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Vorstellung Projekt - 2.2 Akku PA System

Alles zum Thema Mobile Akkuboxen im DIY

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Beitrag Nummer:#1  Beitrag Mo 15. Feb 2016, 17:16
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Hallo liebe Selbstbauer,

mein Projekt rund um eine leistungsfähige akkubetriebene PA Anlage ist nun vorerst abgeschlossen. Diese möchte ich nun sehr gern Euch vorstellen.

Bild

Hier habe ich mal ein kleines Video zum System erstellt: Klick!
Eine kleine Bilderübersicht findet Ihr dann hier: Klick!


Nun handelt es sich hier um einen Prototyp, welcher nun eurer Kritik ausgesetzt werden soll. Sprich mir geht es konkret um eure Meinung zum System im allgemeinen und natürlich auch zu sicherheitsrelevanten Fragen.

Aus den unten aufgeführten Fragen, ergeben sich für mich natürlich auch wieder weitere Unschlüssigkeiten. Daher liste ich diese mal hier auf:
- ich habe hier vorwiegend einfach isloierte Lautsprecherkabel verwendet. Wäre das Cordial CLS 260 besser geeignet?
- zur Verteilung der einzellnen Adern habe ich diese zusammen verdrillt, verlötet und anschließend isoliert. Wäre dafür eine Verteilung im Sinne der Nullleiterklemme besser geeignet? Bis zu welchen Strömen sind diese denn belastbar?


Um die Übersicht besser beizubehalten, würde ich die Fragen immer kurz und bündig unter diesem Satz kurz aufführen und beantworten.
(vorausgesetzt das nachträgliche editieren funktioniert überhaupt?!-->ausprobieren!)


Frage:
Du hast als Output der 12V Schiene auch die powercon genommen? Die Powercon können meines wissens nach 20A und düfen unter Last auch nicht gesteckt werden. Was ist, wenn die obere Batterioe leer ist und dann das Akkupack dazukommt. Wie hoch ist der Stromfluß?

Antwort: Es wird keine Ausgleichströme geben. Dank der Kippschalter im Steuercase gibt es nur die Zustände "interner Akku" ODER "externe Stromquelle". Einzig wenn jemand versucht das Akkupack an die Ladebuchse im Steuercase zu stecken, haben die Batterien direkten Kontakt. Hier ist die Leitung der Ladebuchse allerdings mit einer Sicherung auf 5A abgesichert.

Frage:
Ich seh auch Lautsprecherkabel als Stromkabel. Auch unschön, wenn man einmal mal einen Kurzschluß eines solchen einfachem und dünn isoliertem Kabels gesehen hat. Da fließen etliche Ampere und das Kabel verwandelt sich in "Staub".

Antwort:
Alle Batterien sind intern direkt am Pluspol mit 20A abgesichert. Einzig an dem Akkupack ist die Parallelschaltung der Batterien möglich. Hier sind ebenfalls beide mit 20A gesichert. Rechnernisch würden bei einem kurzschluss von einem Strom > 40A erst die Sicherungen auslösen. Daher habe ich am Lastkabel, sprich direkt hinter der Zuschaltung der zweiten Batterie eine zusätzliche Sicherung mit 20A verbaut.
Einzig Bauchschmerzen machen mir ebenfalls die einfach isolierten Kabel. Hier würde ich nach eurer Zustimmung sonst gern Kabel von Cordial CLS 260 verbauen. Auch was die Verteilung der einzellnen Adern angeht, wäre das sicher mit einer Nullleiterklemme besser zu lösen. Wisst Ihr mit welchem Strom diese belastbar sind?

Frage:
Bleiben die Kontakte des Kondensators weiterhin frei?

Antwort:
Nur für das Video habe ich die Abdeckung abgenommen. Ursprünglich kommt da noch eo eine runde Dose drauf.

Frage
Wie schwer sind denn die einzellnen Geräte?

Antwort:
Bass: 29,3kg
Topteil: 14,3kg
Steuercase: 34,5kg
Akkupack: 50,7kg :D

Beitrag Nummer:#2  Beitrag Di 16. Feb 2016, 15:41
hitower78 Boxenbauer

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HI
Ah da biste auch hier ;-)

Empfehlen kann ich die Stromkabel von Audisson Connection, da die extrem gute Biegeradien haben! Ich hab selbst in ein 33mm² ienen knoten reingemacht und das recht eng ;-)

Was ich wirklich überlegen würde wäre die Powerconstecker auch als Ausgang zu nehmen und nicht nur die Inputstecker. So geht die Verwechslungsgefahr!

