Plant baselement

[solhaga]

Har haft en diskussion på detta forum om en detalj i mitt projekt (tråddiameter i en talspole) som jag egentligen redovisar på två andra forum:
en nystartad tråd på diyaudio samt en några veckor gammal på [url]hififorum.nu[/url], den senare aning ofokuserad i början.

Att jag inte har startat någon tråd om projektet, förrän nu, är att jag har varit rädd för att få kritik från proffsen på faktiskts.se.
Hur det nu än är, tar man ju alltid kritik personligt.

Men det är ju kritik/diss som som får projekten att gå framåt, inte hiss eller jasså.
(IngOehman kunde visa på ett grovt räknefel i först omnämnda tråd, där resistiviteten för aluminium hade använts istället för koppars vid beräkning av resistans.)

Så jag kastar mig ut och hoppas på massor med kritik...

Måste jobba i trädgården en stund nu, så det dröjer innan nästa post kommer från mig.
(Som kommer att vara en presentation av projektet)

Men om ni har tid över tills dess så kan ni ju alltid studera trådarna ovan.

[solhaga]

Måste jobba i trädgården en stund nu

Det började att regna!

Min tanke är så här:
Om jag nu kan få mina egengjorda "diskant"-AMT:er att gå ned till 200 Hz, borde det gå att skala upp alla dimensioner för att kunna göra en Bas-AMT.
Den blir dock en pseudo bas-AMT eller flervägs ripole om ni så vill då inte alla delar är rörliga som i en riktig AMT.

Hela högtalaren sedd från sidan, framsidan är till vänster:

Magnetsystemet är ej visat. Sidogavlarna är borttagna.

Hela högtalaren framifrån, mått i mm:


Jag har vissa designparametrar som jag "måste" hålla mig inom.

Membranstorlek:
Ugns- och tejpbredd ger en maximal storlek på membran på 140x440 mm (tejp vars gummering kan bakas för att på så sätt få en rynkad upphängning)
Visserligen så går det att skaffa bredare tejp, en 200 mm bred tejprulle skulle dock kosta 2000:-.
Kanske kan jag snacka in mig hos pizzabagaren för att kunna baka bredare membran...
Men nuvarande membranstorlek är ändå ganska behändig att arbeta med, så varför ändra?

Får fylla med mer senare (membranmaterial, talspole, magnetsystem mm), det har slutat att regna.

[Alexi]

Kul ide men diskant är så mycket enklare än bas eftersom låg dist får man genom ett så jämnt magnetfält i gapet som möjligt och desto längre gap desto svårare och lägre känslighet.
Jag förstår inte riktigt hur membranen är tänkta av vad jag kan se av bilderna ovan, hur hindrar du fasutsläckningar?

[solhaga]

Jag förstår inte riktigt hur membranen är tänkta av vad jag kan se av bilderna ovan, hur hindrar du fasutsläckningar?

Hjälper detta?

Utandning:

Inandning:

[Alexi]

Ja, smart!
Men hur klarar så tunna membran som vi pratar om tryckförändringen utan att börja vobbla?

[solhaga]

Membranet har tre lager:

Spinnakerduk för formstabilitet,
160 mm bred polyesterfilm för att kunna forma upphängning, tar samtidigt bort spinnakerdukens prasslighet samt
EPS-foam 5 mm för att förhindra uppbrytning/vobbel.



Membranet tillverkas så här:
Polyesterfilmen tejpas på spinnakerduken och sedan det hela läggs i en jigg med 3 rillor längs långsidorna.
Stålplattor trycker ner membranet i dessa rillor som efter bakning i 20 minuter/170 grader Celsius har fått den formen stabilt.
På detta limmas sedan EPS-foamen.

[Alexi]

Låter som det kommer bli väldigt tungt. Vad räknar du med för känslighet?

Kommer du inte få ett membran som blir ojämnt styvt beroende på riktning? Eftersom du inte kör med symmetri i materialen.

Väldigt kul och extremt ambitiöst projekt!

[solhaga]

Låter som det kommer bli väldigt tungt.

Min strävan är att få membranet så lätt som möjligt, bland annat för att upphängningen skall klara av vikten utan att sagga.
Vad är det du anser bli tungt utifrån beskrivningen så här långt?
Det enda jag har att arbeta med är väl förstyvningen, EPS-foamen borde vara tillräckligt lätt?
(Spolstomme och spole tillkommer dock med cirka 20 gram och även luftladdningen.)

Vad räknar du med för känslighet?

Normala TS-beräkningar gäller ju inte i detta fall, men Bl verkar hamna runt 20 Tm om jag väljer att göra element på 8 ohm.
Sd per element blir 14x44 = 616 kvadratcentimeter.
Med ett linjärt Xmax på 4 mm (om nu upphängningen klarar det) fås då ett Vd på 0,4 x 616 = 246 kubikcentimeter.

