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DIY-Multiroomverstärker mit Basisfunktionalität, ausbaufähiges Konzept

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    DIY-Multiroomverstärker mit Basisfunktionalität, ausbaufähiges Konzept

    Hallo,

    Hier möchte ich gerne mein Lösung zur Signalverstärkung von Multiroomzuspielern (bei mir MPD auf RPI) teilen.
    Am Ende der Beschreibung steht ein Multiroomverstärker für 8 Zonen mit einer Einzelleistung pro Zone von RMS 150 W 8 R THD < 0.05% / RMS 300 W 4 R THD < 0.06%
    Geeignet für alle Bastler, coole Typen und die, die keine Angst haben sich ein neues Hobby zu erschließen

    Warnung: Wer hier anfängt kann sehr schnell auf die Idee kommen, sein bestehendes Audio-System über den Haufen zu werfen und alles selber zu bauen..

    Das Projekt ist nicht geeignet für Leute, die das Ergebnis mit fertigen Kauflösungen (Russound und Co) auf eine Stufe stellen wollen..
    Aber - mit Hilfe des Forums kann mann den Abstand auf meiner Basis evtl. ja verringern.

    Konzept:

    Wir brauchen:
    Strom, eine symetrische Gleichspannung - hier gibt es zwei Wege:
    a) Ringkerntransformator + Gleichrichtung + (je nach Last eine Einschaltstrombegrenzung)
    b) Schaltnetzteil. --> meine Wahl (nix Brummspannung, gleichzeitige Bereitstellung einer 12V Spannung, klein, günstig)
    [Suchbegriff ebay:1200 Watts Switching Power Supply for Audio Power Amplifier Board Assemble]


    Der Strom geht dann in unser Audio-Modul (e):
    Meine Wahl: L15D-Pro : gibt es auch ohne Pro. Dann hat das Modul eine höhere Betriebsspannung aber keinen integrierte Lautsprecherschutzschaltung. Kann man nehmen - es gibt sogar Stimmen die sagen, dass aufgrund der höheren Betriebsspannung der Sound noch besser sein soll. Dann sollte aber noch eine Lautsprecherschutzschaltung zusätzlich montiert werden. Details und Erfahrungsberichte zu diesem Modul gibt es da, wo sich die Audio-Freaks rumtreiben. Hier. Über 100 Seiten. Ich habe alle gelesen!

    Es gibt unzählige Module! Das ist schön. Bei der Auswahl sollte man sich auch Gedanken über die Chip-Kühlung machen. Es gibt Module, welche noch extra an Kühlkörper geschraubt werden müssen. Erstaunlicherweise sind Kühlkörper recht teuer und schränken zudem die Platzierung im Gehäuse als auch die Gehäuseauswahl sehr ein. Bei den L15D umgeht man das Problem der Kühlung, da ein ausreichender Kühlkörper ab Werk montiert ist.


    Ich werde mit einem Netzteil derzeit 8 Module betreiben. Da sicherlich nicht alle Zonen zur selben Zeit aktiviert werden (über entsprechende MPD-Outputs - Beschreibung siehe hier) wird das wohl ausreichen. Wir werden sehen.

    Dann benötigen wir noch eine KNX - Schnittstelle.
    Ich werde es einfach halten und einfach die Spannung vom Netzteil wegschalten.
    Hier habe ich mich für ein UP-Aktor inklusive Binäreingang entschieden. (Gira 105900). Gibts auch in der Bucht mit Glück..

    An den Binäreingang kommt ein ein/aus Schalter mit LED-Beleuchtung. Die Spannungsversorgung für die Beleuchtung kommt praktischer Weise vom verwendeten Schaltnetzteil. Bei Verwendung von Ringkerntransformatorn (Lösung ist ggf. "audiophiler"...wäre ein 2. Netzteil notwendig)
    Somit gilt: Wenn Schalter bereits leuchtet ist der Verstärker an - Schalter muss nicht gedrückt werden, wenns nicht leuchtet - kann man drauf drücken .

