DIY Boombox

DIY Boombox

Ich habe (vor einer Weile, ich pflege gerade die DIY Projekte neu ein) eine kleine Boombox gebastelt. Ziel war natürlich auf Festivals damit Musik zu hören.

So eine Box selbst zu bauen ist an sich gar nicht so schwer. Man muss nur ein paar Dinge beachten. Hilfe und Referenzprojekte habe ich im Netz zahlreich gefunden. Just google it.

Komponenten

Natürlich gibt es ein paar Komponenten, mit denen man arbeiten kann/muss. Hier ist mein Set-Up:

Außerdem ist ein Lötkolben und etwas Lötzinn nicht schlecht. Achtet darauf dass eure Kabel nicht zu dünn sind. Hier mal ein Bild vom “Meisterwerk”.

Der fertige Pfusch, bzw. sein Innenleben.

BoxSim

Boxsim ist ein Programm zur Auslegung von Lautsprecherboxen und kann auf der Projektseite kostenlos heruntergeladen werden. Damit kann man für seine Chassis das optimale Volumen bestimmen und sogar Spielereien wie Bassreflex erzeugen.

Schall breitet sich durch die Luft aus. Die Wellen bewegen im Prinzip die Moleküle des Gasgemisches. Je nach Wellenlänge treten unterschiedliche Effekte auf. Das kann man sich zunutze machen, um bestimmte Frequenzen hervorzuheben. Zum beispiel den Bass. Bei sogenannten Bassreflexboxen wird der Effekt genutzt. Dabei wird eine Art Tunnel erzeugt, durch den die Schallwelle wandern muss.

Außerdem brauchen bestimmte Chassis (bzw. Lautsprecher) ein bestimmtes Volumen um optimal zu klingen. Dieses kann man durch Programme wie Boxsim auslegen. Für meine Box habe ich pro Chassi ein Volumen von 3l zugrunde gelegt (2,98l um genau zu sein(. Die Öffnung für den Bassreflex hat 25x100mm.

Theorie

Die meisten Leute, die mobile Boxen bauen, greifen auf Automobil-Hifi zurück. Die Teile sind weit verbreitet und leicht zu bekommen. Außerdem muss man kein ganzes Vermögen ausgeben. Im Automobilbereich ist 12V Nennspannung der Standard. Das ist gut für uns, da wir so keine DC/DC Wandler (Gleichstromwandler) brauchen, die unsere Betriebsspannung anpassen. Wir wählen also einfach alle Komponenten nach der Nennspannung, das sind 12V, aus.

Wie legen wir also die Elektronik aus?

Batterie

Bei meiner Box habe ich eine Motorradbatterie statt einer Autobatterie genommen, weil diese einfach einen kleineren Formfaktor haben. Damit ergibt sich aber auch weniger Kapazität. Die Nennspannung von 12V ist aber die gleiche.

Die Kapazität von Batterien wird meistens in Wattstunden [Wh] oder Amperestunden [Ah] angegeben. Je länger wir unsere Box betreiben möchten, desto mehr Kapazität brauchen wir, also sollte der Wert so hoch wie möglich sein. Das kann natürlich auch teurer werden. Von daher ist es ggf. nicht schlecht nach gebrauchten Batterien ausschau zu halten.

Auch der Batterietyp ist wichtig. Ich würde ganz klar Blei-Gel Akkus empfehlen, da diese nicht auslaufen können und dadurch deutlich sicherer für den Transport sind.

Für wen Geld keine Rolle spielt kann auch Lithium Akkus verbauen, die eine sehr hohe Energiedichte haben (das heißt, die sind relativ klein bei viel Kapazität). Jedoch ist das mit dem Transport und dem Laden wieder heikel. Bleibatterien sind robust und eine gute Wahl!

Falls ihr eine Batterie habt, bei der die Kapazität in Wattstunden angegeben ist könnt ihr die Betriebsdauer wie folgt ausrechnen:
Wenn die Batterie beispielsweise 100Wh liefert teilt ihr einfach durch die Nennspannung (12V) -> also ergeben sich 8,3 Ah.