Die neuen Powercon dürfen meine ich auch unter Last gesteckt werden!

Gruß
Daniel
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Beitrag Nummer:#3  Beitrag Di 16. Feb 2016, 18:06
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Moin :)

Also so recht verstehe ich das ganze Konzept nicht, aber gut, was ich trotzdem anmerken möchte, NIEMALS aber wirklich NIEMALS Powercon IN (Blau) für Niederspannung als Ein- oder Ausgang verwenden. Speakon oder Powercon OUT (grau) okay, .. aber das ist ja mal lebensgefährlich. Was passiert wenn man da mal versehentlich 325V drauf gib weil man das falsche powercon Kabel erwischt hat??

Die Lüfter für die carhifi Endtufen in den Cases sind vermutlich sehr überflüssig. Ich hätte die Carhifiendstufe auch mit in eines der Cases (mit dem ganzen Kabelgewühle) gesteckt um die 12V Leitungen als auch Signalleitung möglichst kurz zu halten und wäre so auch dem ganzen Problem mit der externen Stromversorgung für die Bässe aus dem weg gegangen. Das macht das ganze system robuster und gerade das muss ein portables Gerät sein. Nicht nur mechanisch robust, sondern auch robust gegen Fehlbedienung und das ist bei so vielen Schaltern und Steckern schon nicht ganz ohne.

Durch rein passive Bässe können diese so auch jederzeit anders verwendet werden.

Beitrag Nummer:#4  Beitrag Di 16. Feb 2016, 22:57
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Ich Danke bereits für eure Antworten!

@hitower/FIO

Den Hinweis zu den Powercon-Out Buchsen werde ich berücksichtigen und diese im gleich mit den Kabeln austauschen. Klar habt Ihr recht, wenn da jemand auf sinnbefreite Ideen kommt wird es feurig :)

@FIO - es freut mich sehr auch von einem professionellen Lautsprecherbauer eine Einschätzung bekommen zu haben.
Zum Konzept:
Ich wollte halt eine möglichst vielfältige mobile Beschallungsanlage haben. Daher sind die Topteile auch komplett eigenständig. Mit etwas Hilfe am EQ kann man auch am Bass ein wenig nachregeln. Es sollte klar sein das man hier dann nur noch etwa 50% der Lautstärke fahren kann. Aber für etwas Nebenbeschallung am Strand mag das gehen. Genre wie Hiphop oder Dubstep sind hier natürlich völlig fehl am Platz. Aber gerade Techhouse und die ganze andere hochkomprimierte Chartmusik funktionieren wunderbar.
Sollte der Beschallungspegel nun etwas höher gewählt werden sollen, so könnte man alt einen Bass dazu stellen. Der Clou: Dasdurch das die Endstufen (Inkl. Weiche) bereits im Case der Bässe verbaut sind, braucht man für diesen Zweck nur eine Autobatterie und das Signal von dem Topteil. Fertig!
Wird es noch größer macht dann das Steuercase + zweiter Bass und zweites Topteil Sinn.

Dein Einwand zu den rein passiven Bässen ist natürlich auch richtig. Wie gesagt es ist ein Winterprojekt, die eigentliche Entwicklung von Ideen und Verbesserungsmöglichkeiten machen wir ja gerade hier :)

Beitrag Nummer:#5  Beitrag Mi 24. Feb 2016, 01:39
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Als Antwort auf die vorhergehenden Hinweise habe ich nun die gesamte Verkabelung noch einmal überarbeitet.

Daher sind aus 4mm² nun durchgehend 6-12mm² geworden (12mm² von der Batterie bis zum Akkuwächter, danach die Unterverteilung mit 6mm²)
Weiterhin ist mir aufgefallen das zum Teil Aluminium-Kabel verwendet wurden. Das besteht nun auch aus reinem Kupfer!
Bild

Die Verteilung der einzellnen Stränge habe ich ebenfalls nicht mehr verlötet, sondern direkt an einer Kupferschiene angebracht. Die Reduktion des Widerstands und damit auch des Spannungsverlustes im Stromkreis ist damit wirklich enorm! Die Kupferschienen wurden anschließend in einer geschlossenen Plastikbox für sich abisoliert.
Bild

Unter Vollast (2x Bass/ 2x Top) brach die Spannung bei geladener Batterie von 12,7V auf 12,1V ein. Nun geht die Spannung nur noch auf 12,5V herunter!