Kommer du inte få ett membran som blir ojämnt styvt beroende på riktning? Eftersom du inte kör med symmetri i materialen.

Fick fundera en stund på din kommentar... Mycket bra synpunkt!
Så om man tar tejp/duk/förstyvning/duk/tejp?
Infästningen blir visserligen dubbel, men det öppnar kanske upp för en annan typ av upphängning.

Väldigt kul och extremt ambitiöst projekt!

Tack! Och tack för återkopplingen, Alexi. Det startade många tankar.

[Nattlorden]

Är det något liknande Tymphanys LAT-basar du vill åstadkomma?

[solhaga]

Ja, det verkar ju vara en liknande princip.
Har du några intryck av dom?

[Nattlorden]

Ja, det verkar ju vara en liknande princip.
Har du några intryck av dom?

Aldrig sett/hört IRL.

[Alexi]

Hur stort blir magnetgapet? 20Tm låter mycket. Har du någon fin FEMM bild över motorn?

[solhaga]

Här är en ideal motor. I verkligheten blir den gjord av fyra stycken 40x5 mm plattstänger per magnetrad, varje magnetrad har 10 st 40x20x10 N42-magneter.



Magnetgapet är 4 mm. De gula/blå är talspoleform/talspole.
De sektioner som är Air under magneten var tänkt som en aluminiumvagga för motorn.
Jag kommer nog att i stället låta järnet fortsätta utanför motorn för montering i gavlarna.

Detta kommer att väga!
Åtta plattstänger á 790 gram plus 20 magneter á 61 gram blir drygt 7,5 kg per motor. Och då skall det vara åtta stycken motorer per högtalare!

[solhaga]

Ovanstående motor simulerad:

[solhaga]

Skiss på talspole:



Som synes hamnar en del av lindningen utanför flödet (2x60 mm). Ledare i flödet blir 2x400 mm, så det blir 15% i förlust.
Tror dock att det skulle bli trickigt rent byggmässigt att försöka utnyttja kortsidorna också.

[Alexi]

Kan du göra en in-zoomad bild vid gapet? Ser väldigt jämt och fint ut, blir den inte ens mättad i kanterna?
Du får bygga en rejäl rigg för att få dit magneten. Kurvan ser ut att visa 0,92Tm?

[solhaga]

Ett första försök till att baka ett membran med två olika varianter av upphängning/fjädring:



3x10 mm veck från sidan:


1x10 mm veck från sidan:


Tveksamt om något av dessa är tillräckligt styvt för att bära membranet.

[solhaga]

Kan du göra en in-zoomad bild vid gapet?

Absolut (ni andra får väl blunda):

Ser väldigt jämt och fint ut, blir den inte ens mättad i kanterna?

Det tog några timmar att simulera fram detta, ja.

Du får bygga en rejäl rigg för att få dit magneten.

Det är inte första gången jag bygger dylika tingestar. Den här gången skall jag, till skillnad från att använda epoxylim, ha spännskruvar genom plattjärnen mellan varje magnet.
Det är ju såpass lång väg upp till gapet så jag tror inte det spelar någon roll för flödet där om det är 4 eller 5 mm mellan magneterna. Får se till att använda omagnetiska skruvar och muttrar bara.

Kurvan ser ut att visa 0,92Tm?

Som sagt, detta är en ideal motor. När jag bygger den med plattjärn, den högra nedan, får jag bara 0,8 T.

Jag har försökt bifoga källkoden till denna simulering.

Närbild av verklig motor:


B.n-fältet från verklig motor:

[paa]

Jag förstår inte riktigt hur membranen är tänkta av vad jag kan se av bilderna ovan, hur hindrar du fasutsläckningar?

Hjälper detta?

Utandning:

Så här skriver Linkwitz om utförandet av basbaffeln på sin senaste högtalare:
"The two SEAS woofer drivers are housed in a V-frame baffle, which exhibits reduced resonance above the operating range of the woofer ..."
Så här ser hans V-baffel ut från fram- och baksidan:

[solhaga]

Absolut.
Antar att man med en V-konfiguration inte laddar lika mycket luft=massa med högre fs som följd.
Sedan vänder väl Linkwitz på ena elementet för att få ned andratonsdistorsionen samt för att reducera vibrationer.

Bas-AMT:en blir uppbyggd av modulära element, så det kan enkelt bli en V-konfiguration i slutändan.

[IngOehman]

Mina Z-moduler bygger ju på lite liknande principer, även om de arbetar mot en låda och inte i öppen baffel.

