Konzept:
Ziel:
Ich will hier
keine so genannte „High end - Anlage“ konzipieren. Mehr soll sie einen guten Kompromiss aus Aufwand und Ergebnis darstellen. Auch soll der Kofferraum keine gravierenden Platzeinbußen hinnehmen müssen. Und wenn das Ganze dann noch gut aussieht, wie es auch klingt – umso besser. Zum Anfang also folgendes:
- Optimierung Stromversorgung
- Einbau und Dimensionierung Powercaps
- Einbau einer Verstärkeranlage
- Bedämmen von bewegten Flächen
- Klangtuning der 6 x 9 Zoll Lautsprecher hinten
- Subwoofergehäusebau für die hintere Seitentasche aus GFK/Birke Multiplex
- Polsterung der neuen Einbauteile mit Kunstleder
Die letzten 2 Punkte sind absolutes Neuland für mich und da freu ich mich ganz besonders auf die eine oder andere Bastelstunde.
Zur Nachvollziehbarkeit meiner Überlegungen, gehe ich auf einzelne Themen ziemlich genau ein. Fragen oder Anregungen – Stets gerne, als Mail, PN oder im HiFi-Thread
Bauteile in der Planungsphase:
- Headunit (Alpine) Werksnavi (2006)er
- Verstärker Alpine MRV-T 500
- Verstärker Alpine MRV-F 400 (Nutzung des Hochpegel IN und Vorverstärker OUT)
- Lautsprecher hinten: (Erstmal) die bereits eingebauten Focal 6x9
- Subwoofer: Helix E250
- Hifonics Cap 1000 D
- Sicherungshalter, Masseblöcke, Batterieklemmen etc.
- Passende Kabelschuhe, Ringösen, und Verbinderkleinteile
Eine genaue finale Aufstellung folgt am Ende des Workshops.
Wie verlege ich Stromkabel von der Batterie in den Innenraum für eine externe Endstufe und was muss ich dabei beachten?Zunächst muss man entscheiden, wie dick das Kabel dimensioniert sein sollte. Bei den Stromkabeln zählt folgender Grundsatz: Je größer der Kupfer-Querschnitt, desto besser. Kleine Querschnitte haben den Nachteil, einen großen Innenwiderstand zu haben, was wiederum zu hohem Spannungsabfall führt. Soll heißen, dass unter Belastung die 13.8Volt, welche an der Lichtmaschine anliegen, nicht an der Endstufe ankommen.
Außerdem könnte es ja sein, dass man auch mal leistungstechnisch aufrüsten möchte. Und dann freut man sich, wenn schon eine ausreichende Strippe liegt. Ich habe mich für die Verwendung eines 25mm ² Kabels entschieden
Nach 30 cm muss in dem Kabel eine Sicherung vorhanden sein, die NICHT die Endstufe, sondern das Kabel im Falle einen Kurzschlusses zur Karosserie absichert. Der Sicherungswert ergibt sich aus der maximalen Stromaufnahme der Endstufen. Vereinfacht: Summe aller Sicherungen der verbauten Endstufen.
Damit ist auch der Fall eines Kabelbrandes dann weitestgehend gebannt – Sicher ist sicher.
Zentraler Massepunkt/Massekabel: Das Massekabel sollte mindestens so dick wie das Stromkabel dimensioniert werden. Ein solider Massepunkt an der blanken Karosserie ist hier Pflicht. Der Strom, der über die Karosserie nach hinten zur Batterie geleitet wird, muss auch wieder abgeleitet werden. Ebenso sollte der Massepunkt auch solide ausgeführt sein. Dieser zentrale Massepunkt sollte auf jeden Fall mit mind. 2-3 Schweißpunkten mit der Karosserie verbunden sein. Wenn man sich vorstellt, was ein Schweißpunkt für eine Fläche an mm² hat, wäre jedes Kabel von Daumendicke eine teure Lachnummer. Ich empfehle einen neuen Masseblock am Minuspol der Batterie. Dabei werden nur massive Batterieklemmen verwendet. Die vergoldeten haben den Vorteil des geringeren Übergangswiderstand und der Korrosionsfreiheit. Dann wird auch ein neues Kabel an den bestehenden zentralen Massepunkt gelegt. Die Anlage bekommt nun eine eigene separate Masseleitung. Querschnitt sollte der Gleiche sein, wie bei dem Pluskabel.