    Bei der Verwendung mehrerer Schaltnetzteile und KNX-Aktoren könnte man natürlich GrobZonen wie KG/EG/Außen oder so noch feiner aufteilen und Standby-Verbrauch der Audio-Module sparen. Jeder wie er möchte.


    Ein erstes Foto (Die Teile wurden nur für das Foto so arangiert!!)
    Übersicht.jpg

    Baubilder und weitere Details folgen, wenn das Gehäuse mal geliefert wird)




    Angehängte Dateien

    #2
    Wie sieht es denn mit (KNX-seitiger) Lautstärkeregelung aus? Das ist ja meistens ein (wichtiges?) Ausstattungsmerkmal von "echten" Multiroom-Verstärkern. Geht das bei dir alles per mpd (-> dann würde ich gerne wissen wie), oder hast du in der Richtung noch etwas geplant?

    Das Projekt an sich finde ich spannend, wobei mir persönlich >100W pro Kanal etwas zuviel des guten wären sofern es nur für die reine Wohnraumbeschallung und nicht auch für PA im Keller oder auf der Terrasse sein soll .
    Bei der Dimensionierung würde wohl eher mit ~50W pro Ausgang kalkulieren, evtl. auch mehrere kleine Schaltnetzteile einsetzen um unbenutzte Ausgänge komplett abschalten und Standby-Kosten reduzieren zu können. Je dicker das Schaltnetzteil wird desto weiter entfernt läuft es ja die meiste Zeit vom optimalen Lastzustand (siehe Problem optimale Auslastung ATX-Netzteil beim PC) und damit ineffizienter.
    Es wäre mal interessant einen Anhaltspunkt zum Leerlauf Eigenverbrauch des von dir eingesetzten Netzteils zu haben. Hast du dazu mal eine Messung gemacht (netzseitig)?
    Gruß -mfd-
    KNX-UF-IconSet since 2011

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      #3
      Zitat von mfd Beitrag anzeigen
      Wie sieht es denn mit (KNX-seitiger) Lautstärkeregelung aus?
      Nun Ja.
      Lautstärke lässt sich ja prinzipiell
      a) regeln über die Quelle
      b) regeln über ein Potentiometer im Signaleingang der Amps.

      Bei mir läuft das über a) die Quelle, richtig - MPD. MPD werde ich über diverse Clients ((relaxx im Browser + Cometvisu) + Android-Apps) steuern wobei dort dann eben die Lautstärkeregelung möglich ist (out of the box). Auf dem PI können mehrere MPD instanzen laufen und jede Instanz lässt sich dann selber regeln. Für das Wire-Gate gibte es auch schon ein Plugin zur MPD steuerung über KNX. Leider habe ich das noch nicht zum laufen bekommen. - aber einige andere hier schon. Ich brauche dazu noch Unterstützung und irgendwann wird das auch bei mir funktionieren. Hoffe ich. Kannst dich hier einlesen und mir dann sagen wie es geht.

      b) Wer will, kann natürlich Potentiometer einbauen. Höherer Aufwand und höhere Kosten. Stichwort wäre "motorbetriebene Potentiometer" z.B. hier als kmp. Lösung.
      Da kann mann dann bestimmt ne rafinierte Anbindung an KNX basteln..Ist aber fürs erste nicht in meinem Fokus.

      Zitat von mfd Beitrag anzeigen
      wobei mir persönlich &gt;100W pro Kanal etwas zuviel des guten wären
      haste recht. Aufgrund dessen war mein erster Versuch ein Amp auf Basis des amp3886. Leider hatte ich das mit den Kühlkörpern nicht so ganz auf dem Zettel. Die Teile sind echt winzig (Streichholzschachtel) und mini-Preis (ebay ~7€/Stück-China). Dann aber noch Kühlkörpergehäuse etc. läppert sich dann zusammen.
      Die L15D sollen vom Sound quasi !der Hammer! sein. und für den Preis kann das + an Leistung nicht schaden. Standby ist im Betrieb dann Sekundär.
      Verbrauchs-Messungen mache ich dann mal wenn der Aufbau steht.