Weiterhin wurde die Verwechslungsgefahr der blauen PowerCon Stecker angesprochen. Daher habe ich nun die grauen PowerCon (Out) verbaut.
Bild

Beitrag Nummer:#6  Beitrag Mi 24. Feb 2016, 16:23
hitower78 Boxenbauer

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Hi
Das sieht doch schonmal besser aus!

Da ich damals (so 2000-2006) viel Carhifi betrieben hab ist die 12V Verkabelung immer wichtig, da dort viel Strom fließt und jeder Volt zählt.
Auch ist es wichtig: Lieber stabile 12V als schwankende 13-12V. Also Caps und ausreichend Dimensionierte Batterein sind pflicht.

Ach ja: Hier noch ein bild von dem Kabel was ich verwendet hab:
http://www.abload.de/img/mobile.754voao.jpg

Drumherum (wegen abschürfungen) emphele ich Snakeskin / Gewebeschlauch

Grüße
Daniel

PS: Damals mussten wir für Wettbewerbe nach einer Querschnittsänderung /Verzweigung neu Untersichern, denn die Sicherung schützt das Kabel vorm Abbrennen, nicht das Gerät ;-) Da aber wohl die Hauptsicherungen relativ "tief" angesetzt sind sollte das hinhauen
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Beitrag Nummer:#7  Beitrag Do 25. Feb 2016, 11:28
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hitower78 hat geschrieben:
PS: Damals mussten wir für Wettbewerbe nach einer Querschnittsänderung /Verzweigung neu Untersichern, denn die Sicherung schützt das Kabel vorm Abbrennen, nicht das Gerät ;-) Da aber wohl die Hauptsicherungen relativ "tief" angesetzt sind sollte das hinhauen


Da kann ich mittlerweile auch ein Lied von singen. Das Problem ist das bei der 4mm² Verkabelung und dem ganzen herumgelöte auch der Gesamtwiderstand stark angestiegen ist. Dieser Widerstand reduzierte den Ladestrom am Kondensator nach dem Einschalten. Nun ist der Strom so hoch, das erst eine 40A Sicherung funktioniert. Alles darunter fliegt bei entladenen Kondensator einfach raus.
So musste ich dann auch die Verbraucher nochmal mit 20A Untersichern.

Glücklicherweise sind die Stromschwankungen bei maximaler Lautstärke nur noch einen kleinen Bruchteil so hoch, wie bei der vorhergehenden Verkabelung. So muss es sein :)

In welcher Leistungsklasse habt Ihr denn damals bei den Wettbewerben so gespielt?

Beitrag Nummer:#8  Beitrag Do 25. Feb 2016, 12:46
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I = U/R ... I ~ 1/R

Je kleiner R desto größer der Strom I. Am ende hast du nur noch den ESR des Cap und den Leitungswiderstand der Zuleitungen die den Strom im Zusammenspiel mit dem Innenwiderstand der Batterie begrenzen. Dabei kann eine Autobatterie durchaus Kurzschlussströme von 500A liefern.

Hat eine Autobatterie also einen Innenwiderstand von 0,02Ohm und der Cap einen ESR von vielleicht 0,002Ohm (1F) und das Kabel nun 0,01Ohm (1m 4mm^2 + Übergangswiderstände) haben wir einen Einschaltstrom im worst case von 13V/(0,02+0,002+0,01) = 400A. Lass die Kondensatoren mal 0,01s brauchen für einen Ladevorgang. Damit schaue man sich die Charakteristik(Kennfeld) der Sicherung an um ab zu schätzen wie sie zu dimensionieren ist.

Nach einer typischen Kennlinie is das dann auch schon eine 32A Sicherung. Problem an der Sache ist nun das eine Sicherung nicht für das Einschalten da ist, sondern um einen Fehler zu detektieren. Demnach kann es nun sein das bei einigen Fehlern so ein möglicher Brand nicht mehr verhindert wird.

BTW ein Kondensator gehört nah an den Verbraucher und nicht nah an die Batterie. So hätte man auch den Kabelwiderstand als Ladewiderstand was die Einschaltströme erheblich reduzieren würde. Der Kondensator soll ja den Spannungseinbruch am Verbraucher reduzieren, wenn dieser weit weg von der Batterie ist, und nicht den Spannungseinbruch an den Polklemmen der Batterie.

....

Davon kann ich allerdings auch ein Liedchen singen, ... Habe nun eine elektronische Einschaltstrombegrenzung aufgebaut.
In einem solchen Fall wie bei dir wäre aber eine passive durchaus eine Option.

