe nicht nachbaubar ist,  soll sie als reines „Proof of Concept“ verstanden werden. Eine entsprechende .stl Datei für den Druck gibt es an dieser Stelle deswegen, zumindest vorerst, nicht. Dennoch soll an dieser Stelle der Weichenplan zeigen, dass sich der Aufwand für die Beschaltung in sehr moderaten Bereichen bewegt.

Poorman’s Weichenplan

Der Weichenplan ist für private Nutzung freigegeben. Jegliche Form der gewerblichen Nutzung oder Verbreitung ohne vorherige Absprache ist untersagt und wird strafrechtlich verfolgt.

Sven hat es tatsächlich geschafft, das Gehäuse „in einem Rutsch“ zu drucken. Dabei war es ihm wichtig, dass dies innerhalb eines Tages geschehen kann, da er den Drucker aus nachvollziehbaren Sicherheitsgedanken nachts nicht unbeaufsichtigt arbeiten lassen wollte. Lediglich kleine Detaillösungen wurden separat gedruckt und nachträglich in das Gehäuse eingebracht. Dazu zählen der Port, die Plateaus für die Terminals und ein kleiner Einsatz beim Waveguide.

Poorman’s Frontansicht

Poorman’s Details

Poorman’s Details

An dieser Stelle bleibt mir einmal mehr, mich bei Sven für die ganze Mühe und den unermüdlichen Einsatz und die Konsequenz bei der Erstellung der Gehäuse zu bedanken. Außerordentlich freue ich mich über die Tatsache, dass Sven mich als Partner für dieses tolle Projekt ausgesucht hat. Danke Dir Sven…

Und natürlich kommt hier auch Sven zu Wort. Er kann zur Vorgehensweise beim 3D Druck des Gehäuses noch ein paar kleine Details anmerken, von denen ich so rein gar keine Ahnung habe.

„Ich hab vor allen Dingen Dir zu danken, dass Du dir so viel Mühe gemacht hast! Du hast aus dem problematischen Waveguide tatsächlich noch einen sehr ausgewogenen Frequenzgang herausgeholt. Das gefällt mir echt gut! Ich kann mir gut vorstellen, diese günstige Chassiskombi auch in einem Holzgehäuse sein Zuhause finden kann.

Natürlich ist das Gehäuse nicht absolut perfekt – wie immer bei einer Entwicklung – sind noch 3D Druck prozessbedingte Schwächen zu Tage getreten. Wie vielleicht einige unter den Lesern wissen, arbeite ich an einem Script, dass den Boxenhohlkörper für einen 3D Druck halbautomatisch vorbereitet und mit dem man über Schieberegler die Form in bestimmten Grenzen auf kreative Weise ändern kann. Da dieser Prozess noch nicht ausgereift ist, gibt es auch keine Veröffentlichung der stl Dateien. So schwächelte z.B. die Layerhaftung prozessbedingt an den scharfen Kanten der Poormans also oben und untere Kante. Dieser automatische Prozess wird aber in Zukunft noch verbessert.

In Zusammenarbeit ist eine Box entstanden, die sich sehen und hören lassen kann – vielen Dank Alex!“