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Stand 06.12.2024

Lautsprecher-Projekt 10: Deckenlautsprecher

von K. Föllner
 

1. Einleitung:

Um in einer Wohnung in jedem Raum ohne Platzverlust anständigen Sound zu bekommen, sollten jeweils zwei oder evtl. vier Deckenlautsprecher an einer Stereo-Endstufe pro Zimmer betrieben werden. Der Sound soll durch je einen Raspberry-Pi erzeugt werden, wobei alle miteinander vernetzt sind. So kann auch in jedem Raum etwas anderes wiedergegeben werden. Nun ging es zuerst darum, passende Lautsprecher für den Einbau in diverse Decken zu finden. Das können abgehängte Decken mit Platten oder Gipskarton sein.

2. Treiberauswahl:

Wenn man sich auf die Suche begibt, stößt man auf viele kleine Modelle mit einem Membrandurchmesser von 8 ... 10 cm, meist haben diese einen 100-V-Trafo, um sie in einem ELA (Elektroakustische Anlage) zu betreiben. Diese sind aber meist für die Sprachwiedergabe optimiert und für den Anschluss für eine Vielzahl von Lautsprechern über größere Distanzen gedacht. Das ist für diesen Anwendungsfall aber ungeeignet. Für ordentlichen Sound sind 13 cm das absolute Minimum, besser sind 16 oder 20 cm. In diesen Größen werden oft auch Dualkonus-Breitbänder angeboten. Besonders bei der Deckenmontage, wo man oft nicht in der 0°-Achse hört, sollte aber ein Extra-Hochtöner vorhanden sein, um genügend Pegel im oberen Frequenzbereich zu erhalten.
Neben vielen günstigen Treibern, die vor allem für Geschäftsbeschallung gedacht sind, gibt es sehr teure HiFi-Systeme, die speziell für DOLBY-Atmos (registered trademark) entwickelt wurden. Diese kosten aber mal schnell 350 ... 800 EUR pro Stück. (Bose, JBL, B&W)  Zu viel Geld. Auch könnte hier der Bassbereich schwach ausgeprägt sein, da diese Surround-Lautsprecher ja immer auf einen Subwoofer oder große Frontlautsprecher vertrauen. Hier erschienen mir auch Koaxial-Systeme aus dem Car-HiFi-Bereich eine gute und trotzdem halbwegs preiswerte Alternative zu sein, da diese Lautsprecher meist als Zweiwege-System mit Grill geliefert werden. Hier gibt es neben den üblichen 16,5-cm- oder 20-cm-Körben auch ovale 6x9-Zoll (15x24 cm) Treiber als Koax- oder Triax-System. Prinzipiell haben Car-HFi-Treiber für diese Anwendung zwei Nachteile: Die Gitter samt Abdeckung sind in der Regel schwarz und nicht weiß, was sie an der hellen Decke deutlich sichtbar macht. So ist zumindest ein Umspritzen nötig. Auch haben sie immer eine Impedanz von 4 Ohm oder sogar noch weniger. Drei Ohm für bis zu 33% mehr Leistung an Autoradio-Endstufen kommen immer häufiger in Mode. Vor allem kleine, digitale Endstufenmodule wollen hier eher 8-Ohm-Chassis am Ausgang für ordentlichen Klang. Nur so kommt man auf gute Dämpfungsfaktoren.

Beim Einbau der Lautsprecher im Bad ist zusätzlich eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Wasser bzw. feuchte Luft nötig.

Was bei der Suche auch auffiel, sind die vielen fehlenden Daten von den Herstellern: Gemessene Frequenzgänge gibt es fast nur von den traditionellen Selbstbau-Herstellern wie Visaton und Monacor. Keiner der bekannten Hersteller für HiFi- oder Auto-Lautsprecher liefert eine SPL-Frequenzgangmessung, ausreichend TSP's oder gar ein Wasserfalldiagramm. Einzige Ausnahme ist hier Hertz. Gratulation! Und die Prospektangaben wie 40 Hz ... 20 kHz taugen nicht wirklich für einen Vergleich.

Anforderungen am den Lautsprecher:
- Zwei- oder 3-Wegesystem
- Membranfläche des Tieftöners 130 cm² ... 250 cm²
- Koaxial- oder Triaxial-System (Keine Einzelkomponenten)
- integriertes oder montierbares Gitter zum Schutz verfügbar
- Impedanz mind. 4 Ohm, besser 8 Ohm, maximal 12 Ohm.
- RMS-Leistung mindestens 30 W
- Kennschalldruck mind. 87 dB/1W1m (um bei 30 W mind. 105 dB im Halbraum zu erreichen)
- Lineare Auslenkung Xmax mind. +- 3 mm
- Paarpreis <= 220 EUR