Du wirst bei solchen Einschaltströmen auch ein Problem mit deinen Schaltern bekommen, mir ist zumindest kein gebräuchlicher Schalter bekannt
der dabei nicht früher oder später versagen wird. Ich gehe mal davon aus das du REM der Endstufen separat schaltest und einen Hauptschalter verwendest?!

Beitrag Nummer:#9  Beitrag Do 25. Feb 2016, 17:47
hitower78 Boxenbauer

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Hi
Ich hatte damals Dicke HELLA Trennschalter ausm Motorsport im Fahrzeug um die Batterien zu trennen (Werkstatt oder lange standzeiten) und auch die Capreihe (hatte zu spitzenzeiten 4 *1F im Auto für rund 2KW RMS) zu trennen. Da die eine Automatik an den Caps hatten (es gab auch welche Ohne) brauchte ich mich darum nicht kümmern.

Gruß
Daniel
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Beitrag Nummer:#10  Beitrag Mi 21. Jun 2017, 21:35
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Altes Projekt komplett zerlegt und neu zusammen gesetzt. Fertig ist das Akku-PA-System Version 3.0:

Folgendes ist es nun geworden:
Bild Bild Bild Bild

Video:Klick!

Eckdaten:
4x Beyma 8ag/n im BR Gehäuse
1x the box Speaker 12-280/8-A im Tappedhorn (Stichwort "Hottehorn")
1x Ground Zero GZUA 4125SQ Endstufe (immerhin kommt diese auf 70% Wirkungsgrad, eine Digitalendstufe war mir schlicht zu teuer dafür)
In den Cases befinden sich 3x Batterien mit jeweils 85Ah, ein Sinus-Wechselrichter, sowie diverse Steuerelektronik und Kondensatoren (Powercap) zur Stabilisierung der Impulslast. Sonst bricht bei 50% Restkapazität der Batterien die Spannung zu stark ein. Verbaut habe ich durchgehend Kabel mit 8mm² Querschnitt. Bei 4mm² brach ebenfalls die Spannung wieder zu stark ein.

Weiterhin befindet sich im Case oben noch ein MP3/USB Player, Radio und eine Line-In Buchse für externe Quellen.

Die Kiste hält insgesamt bei Vollauslastung (Musik, nicht Sinussignal!) etwa 12h durch.

Der Derbyeffekt (Varytec BAT Derby) ist ebenfalls mit einer eigenen Stromversorgung (interne Batteriepacks) bestückt.

Beitrag Nummer:#11  Beitrag Fr 23. Jun 2017, 21:37
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Das sieht doch ordentlich aus. ;)

PS: Dieses "directupload" ist ja grausam.

Gruß,
Bernd

Beitrag Nummer:#12  Beitrag Sa 24. Jun 2017, 09:55
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Der Wirkungsgrad bezieht sich auf Vollaussteuerung, ist also nicht wirklich praxisrelevant.
Viel entscheidender bei einem solchen Projekt => quiescent current.

Betreibe die Drei Autobatterien in Reihe und besorg dir irgend was in der Richtung: 3CH
Damit kannst du einen erheblichen Teil des Gewichtes einsparen.

Deine Weiche kannst du entweder mit einem entsprechende DC/DC auf 12-48V DC umbauen, bzw. einfach mal an 36V DC testen, gleiches gilt für den Effekt, dann fällt auch der Wechselrichter weg und du hast gar keine "gefährlichen" Spannungen mehr dabei als auch unnötige Verbraucher.

Die Endstufe baust du in die TML des Basses ein, dann wird ihr auch nicht all zu warm.

...

Diese Entwicklungsschritte sind mir auch noch gut in Erinnerung, mal schauen wann bei dir 4.0 kommt :)

Beitrag Nummer:#13  Beitrag Mo 26. Jun 2017, 11:41
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@Bernd_S
Danke! Welche Alternative zu directupload würdest du mir denn empfehlen?

@Fio
Es gibt noch einige Dinge die sich verbessern lassen!
Ich habe die gesamte Anlage mal an einem Schaltnetzteil betrieben und daran 180W bei Vollaussteuerung gemessen. Vollaussteuerung heist das der Bass an seine mechanischen Grenzen stößt und daran entsprechend limitiert die Topteile eingestellt werden.
Weiterhin dient der Wechselrichter nicht für den Derbyeffekt. Dieser besitzt eigene Akkus. Vielmehr soll damit die DJ-Technik versorgt werden (IPAD, Mixtour, etc.).