Stromleitungen: Die Stromleitungen sollten so kurz wie möglich ausgeführt werden. Kurze Kabelwege sparen nicht nur Geld, es sieht auch sauberer aus und mindert die Verlustleistung. Doch bei der Längenbemessung bedenken, dass die Kabel nachher absolut spannungsfrei verlegt sind. Kabeldurchführungen sollten durch entsprechende Bauteile (sehen aus, wie klitzekleine Bassreflexrohre) oder spezielle Knickschutztüllen geschützt bzw. ausgeführt werden. Manche gehen hin, und verwenden direkt Leerrohre.
Werden Verstärker mit einer Gesamtleistung von mehr als 2 kW geplant, sollte man eventuell auch über eine Zusatzbatterie nachdenken. Im Touring ist bei mir der Platz nicht so üppig – daher kommt so was bei mir nicht in Frage…Dann sollte man aber auch das Ladekabel von der Lichtmaschine zur Batterie verstärken. Man bedenke: Alles, was werksmäßig eingebaut ist, dient zur Versorgung der Serienelektronik. Kein Autohersteller hat je an Anlagen jenseits der 1000 Watt mit DVD-Player etc. gedacht. Für meine Fähigkeiten muss ich mich hier zurücknehmen, das wäre dann ein Fall für den freundlichen Mechatroniker.
Verlegung: Ersetzen des Serienmassekabels zum zentralen Massepunktes. Kabelschuhe mit M6 Gewinde und 35mm² Kabel – kostet kaum was und (sicher ist sicher) bestimmt mehr als ausreichend. Dann folgt die 25 mm² Leitung zu meinem nächsten Punkt dem Kondensator (Powercap). Um Brummschleifen zu vermeiden sollte man auch zur Headunit ein neues Kabel verlegen. Hier reichen aber dünne Strippen. Wenn mich der Koller diesbezüglich überkommt, oder eine Masse- (Brumm-) schleife aufkommt, werden 6mm² Kabel nach vorne verlegt. Doch das kommt nur im Notfall.
Was ist ein Kondensator, was macht der, wie wird er verbaut und brauche ich einen?In der Literatur und den Katalogen findet man viele Bezeichnungen für einen Kondensator (Elko): Im englischen wird er gerne auch als (Power-)Cap (von „Capacitor“) Man unterscheidet polare und bipolare Kondensatoren. Da wie uns hier jedoch mit Gleichstrom beschäftigen, interessiert uns der bipolare hier erstmal nicht. Die bipolaren finden wir z.B. in einer Frequenzweiche. Einen Kondensator kennt man vielleicht noch aus dem Elektronikbaukasten. Ein Kondensator ist ein Speichermedium für Strom. Der Strom wird in einer Folie gespeichert. Ich stelle mir das immer wie eine statische Aufladung vor. Aufgrund der Bauform ist der Kondensator in der Lage, innerhalb kürzester Zeit sehr hohe Ströme abzugeben. Ähnlich wie eine Batterie, nur viel schneller. Dennoch kann man ihn nicht mit einer Batterie vergleichen. Eine Batterie speichert dauerhaft, gibt den Strom nur „träge“ ab, ist ein Kondensator hingegen flott und hat sich je nach Größe (Kapazität) nach zwischen 5 min und 3 Stunden selbst entladen.
Sinn eines Kondensators: Die leistungshungrigen Endstufen brauchen, um gut klingen zu können, eine möglichst gleich bleibende Spannung. Nach einer so genannten „Bassattacke“ kann es wegen der Trägheit der Batterie schnell zu Spannnungsschwankungnen kommen. Hier greift das Konzept des Kondensators ein und gibt innerhalb von Millisekunden den dann nötigen Strom wieder ab. Der Klang bleibt stabil. Endlos ist dieses aber auch nicht. Bei lang anhaltenden Testtönen sackt dann auch hier die Spannung zusammen. Testsignale hört man ja im Tagesgeschehen ehr seltener. Sollte das nun dennoch erforderlich sein, bleibt nur der Griff zur Zweitbatterie.
Größe des Kondensators: Die Größe eines Kondensators wird in Farad bemessen. Man spricht davon, dass man je 100 Watt 0,1 Farad bemessen sollte. Jetzt stellte ich mir die Frage: „Was für Watt“ Bezeichnungen gibt es ja eine Menge. RMS, Sinus oder Musik? Ich bin bei der Bemessung des Kondensators über den Maximalwert gegangen. Die maximale Leistungsaufnahme habe ich aus der Werkssicherung am Verstärker abgeleitet. Bei den analogen Alpine Endstufen sind das im Beispiel a) 30 A. Die Formel lautet:
P (Leistung)= U Spannung x I (Stromstärke A)
Ich lege bei diesen Berechnungen die Maximalspannung von 14,4 Volt zugrunde.