Nr.
Hersteller, Typ
TT-Durchmesser (cm)
Frequenzbereich (Hz)
SPL (dB/1W1m)
Prms (W)
SPLmax (dB)
Z (Ohm) fs (Hz)
Xmax / Xmech (mm)
Paarpreis (EUR)
Bemerkung
01
Visaton FR16 WP
16
65 - 16 k*
60 - 15 k
86
60
104
4
85
? / +-3,0
50
Breitband, marine
02
Visaton DL18/2 T
17
65 - 18 k*
50 - 20 k
90
50
107
8
90
?
118
2-Wege-Koaxial
03
Canton InCeiling 463
16
45 - 30 k
87
60
105
8
?
?
350
2-Wege
04
Canton InCeiling 483
20
42 - 30 k
88
90
108
8
?
?
378
2-Wege
05
Monacor EDL-62HQ
16
75 - 18 k*
50 - 20 k
89
35
104
8
60
?
190
2-Wege
06
Magnat IC62 16
35 - 35 k
90
75
109
4-8
?
?
150
2 Hochtöner
16
Magnat IC82
20
32 - 35k
91
100
111
4-8
?
?
220
2 Hochtöner
07
Magnat ICP62
16
36 - 24 k
90
70
109
8
?
?
165
HT schwenkar, HT-Pegel einstellbar, badtauglich
08
Magnat ICP82
20
34 - 24 k
91
80
110
8
?
?
210
HT schwenkar, HT-Pegel einstellbar, badtauglich
09
Infinity REFERENCE 9632IX
16x24
46 - 20 k
94
100
114
3
?
?
160

10
Focal KIT 690AC
16x23
50 - 20 k
91,3
75
110
4
?
?
130

11
Ground Zero GZRM 165X
16,5
60 - 25 k
91
70
110
4
?
?
200
marine
?
HECO INC 2602
16
35 - 28 k
90
160
112
2x4
?
?
280
fc=3,6 kHz, 2 Hochtöner, Doppelschwingsüule

HECO INC 82 20
34 - 28 k
91
180
113
4
?
?
260
fc=3,6 kHz
12
Hertz CPX 165
16,5
55 - 22 k*
45 - 22 k
92
95
112
4
60
+-3,9 / +-6,9
139
Qts=0,55;Vas=11,8 l, Gitter optional
13
Hertz MPX 165.3 PRO
16,5
52 - 21,5 k*
45 - 21,5 k
92
100
112
4
90
+-3,0 / +-6,0
180
Qts=0,88, Vas= 4l, Gitter optional
14
Hertz SX 200 NEO
20
100 - 20 k
99,5
130
121
4
100
+- 2,7 / ?
270
marine
15
WHD UP 14/2-8
16
50 - 20 k
89
40
105
8
?
?
160


* aus gelieferten Frequenzgang abgelesen (kein Prospektwert)
.
Zum Test wurde ein Paar Magnat ICP82 bestellt und gemessen.

3. Gehäusebau

Der Hertz CPX 165 kann mit seinem Qts von 0,55 zur Not sogar in einem Bassreflex-Gehäuse betrieben werden.

Rest folgt später

4. Verstärker und Netzteil

Ziel war es, mehrere, alte Laptop-Netzteile zu nutzen, die typisch 20 V DC mit 40...100 Watt (2 ... 5 A) liefern. Die Verstärkermodule müssen mit dieser Spannung umgehen können, Standard-Car-HiFi-Endstufen (12-15V) fallen damit raus. 24V.-Car-HiFi-Typen könnten wiederum um 20 V schon in die Unterspannungsabschaltung kommen. Eine Option ist der HiFiBerry, der direkt auf den Raspberry Pi aufgesteckt werden kann. Sonst gibt es diverse Module als bestückte Leiterplatte.ohne Gehäuse.
Um bei 20 V mindestens 20 Watt zu erreichen, ist eine Brückenendstufe nötig. Um die Wärmeabgabe klein zu halten und auch kleinere Netzteile benutzen zu können, ist eine digitale Endstufe (class-D) von Vorteil. Diese haben einen hohen Wirkungsgrad von ca. 90 %. Nachteilig sind dafür eventuell klangliche Einschränkungen sowie eine geringere Haltbarkeit oder Lebensdauer.

Nr.
Hersteller, Typ
Leistung RMS (W) bei UB=20 V
Frequenzbereich (Hz)
class, Features
Preis (EUR)
Bemerkung
01
HiFiBerry Amp100
2x 40 (an 4 Ohm, < 1 % THD)
?
class-D, DAC optional
99
12 ... 30 V
02
ebay-Module basierend auf TPA3116D2
2x 23 (an 8 Ohm, 1 % THD)
2x 42 (an 4 Ohm, 1 % THD)
20 ... 20 k
class-D
25
5 ... 26 V, Rdson typ. 120 mOhm
03
ebay-Module basierend auf 2x TPA3221
2x 52 (an 4 Ohm, 10 % THD) 20 ... 20 k class-D
40
7 ... 37 V, Rdson typ. 70 mOhm
04
ebay-Module basierend auf TDA7498
2x 34 (an 8 Ohm, 10 % THD)
10 ... 20 k
class-D 30
14 ... 39 V, Rdson typ 200 mOhm
05
the t.amp TA-50
2x 17 (an 4 Ohm)
35 ... 50 k
class-D
79
24 V, inkl. Netzteil und Gehäuse

5. Messungen



Rest folgt später