Och när jag ser Linkwitz V-frame-baffel så erinrar jag mig ett experiment jag gjorde för en massa år sedan, som
om något antydde att man kanske borde göra precis tvärtom, men bara lite...

Kryptiskt, det förstår jag, men jag skall förklara noggrannare.

Om man tar två element (eller något annat jämnt antal) och sätter dem med gemensam axel, ovanför varandra
arbetande således att ett elements membran rör sig uppåt när det andra rör sig nedåt, och öppnar mellan dem
framåt, och ovan och under bakåt, så får man kraftsymmetri och vibrationerna som vill sprida sig i konstruktionen
blir nära noll.

Det verkar ju bra.

Vrider man elementen lite således att öppningen framåt mellan elementen (som i Linkwitz konstruktion) får se
mera av elementens areor, så får man tillbaka reaktionskrafter, sisådär 0,7 gånger dem som är tillstädes när ele-
menten är monterade på konventionellt sätt i en plan baffel.

MEN - verkningsgraden för en högtalare är inte riktigt noll, utan någon procent av den energi som matas in är
ju åtrvinningsbar i form av ljud! Och detta tack vara att det inte bara är membranmassorna som rör sig och som
potentiellt skapar reaktionskrafter som skakar lådan på oönskade sätt. Och detta för med sig att man faktiskt får
raektionskrafter även från konfigurationer där membranrörelserna är 180 grader mot varandra. Nämligen de som
beror på att man accelererar luft också, i riktning mot och från lyssnaren.

Detta kan man faktiskt kompensera genom att vinkla elementen (membranen) lite åt "fel håll"!

Jag kontemplerade detta när jag jobbade med Z-modulerna, men då rörliga massan för elementen är så relativt
stor (även om de har låg rörlig massa jämfört med många andra element) jämfört med luftens, så hade en perfekt
kompensation betytt en justering på membranvinklingen av pyttedignitet. Inte värt besväret, tyckte jag. Då.

För en konstruktion med så mycket större membran kan dock luftrörelserna komma in med mycket större relativ
massakomponent, så det kan vara värt besväret att i varje fall överväga en liten motkompensation.


Vh, iö

[solhaga]

För en konstruktion med så mycket större membran kan dock luftrörelserna komma in med mycket större relativ
massakomponent, så det kan vara värt besväret att i varje fall överväga en liten motkompensation.

Precis, jag är öppen (sorry) för att pröva andra vinklar och hoppas min konstruktion blir så modulär att jag lätt kan testa dessa.
Det bör bara vara i princip en fråga om att ändra högtalarens gavlar.

Någon som har förslag på något membranmaterial? Vanlig dammduk är exempelvis för grov.
Som förstyvning av detta membran har jag som sagt tänkt mig 5 mm foamboard (kapaskiva).

[IngOehman]

Om jag förstått konstruktionen rätt så kommer inte membranet att drivas över hela sin yta, utan bara där
"talspolen" (tallängan borde det kanske heta här?) ansluter mekaniskt.

Det betyder att membranet inte kan vara mjukt och sladdring, utan behöver vara styvt, och möjligen även
väldämpat, men det är inte viktigt om övre gränsfrekvensen begränsas till en avsevärt mycket lägre frekvens
än resonansfrekvensen för missbeteendet hos en odämpad struktur.


Spontant så tänker jag mig två sätt att lösa det:

1. Välj ett intrinsiskt superstyvt material,

2. Välj en konstruktion med förstyvande form.


Förstnämnda kan vara en rektangulär skiva av kolfiber. Sistnämnda kan vara ett membran som är svagt böjt
vid tallänga-infästningen och som har tvärgående förstyvningar:




En annan fråga som jag har är om du har övervägt att göra tallängan av en enda kopparfolie (istället för många
parallellkoplade trådar av AWG 30), och att serekoppla dem alla och sen mata det hela via en trafo? Poängen är
att det inte behövs några förtyngande strukturer då och att du får maximalt energiutnyttjande (så mycket koppar
som möjligt i spalten), men å andra sidan finns det ju nackdelar också.


Vh, iö

[solhaga]

Om jag förstått konstruktionen rätt så kommer inte membranet att drivas över hela sin yta, utan bara där
"talspolen" (tallängan borde det kanske heta här?) ansluter mekaniskt.

Nu blev ju det en krosspostning här med någon minuts mellanrum. Jag använder alltså en foamboard/kapaskiva som förstyvning, eller rättare sagt en halv (150x420 mm). Den väger 35 gram.

En annan fråga som jag har är om du har övervägt att göra tallängan av en enda kopparfolie och att serekoppla dem alla och sen mata det hela via en trafo? Poängen är
att det inte behövs några förtyngande strukturer då och att du får maximalt energiutnyttjande

Ja, en enda ledare har jag övervägt. Tror att det blir för mycket förluster/spänningsfall i de delar av kretsen som inte är i magnetgapet.
Hur grov måste inte kabeln vara mellan elementen vara?