      Info: Gehäuse ist heute gekommen, der Aufbau läuft.

      Platinen_befestigen.jpg

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        #4
        Zitat von Ziegelstein Beitrag anzeigen
        b) Wer will, kann natürlich Potentiometer einbauen. Höherer Aufwand und höhere Kosten. Stichwort wäre "motorbetriebene Potentiometer" z.B. hier als kmp. Lösung.
        Da kann mann dann bestimmt ne rafinierte Anbindung an KNX basteln..Ist aber fürs erste nicht in meinem Fokus.
        Also wenn Dein Raspberry mit in das Gehäuse kommen sollte, dann nimm doch ein digitales I2C Poti, sowas wie das im Anhang zB.
        Wenn das eh Class-D sein wird, dann ist IMHO ein digitales Poti mehr als ausreichend, kosten tun die auch nicht viel und sie lassen sich recht simpel in das Automatisierungskonzept einbauen. Ich hatte sowas früher mal als Testaufbau (mit anderen Potis, den genauen Typ hab ich leider vergessen), bin aber mittlerweile dazu übergegangen pro Raum einen Raspi mit "aufgestecktem" D/A Wandler inkl. Class-D Endstufe auf Squeeze-Basis zu verbauen. Das lässt sich dann auch einfacher und komfortabler in den Bus holen.
        Ist aber halt nur Mono, kein klanglich ambitioniertes Projekt und mehr ein "Toilettenradio". Zum "Radio im Hintergrund hören" aber doch mehr als ausreichend, die Qualität hat mich selber überrascht. Echte Musik darf IMHO eh nicht aus der Decke kommen

        Sonst: nettes Projekt, bitte weiter berichten!

        gruesse :: Michael

        Link: http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS2890.pdf
        Zuletzt geändert von wintermute; 17.09.2015, 21:47. Grund: EDIT: Link ist noch immer kaputt, evtl Fehla im neuen Forensystem… daher Link im Klartext oben eingefügt.

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          #5
          Zitat von wintermute Beitrag anzeigen
          bin aber mittlerweile dazu übergegangen pro Raum einen Raspi mit "aufgestecktem" D/A Wandler inkl. Class-D Endstufe auf Squeeze-Basis zu verbauen. Das lässt sich dann auch einfacher und komfortabler in den Bus holen.
          Dann würde auch die Überlegung Sinn machen direkt an den Bus anzukoppeln (eine Applikation wie freebus sie einst für den Audioaktor verwendet hat und als "Ausgänge" die digitalen Potis). Dann hätte man eine Lautstärkeregelung für jeweils zwei Kanäle abgebildet.
          Gruß -mfd-
          KNX-UF-IconSet since 2011

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            #6
            Zitat von wintermute Beitrag anzeigen
            .. nimm doch ein digitales I2C Poti, sowas wie das im Anhang zB.
            --> das sieht interressant aus. Zumal sich das über 1-Wire-Bus steuern lässt. Könnte man tatsächlich mal später mit einbauen. Weis jemand hier, ob sich das in das in ein Wire-Gate und KNX-Anbindung integrieren und steuer lassen würde? Konnte auch noch keinen Shop oder Preise heraus finden.

            Zitat von wintermute Beitrag anzeigen
            .. pro Raum einen Raspi mit "aufgestecktem" D/A Wandler inkl. Class-D Endstufe auf Squeeze-Basis zu verbauen. Das lässt sich dann auch einfacher und komfortabler in den Bus holen.
            mit nem PI fehlt doch aber immer noch eine KNX-Schnittstelle. Wie lässt sich das damit einfach an den Bus binden?
            Kenne jetzt nur den Umweg über plugins und "IP"-Befehlen über Homeserver oder eben dem WireGate. Sind also alles keine direkten Bus-Anbindungen.