Weitere Verbesserungsmöglichkeiten wären daher folgende:
- Lowcut des Bass statt mit 20Hz mal mit 45Hz testen. Evtl. ließe sich dadurch sogar noch mehr Pegel heraus holen.
- Digitalendstufen für mehr Wirkungsgrad! DC/DC Wandler sind in dieser Leistungsklasse (200W - 300W) jedoch recht kostenintensiv
- das Fahrwerk für den Wagen muss etwas stabiler werden und am besten größere (Fahrrad-)Reifen drauf. Sonst wird es gerade auf der Wiese ganz schnell sehr anstrengend
- ein motorisiertes Fahrwerk wäre natürlich ideal

Also es gibt genügend Potential für Version 4.0 :-D

Beitrag Nummer:#14  Beitrag Mo 26. Jun 2017, 23:45
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@TomTo:
Ich bin mit abload.de seit vielen Jahren sehr zufrieden.


Gruß,
Bernd

Beitrag Nummer:#15  Beitrag Mo 17. Jul 2017, 23:19
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es geht in die Runde 2... :lol2:
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Beitrag Nummer:#16  Beitrag Fr 21. Jul 2017, 02:46
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@Tom To und alle anderen:
Mein Tipp zum Bildupload:
mydrive.ch!

Onlinefestplatte, bei der ihr zb verschiedene Ordner anlegen könnt, die ihr auch getrennt online stllen könnt
;)
haben wir in der Schule von nem Lehrer gelernt. geht ganz gut!
Wer Schmetterlinge lachen hört,
der weiß wie Wolken riechen!

Beitrag Nummer:#17  Beitrag Sa 5. Aug 2017, 16:58
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Ein kurzer Zwischenbericht:

Der erste Betatest unter realen Bedingungen konnte gestern Abend hinter sich gebracht werden. All in all gibt es natürlich wie immer Verbesserungspotential, jedoch bin ihc mit dem Gesamtergebnis recht zufrieden.
Hier das Gespann:
Bild

Sound und Licht funktionierten hervorragend! Nach 2h gemäßigter Lautstärke + 6h Dauerlast waren am Akku noch 12,0V zu messen. Insgesamt bin ich damit sehr zufrieden.
Der Shoprider verrichtete auch super seinen Dienst und hatte Dank des zweiten Akkupacks unterm Sitz auch nach der Fahrt an der Elbe noch genügend Reserven.

Was das Fahrwerk des Anhängers angeht muss allerdings nochmal einiges geändert werden.
Ich dachte mir erst ich bin schlau und verbaue pannensichere Reifen (PU Füllung). Hier zeigte sich das die Gummimischung auf der heißen Straße sehr warm wurde. Durch die stärker werdende Verformung der Reifen mit dem darüber liegenden Gewicht wurde dieser natürlich um so heißer und dadurch der Gummi weicher. Ein Teufelskreis! Irgendwann konnte man mit einem nach Gummi riechenden Gestank sehen wie sich der Reifen von der Felge löste und praktisch selbstständig machte. Nach einer kurzen Abkühlphase von etwa 5 Minuten auf dem Rasen war der Reifen kühl genug um etwa 500m weiterfahren zu können. Wir haben es dann dabei belassen und uns eine schöne Ecke am Radweg gesucht :)
Die Leute kommen glücklicherweise ja von ganz alleine :)

Daher werde ich wohl wieder die Luftbereifung aufziehen und ein Ersatzrad samt Montagekit unter dem Fahrwerk anbringen.

Der Motor im Heck wird auch direkt unter die Ladefläche gezogen. Das Aufschaukeln des Gespanns auf unebener Straße brachte die Räder leider häufiger zum durchdrehen, was einen enormen Verschleiß mit sich brachte. Daher werde ich diesen nicht nur unterstützend, sondern direkt tragend als Heckachse montieren. Dabei wird auch der Radabstand von Lenkung und Heck vergrößert, was die Gesamtkonstruktion zunehmend stabilisieren sollte.
Auch warem die Akkus leider ein Reinfall. Der Vorbesitzer sicherte mir zu diese erst vor einem halben Jahr nachträglich gekauft zu haben. Entweder wurden diese seit dem mehrfach Tiefentladen oder die Angabe stimmte schlicht nicht. Jedenfalls lag die Gesamtkapazität nur noch bei etwa 30%.
Ich habe hier noch ein Schlachtgerät mit 7 Monate alten 50Ah AGM Batterien. Das sollte dann locker ausreichen!


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