Poängen är att det inte behövs några förtyngande strukturer då

Har ligger mitt största designproblem. Kapaskivan väger 35 gram, talspolstommen väger 34 gram och tråden 10 gram.
Till detta tillkommer membranet 5-10 gram. Sammanlagt kanske 90 gram.
Nu kan jag kanske karva lite ur skivan och talspolestommen för att få ned vikten men det kan ju bli lite kladdigt.
Upphängningen måste alltså klara denna tyngd utan att sagga och utan att det blir asymmetriskt belastning.
Men upphängningen som denna tyngd skall fördelas på är hela 920 mm...
Här måste jag nog göra fullskaleprov av min spinnakerduk/polyestertejpkombination.

Kom gärna med massor med förslag på membran!

En tunn gummiduk? En rostig spik?

istället för många parallellkoplade trådar av AWG 30

Varje talspole kommer att ha så många varv AWG30 så att resistansen blir 8 ohm, dvs 23 varv.
Eller så förstod jag inte...

Jag skulle kunna ha färre eller fler varv, dvs 1 ohm till 16 eller 32, vad varje förstärkare sedan får driva beror ju på hur man parallell- eller seriekopplar elementen.
Men med 8 ohm har jag möjlighet att använda dom som singel- eller dubbelelement i eventuellt någon annan högtalare om det nu skulle visa sig att detta koncept inte skulle hålla hela vägen ut.

Jag avser förresten att parallellkoppla ett par för att drivas av en GC i just den avsedda applikationen Pseudo Bas-AMT.
Det blir alltså fyra GC per högtalare.

"så mycket koppar som möjligt i spalten"

Jag föredrar nog en underhängd motor eftersom jag har så djupt magnetgap (10 mm).
Eller så förstod jag inte igen...


Tack förresten så mycket för dina genomlysningar, iö. Jag uppskattar dom mycket.
Faktum är jag själv kommer på nya lösningar i det att jag svarar dig (och uppenbarligen då också mig själv)

[njoak]

Angående det där med membranvikt och saggande upphängning, kan det inte göra mycket bara att ha membranen vertikalt istället för horisontellt? Särskilt så att kortsidorna pekar uppåt och nedåt, så att säga. Tyngdkraften från membranen riktas då längs med långsidornas upphängning...

[Alexi]

En annan fråga som jag har är om du har övervägt att göra tallängan av en enda kopparfolie och att serekoppla dem alla och sen mata det hela via en trafo? Poängen är
att det inte behövs några förtyngande strukturer då och att du får maximalt energiutnyttjande

Ja, en enda ledare har jag övervägt. Tror att det blir för mycket förluster/spänningsfall i de delar av kretsen som inte är i magnetgapet.
Hur grov måste inte kabeln vara mellan elementen vara?

Litzkabel?

[solhaga]

@njoak: Absolut. Men då får man problemet att membranet kan hänga ut i nederkant, så jag övergav den tanken.
Men jag får nog omvärdera det, man måste återbesöka gamla idéer hela tiden; rätt som det är kan gamla förkastade alternativ blir den bästa.

I så fall skulle denna:

kunna delas på hälften, de två delarna vridas 90 grader och ställas på varandra igen.
Även här skulle man kunna öppna upp i en "Linkwitz-vinkel".

Skall göra lite försök med en dummy talspole...

[solhaga]

Litzkabel?

Kan man använda sig av en sådan vid dessa låga frekvenser, skineffekten är väl knappast signifikant?

[njoak]

@njoak: Absolut. Men då får man problemet att membranet kan hänga ut i nederkant, så jag övergav den tanken.

Blir nog onödigt krångligt, men man kanske kunde tänka sig en symmetrisk design (åtminstone nästan), med membran på båda sidor om en motoranordning?

Edit: Eller omvänt då förstås, med motor på båda sidor av membranet...

[solhaga]

Blir nog onödigt krångligt, men man kanske kunde tänka sig en symmetrisk design (åtminstone nästan), med membran på båda sidor om en motoranordning?

Då är det en massa gängstänger i vägen, åtminstone så som jag tänker mig motorn.
Men det borde nog gå att få ett lodrätt membran att inte "sagga ut" på ett enklare sätt.
En längre men hårdare/stummare upphängning uppe och nere exempelvis.
Man skulle till och med kunna ha riktiga fjädrar med någon vibrationsdämpande inuti.
Eller en bit resårband.

Betänk att det skall ju också fungera ner till 20 Hz och med en Xmax om +/- 4 mm!