P (Leistung)= 14,4 x 30 = 360 Watt
Hier kommt der Klumpfuss der analogen Endstufen: Die Effizienz. Bei analogen Endstufen wird ein Großteil der Leistung in Wärme verwandelt. Daher kommen bei meiner Endstufe am Ende auch nur 2 x 50 Watt (Sinus/4 Ohm) an, der Rest ist Standheizung.
Pro angefangene 1000 Watt Leistung soll man mit 1 Farad die Spannung puffern. Bei mehr als 1000 Watt sollte man dann aber jeder Endstufe seinen eigenen Kondensator gönnen. Es gibt zwar auch 2 F und größere, die sind aber Aufgrund ihrer Bauart wiederum träger, daher nicht uneingeschränkt zu empfehlen. Jetzt nicht hingehen und zwei parallel schalten! Bei diesem hehren Vorhaben summiert sich zwar die Kapazität, halbiert sich aber die Spannungsbelastbarkeit! Mittlerweile gibt es auch Hybridmodelle, diese haben das Problem der Geschwindigkeit bei hohen Faradwerten kompensiert, kosten aber auch dementsprechend…
Einbau: Vorsichtshinweis: Der Umgang mit Kondensatoren ist nicht ungefährlich! Genau an die Einbauanleitung halten und bei Unschlüssigkeit lieber einen Profi ranlassen!Eingebaut wird ein Cap mit Schutzelektronik, welche die Ladung steuert und bei Verpolung vor Unfällen schützt, indem er parallel zur Batterie angeschlossen wird. Soll heißen: Der Kondensator wird mit der Plusklemme an das Pluskabel zwischen Batterie und Endstufe angeschlossen und mit dem Massekabel zwischen Endstufenmasse und Karosserie.
Zum Entladen entweder eine 12 Volt Birne mit zwei Polen zwischen die Pole des Kondensators halten (vorher natürlich die Sicherung der Anlage an der Batterie entfernen, sonst wird’s draußen dunkel und die Birne leuchtet immer noch). Die 12 Volt Birne zieht den Kondensator leer. Dann kann man ihn gefahrlos ausbauen. Bedenke: Stets noch mal einen Blick in die Gebrauchsanweisung!
Ich empfehle nur einen neuen Kondensator. Man weiß nie, wie der Vorbesitzer den Cap behandelt hat. Verbeulte oder gestürzte Caps sollten ersetzt oder gar nicht erst verbaut werden. Je nach Hersteller hat ein Kondensator eine durchschnittliche Lebensdauer von ca. 5 Jahren. Die Füße des Kondensators sollten noch mit Gummi oder Silikon gefedert werden. Auch das erhöht nochmals die Lebensdauer. Ein alter oder defekter Kondensator hat übrigens genau den gegenteiligen Effekt zur Folge: Er bremst mehr den Strom, als das er ihn "beschleunigt". Also, so verbauen, dass man ihn ggf. auch mal ersetzen kann.
Ein Kondensator kann bei Falschbehandlung platzen. Dann sieht’s im Touring aus, als wäre da ein Paket Pampers explodiert…
Einbau: Je länger der Kabelweg (siehe Innenwiderstand des Kabels), desto geringer die Effizienz des Kondensators an der Endstufe. Geringer als 30 cm bis zur Endstufe gilt als optimal, länger als 50 cm bringt der Kondensator gerade mal gar nichts mehr. Daher so kurz wie möglich an die zu puffernde Endstufe.
Kabel zur Endstufe: Nachdem die Verkabelung des Powercaps abgeschlossen ist, werden die Endstufen mit den gleichen 25mm² angeschlossen. Auch hier werden die vergoldeten Kabelschuhe verwendet. Die Kabel werden zuerst mit Adernendhülsen versehen und dann sorgfältig „vercrimpt“. Die Verluste sollen somit minimiert werden. Habe mir überlegt, die Enden der Adern noch zusätzlich zu versilbern, aber dann doch verworfen.
Kabel zu den Lautsprechern: Bekanntlich fließt durch Lautsprecherkabel Wechselstrom. Hier sind die Leitungsverluste nicht so gravierend, wie bei den Stromversorgungskabeln. Doch ist auch hier der Herr Ohm nicht zu vergessen – d.h. ohne dicke Kabel läuft nix. Auch für diese Kabel gilt, je feiner der einzelne Draht im Kabel. Desto weniger Verlust. (Die richtig guten Kabel fühlen sich wie Watte am Finger an. Doch die kleinen, manchmal nur wenige mm langen, Litzen-Abschnitte können ganz fies im Finger „pieken“). Auf jeden Fall sollten hier OFC-(oxygene-free-copper/sauerstoffreies Kupfer) Kabel zum Zuge kommen. Nächste Stufe wären dann versilberte oder geflochtene Kabel – oder alles zusammen … Nach oben gibt es keine Grenzen… wie immer.