Die Betriebsdauer berechnet sich dann wie folgt:
Der Verstärker betreibt zwei Chassis mit je 25W bei voller Lautstärke. Das heißt im schlechtesten Fall verbrauchen wir 50W. Die Chassis vertragen 30W also haben wir hier 5W Puffer. Wenn die Chassis weniger vertragen, als der Verstärker ausgibt, kann man sie beschdädigen. Bei einem Maximalverbrauch von 50W kommen wir also auf einen Strombedarf von 50W/12V = 4,16 A. Mit der 100Wh (bzw. 8,3Ah) Batterie könnten wir die Box also 2h betreiben. Kommen zusätliche Verbraucher dazu, verkürzt sich das ganze also erheblich.

In der Realität habe ich die Box aber eher bei 20% betrieben bisher. Auch weil der Ton sonst übersteuert. Das ergibt eine Betriebsdauer von 10h.

50W*0,2 (20%) / 12V = 0,83A
8,3Ah / 0,83A = 10h

Eine weitere Eigenart von Batterien ist, dass die gelieferte Nennspannung je nach Füllstand schwankt. Wenn euer Spannungsmesser also eher Richtung 13V geht als 12V, kein Grund zur Sorge, dann ist die Batterie voll. Sollte er aber eher Richtung 11V gehen, solltet ihr die Box unverzüglich ausschalten und die Batterie laden. Eine Spannung unter 11V bedeutet eine Tiefenentladung. Der Energieträger in der Batterie wird unterhalb dieser Spannung instabil und die Lebensdauer der Batterie verkürzt sich.

Sicherung

Die Sicherung ist das erste Bauteil nach der Batterie. Ich habe mich für 5A entschieden, da wir im seltenen Fällen bis zu 4A verbrauchen könnten. Damit die Sicherung dann nicht rausfliegt, habe ich 5A gewählt.

Die Sicherung stellt also sicher, das das System ausgeht, wenn sich irgendwo ein Fehler einschleicht und mehr Spannung als normalerweise Verbraucht wird.

Schalter

Ich empfehle einen wasserdichten Gleichstromschalter der 12V und 5A aushält. Wer mag, es gibt diese auch Leuchtend. In den Bildern seht ihr dass ich noch einen Druckschalter eingebaut habe. Dieser unterbricht die Verbindung zum Spannungsmesser (Voltmeter), damit die LED Anzeige nicht die ganze Zeit leuchtet. Wird der Druckschalter gedrückt, wird die Restspannung der Batterie angezeigt.

USB-Steckdose

Ein einfacher Weg auch andere Sachen von der Batterie aus zu versorgen ist der einbau einer KFZ USB Steckdose. Diese hat einen Step-Down Wandler von 12V auf 5V eingebaut und liefert Spannungen, die für Handys und ähnliches verträglich sind. Ich betreibe damit auch einen Bluetoothempfänger.

Verstärker

Von Akustik habe ich ehrlich gesagt wenig Plan. Man muss nur drauf achten dass die Impedanz (der Ohm Wert) und die Leistung (W) der Chassis zum Verstärker passt. Ich habe mich im Hifi-Forum eingelesen und mich an einem vergleichbaren Projekt orientiert.

Elektronik

Im Prinzip kann der AMP (der Kinter) direkt an die Batterie angeklemmt werden. Wir möchten unsere Box aber ab und zu an und aus schalten und auch die Spannung messen. Also sind der Hauptschalter und der Spannungsmesser dazwischen geschaltet. Den Schalter kann man am besten in die Phase (rote leitung, 12v+) legen, damit der Strom auch wirklich weg ist, wenn das Gerät ausgeschaltet ist. Wenn man ihn in die Masse legt (schwarzes Kabel, 0V) kann man zwar auch das Gerät an und aus schalten, aber die Gefahr besteht, versehentlich was Kurzzuschließen, wenn man an den weiteren Komponenten rumfummelt.