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              #7
              So, kurze Info zum Stand:

              Zusammenbau läuft (lief) eigentlich gut.
              Eigentlich: nach dem ersten Power-On ist auf einem Modul ein Kondensator quasi in "Rauch aufgegangen". Fehler war schnell erkannt: der war einfach falsch eingebaut - +/- vertauscht. Warte jetzt auf ersatz. Ansonsten fehlen noch 4 Lautsprecheranschlussbuchsen..

              Übersicht zu den Kosten:

              Gehäuse: 52€ + 15 Versand
              Netzteil: 70€
              Audio-Module: 230€
              Lautsprecheranschlüsse: 14€
              Chinch-Buchsen schwarz; rot : 17€
              Kabel rot, blau, schwarz: 7€
              Netzsteckerbuchse mit Filter: 12€
              M3 Schrauben, M3 Abstandsstifte: 6€
              UP-Schaltaktor, GIRA 105900; ebay: 83€
              Druckschalter, beleuchtet: 9€

              Kleinkram wie Kabelschuhe bla und blub ~ 6€ pauschal

              läppert sich dann zusammen auf: 521€ (schluck..) Kopf hoch: auf der Haben seite: individuell, dampf ohne Ende, SPAß. Wenn wir das dann gegen rechnen war es fast umsonst

              Erste Ergebnisse zum Standby:

              Netzteil: 23,4W
              1 Modul: 4,68W (zurück gerechnet liegen wir bei ~6,5W pro Modul)
              Netzteil mit 4 Modulen: 48,7W
              Netzteil mit 8 Modulen: 70,5W

              gemessen mit: Unitec 46415; Werte werden also nicht genau sein.

              Somit ist es durchaus Sinnvoll, von vornherein mit 2 Schaltaktoren und AMP-Netzteilen zu arbeiten,
              Zu empfehlen: SMPS 600 in der 48V Variante oder so ähnlich.

              Zuletzt geändert von Ziegelstein; 21.09.2015, 19:23. Grund: Link ergänzt

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                #8
                Zitat von Ziegelstein Beitrag anzeigen
                Erste Ergebnisse zum Standby:

                Netzteil: 23,4W
                1 Modul: 4,68W (zurück gerechnet liegen wir bei ~6,5W pro Modul)
                Netzteil mit 4 Modulen: 48,7W
                Netzteil mit 8 Modulen: 70,5W
                Das ist ja schon einiges...
                Da liege ich mit der Kfz-Chip-Endstufen-Bastelvariante mit ~3,5W Standby für 4 Ausgänge bzw. zwei Räume ja noch im ganz humanen Bereich.
                Btw.: mein SNT hat auch nur etwa 60W und nicht 1200W.



                Dass die Chinesen einfach mal Kondensatoren falsch einbauen ist natürlich schon übel - das hätte ich jetzt auch nicht erwartet.
                Gruß -mfd-
                KNX-UF-IconSet since 2011

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                  #9
                  Zitat von Ziegelstein Beitrag anzeigen
                  mit nem PI fehlt doch aber immer noch eine KNX-Schnittstelle. Wie lässt sich das damit einfach an den Bus binden?
                  Kenne jetzt nur den Umweg über plugins und "IP"-Befehlen über Homeserver oder eben dem WireGate. Sind also alles keine direkten Bus-Anbindungen.
                  Bei mir läuft es über den eibd auf dem Pi via LAN, am Netzwerk angeschlossen sind die ja eh wegen dem LMS Kram. Braucht man dann aber natürlich irgendwo ne IP-Schnittstelle...

                  gruesse :: Michael

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                    #10
                    Ich bin noch auf der Suche nach einer KNX-Einbaubuchse für den UP Aktoranschluss. Kennt da jemand was passendes?

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                      #11
                      Zitat von Ziegelstein Beitrag anzeigen
                      Zumal sich das über 1-Wire-Bus steuern lässt. Könnte man tatsächlich mal später mit einbauen. Weis jemand hier, ob sich das in das in ein Wire-Gate und KNX-Anbindung integrieren und steuer lassen würde?
                      Digitale Potis sind nicht potentialgetrennt. Falls dein Aufbau sonst nirgends geerdet ist, könnte es natürlich funktionieren. Aber empfehlenswert wäre es selbst dann nicht. Der 1-Wire-Bus über Y-ST-Y ist nicht dazu gedacht, das Potential irgendwelcher "massiver" Geräte zu definieren.