Folgendes ist bei der Verlegung von den Endstufen zu dem Lautsprecher zu beachten: Strom- und Lautsprecherkabel sollten sich bestenfalls nie begegnen. Jedes Kabel baut ein magnetisches Feld auf (Induktion). Da die LS Kabel da sich Störungen abholen, besser also vermeiden!
Ich habe mich in meinem Projekt für folgendes entschieden: Zu den „Sateliten“, den 6“ x 9“ verdrilltes Kabel, 2 x 2,5mm² mit versilbertem OFC Kupfer (Twisted Candy). Zum Subwoofer kommen 2 x 4,2mm² Lautsprecherkabel (Silverado).
Dämmung der Blechteile: Warum? Wer kennt sie nicht, die Golf 2, welche man wummernd durch die Strassen kommen hört, lange noch bevor man sie sieht? Was passiert? Die verbauten Lautsprecher versetzen die Blechflächen in Schwingungen. Nicht gerade wünschenswert. Jetzt denke ich mal nicht vornehmlich an die lieben Mitmenschen, sondern an die Qualität des zu Hörenden. Hier wieder ein kleiner Physikexkurs: Die Membran schwingt und bewegt die Luft. Die bewegte Luft stößt gegen die blecherne Außenhaut und versetzt diese dadurch in Schwingung. Durch diese Schwingungen werden Frequenzen oder Frequenzbereiche ganz oder teilweise eliminiert. Was natürlich zu hören ist. Nicht umsonst gehen Entwickler her und bauen schwingungsfreie Gehäuse auf dem Homesektor, z.B. aus Beton oder Marmor. Akustikspezialisten können sogar die Resonanzfrequenz bestimmen und durch gezielte Beeinflussung der KFZ Außenhaut die Defizite der Lautsprecher teilweise entschärfen – das ist aber eine Spur zu hoch für mich…
Auch sollte nicht vergessen werden, dass die in den Endstufen entstandene Energie nun im Blech „verraucht“. Also müssten Speaker und Amp mehr arbeiten um das gleiche Ergebnis wie bei einem beruhigten Gehäuse zu erzielen.
Zur klanglichen Planbarkeit sollte man also die Gehäusewände, bei uns die größeren Blechteile, beruhigen. Dies bewerkstellige ich durch das Aufkleben von Bitumenmatten. Diese Matten erhöhen einfach nur die Masse. Hier gilt mal wieder, viel hilft viel. Ganz krasse Zeitgenossen gehen hin und dämmen auch die Dachfläche … ich nicht. Türen vielleicht später. Bei den Türen muss ein Spagat her. Auf der einen Seite eine Beruhigung der Türbleche, auf der anderen Seite darf man hier nicht zuviel Masse hineinbringen. Schlimmstenfalls hängen die Türen durch, was dann wieder anderen
verspricht. Hier und heute ist nur erstmal Achtern aktiv…
Vorbereitung Untergrund: Der Untergrund muss wieder frei sein von allem Möglichem: Fett, Silikon, Staub, Wasser … das Übliche. Dies lässt sich sehr gut mit Spiritus bewerkstelligen. An die gute Durchlüftung bitte denken, sonst wird’s bald lustig.
Verarbeitung Bitumenmatten: Bitumenmatten sind einseitig mit einer Kleberschicht versehen. Diese ist mit einer Schutzfolie abgedeckt. Zuerst wird eine Matte zugeschnitten, dann mittels eines Hartgummirollers blasenfrei angedrückt. Dabei wird die Abziehfolie Stück um Stück entfernt und mit dem Roller nachgegangen. Wie beim Tapezieren. Klingt erstmal vielleicht kompliziert, klappt aber später ganz schnell.
Ich überlege derzeit noch, ob die Kunststoff Innenverkleidung auch noch bedämmt wird, bin mir aber da noch nicht sicher. Auf jeden fall weiß ich, dass die Übergänge, welche teilweise nur gesteckt oder nur mit einer Schraube fixiert sind, mit einer ganz dünnen Gummilippe zu dichten. Sonst vibriert es unter Umständen ganz fies.