Der Spannungsmesser (wenn ihr nur Volt [V] messt) wird parallel zur Batterie angeschlossen. Das bedeutet das ein rotes Kabel (12V+) von der Batterie zum Spannungsmesser führt und ein schwarzes von eben diesem zurück zur Batterie. Etwas in Reihe schalten bedeutet dass der Eingang die Phase ist (12V+) aber der Ausgang gleichzeitig die Phase (12V+) des nächsten Bauteils ist. Genau das machen wir mit der Sicherung und dem Hauptschalter. Dann kommt der Stecker für den Verstärker. Das rote Kabel (12V+) muss an den entsprechenden Pin (Hohlstecker – Plus ist immer innen) und das schwarze Kabel (Masse) an den anderen. (Masse ist immer außen bei Hohlsteckern). Damit sind wir mit der Stromversorgung fertig.

Update

Ich habe noch eine USB Steckdose hinzugefügt um damit ein Bluetooth stick zu betreiben und die möglichkeit zu haben, das Handy aufzuladen. In der Steckdose wird von 12V auf ca. 5V umgewandelt. Diese wird in Reihe zwischen Hauptschalter und Stecker zum Verstärker angeklemmt.

Vom Verstärker aus geht es auf die Chassis. Also löten wir hier ein neues(!) rotes Kabel an den Pluspol und ein neues (!) Schwarzes an den Minuspol. Jedes Chassi (der eigentliche Lautsprecher) hat also jetzt zwei eigene Kabel die nichts mit der restlichen Spannungsversorgung zu tun haben. Diese verbinden wir mit den Steckern des Verstärkers.

*Schaltplan einfügen*

Außerdem brauchen wir noch ein Audio-Signal das der Verstärker verstärken soll. Dazu schließen wir einfach die beiden CHINCH Stecker an die jeweiligen Gegenstücke des Verstärkers an. Damit ist die Elektronik eigentlich fertig.

Die Kiste

Praktischerweise konnte ich mein Holz einfach aus dem Sperrmüll direkt vor der Haustür fischen und so noch ein paar Euro [€] sparen. Die Holzteile solltet ihr, wenn möglich, mit einer Tischkreissäge oder ähnlichem schneiden, damit ihr saubere Schnitte bekommt. Ich habe es mit der Stichsäge gemacht und alles ist Krumm und Schief geworden. Ich bin aber auch zu Faul zum Schleifen um ehrlich zu sein.

Die Holzteile werden miteinander verleimt, um die Kiste möglichst Luftdicht zu machen. Das ist wichtig damit die Ausbreitung des Schalls in der Kiste richtig funktioniert. Man hört tatsächlich den Unterschied im Bass wenn der Deckel offen oder geschlossen ist. Dies liegt daran, dass die Geometrie des Gehäuses so aufgebaut ist, die Ausbreitung des Schall im 100Hz bereich zu unterstützen. Wer möchte kann die Innenseite des Deckels noch mit Filz ausstatten, um wirklich zum Gehäuse ab zu dichten. Als Klemmverschluss habe ich ein Spannschloss aus dem Baumarkt gewählt. Den Deckel fixiere ich, wenn geöffnet, mit einer Kette, damit er nicht ganz hinten Überschlägt.

Ursprünglich wollte ich die Front noch mit Stoff bespannen und die Schnittkanten mit Kantenumleimer aufhübschen, doch als ich fertig war hatte ich dazu keine Lust mehr.

Zuschnitte

a: 2x Außenwand: 330 x 124 x 12 mm
b: 1x Rückwand: 354 x 100 x 12 mm
c: 1x Bodenplatte: 406 x 330 x 12 mm
d: 1x Frontplatte: 406 x 100 x 12 mm mit zwei Löchern Ø 71mm, Abstand 260 mm, bzw. jeweils 130 mm von der Mitte.
e: 2x Innenwand: 288 x 100 x 12 mm
f: 2x Innenwand: 270 x 100 x 12 mm

Gallerie

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