                      Zitat von Ziegelstein Beitrag anzeigen
                      mit nem PI fehlt doch aber immer noch eine KNX-Schnittstelle. Wie lässt sich das damit einfach an den Bus binden?
                      Siehe z.B. Busware ROT wie sowas ausschauen kann. Welche ROT-Varianten es allerdings derzeit zu kaufen gibt, erschliesst sich mir aus der Homepage von Busware nicht....

                      Gruß,

                      Dietmar

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                        #12
                        Zitat von dschwert Beitrag anzeigen
                        Digitale Potis sind nicht potentialgetrennt. Falls dein Aufbau sonst nirgends geerdet ist, könnte es natürlich funktionieren. Aber empfehlenswert wäre es selbst dann nicht. Der 1-Wire-Bus über Y-ST-Y ist nicht dazu gedacht, das Potential irgendwelcher "massiver" Geräte zu definieren.
                        Ja, das ist richtig. Ich muss mich da aber auch entschuldigen, weil ich eigentlich ein I2C und kein 1wire Poti verlinken wollte o\
                        Der Gedanke war halt: Pi ist eh vor Ort und spricht I2C, brauchts vllt noch nen Level-Shifter aber im Prinzip ist die Funktionalität schon gegeben. 1wire am Pi geht natürlich auch, aber der Aufwand wäre IMHO unnötig hoch.

                        Ich würde auch auf den KNX Taster verzichten und für das Geld lieber nen konventionellen Taster am Pi anlöten und stattdessen den Pi (entweder über LAN oder zB Busware) an den Bus bringen. Durch die vielen GPIOs hat man dann noch unendlich viel mehr Möglichkeiten im Gerät nach Bedarf Sachen umzuschalten und/oder abzufragen...

                        gruesse :: Michael

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                          #13
                          Zitat von wintermute Beitrag anzeigen

                          Ich würde auch auf den KNX Taster verzichten und für das Geld lieber nen konventionellen Taster am Pi anlöten und stattdessen den Pi (entweder über LAN oder zB Busware) an den Bus bringen. Durch die vielen GPIOs hat man dann noch unendlich viel mehr Möglichkeiten im Gerät nach Bedarf Sachen umzuschalten und/oder abzufragen...

                          gruesse :: Michael
                          --> demnach muss die Taster/Pi Kombination überall da montiert sein, wo auch bedient werden sollte?

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                            #14
                            Zitat von Ziegelstein Beitrag anzeigen
                            --> demnach muss die Taster/Pi Kombination überall da montiert sein, wo auch bedient werden sollte?
                            Nene, der Verstärker wäre dann ja nur nen Aktor/Sensor wie jede andere KNX-Komponente am Bus. Den Pi unter Dauerspannung halten, an nem GPIO ein Relais anschliessen um den Amp zu schalten und an nem weiteren GPIO einen Taster. Auf dem Pi dann nen eibd laufen lassen der das alles regelt und den Pi entweder direkt über (zB) busware an den Bus bringen oder über LAN (falls irgendwo eine IP-Schnittstelle vorhanden ist).
                            Dann hättest Du die komplette Steuerung des Amps über KNX ermöglicht und im Standby täte nur der Pi laufen.

                            Ich täte das so machen...

                            gruesse :: Michael

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                              #15
                              Nunja, Klingt irgendwie toll aber auch kompliziert. Mach mal fertig dass ich dass dann kopieren kann. Fürchte, um das einzurichten fehlen mir paar Programmierkenntnisse.

                              Nun denn, Statusupdate:

                              AMP-Module alle angeschlossen. KNX-Aktor eingebaut, Anschluss fehtl noch, beleuchteter Taster für die Frontplatte: Wo zum Teufel habe ich den hingeräumt...

                              Bilder hochladen geht grade nicht!?!


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