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Lauter 15er BR-Sub

[Projekt]
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[Projekt] Lauter 15er BR-Sub

Beitrag Nummer:#1  Beitrag So 8. Mai 2016, 22:50
ad undas Lagerputzer

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Hallo zusammen,

ich versuche jetzt seit einiger Zeit einen neuen Sub zu entwickeln. Da ich aber nach den letzten Zwischenergebnissen etwas ratlos bin, wie das Ganze weitergehen soll würde ich hier gerne den aktuellen Stand des Projekts präsentieren und zur Diskussion stellen.
Gestartet bin ich mit folgenden Anforderungen:
    - Es soll ein 15er rein.
    - Das Ganze soll laut sein. Ziel sind 100dB@2,83V/1m (2pi). Standard-BR kann man dann fast schon vergessen. Oft liest man, dass bei BR mit trichterförmigem Post etwa +3dB drin sind, das würde dann reichen. Daher habe ich mich für diese Bauweise entschieden. Als Chassis habe ich mich für den BMS 15S430v2 entschieden.
    - Der Sub wird natürlich etwas größer als die BR-Variante. Soll aber keine Telefonzelle werden, Ziel sind etwa 200l mit allem (Außenmaße).
    - Zu viel Tiefgang würde sich jetzt leider mit den anderen Zielen beißen. 45Hz(-3dB) sollten aber single schon noch drin sein. Ums aber gleich vorwegzunehmen, das hab ich bis jetzt nicht erreicht.

Der erste Prototyp war dann leider eine mittlere Katastrophe. Pegel hat in etwa gestimmt, aber der Längsresonanz im Port (die prinzipbedingt am oberen Ende des Übertragungsbands liegt) war aktiv kaum beizukommen und der Frequenzgang ist nach unten hin abgefallen.
Der zweite (aktuelle) Prototyp sollte das beseitigen. Dazu wurden Rückkammer und Halsfläche des Ports vergrößert und die Portführung umgestaltet. Damit habe ich dann aber das erste Ziel schon gerissen, Gesamtvolumen ist jetzt 220l.
So sieht das Ding aktuell aus:
Bild

Da das Wetter langsam wieder taugt konnte ich am Wochenende ein paar Messungen machen. Die Pegelmessungen sind groundplane-Messungen mit pink noise in 1m Abstand bei etwa 50W. Mikro ist kalibriert und wenn ich mich bei den Verstärkungsfaktoren nicht verrechnet habe sollte der Pegel korrekt sein.
Hier sind die Ergebnisse:
Bild
Bild
Bild

Tuning ist jetzt bei 47Hz gelandet. Der ursprüngliche Prototyp lag bei 45Hz und das wollte ich eigentlich beibehalten. Der Frequenzgang sieht jetzt aber etwa so aus wie gewollt, nur die Grenzfrequenz ist höher. Sollte 45Hz sein und ist ebenfalls bei 47Hz. Man erkennt auch noch ein paar unschöne Gehäuseresonanzen, aber der Prototyp enthält noch keine einzige Versteifung, also war das klar.
Nach diesen nicht ganz idealen Ergebnissen hab ich aber trotzdem noch nen Hörtest gemacht. EQ bei 135Hz -6dB q=2.2 beseitigt den Anstieg nach oben, dann lässt sich bei 115Hz noch gut trennen. Um es kurz zu machen: laut, trockener als erwartet, kickt gut, aber es fehlt Tiefgang. Auf der Tuningfrequenz kann man noch pushen, dann gehts tiefer. Mir hat aber immer noch was gefehlt, außer bei Rock/Metal, da wars dann ok...

Jetzt bin ich etwas unschlüssig, was ich damit mache. Laut Hornresp sollte die Grenzfrequenz im Stack noch fallen:
single:
Bild
4er:
Bild

Aber viel ist das nicht. Auf der anderen Seite stand das Ding beim Test allein auf weiter Flur. Was also tun?
Einfach mal bauen und ausprobieren? Mehr Protos bauen und messen, was im Stack wirklich passiert? Oder doch beim Design nochmal anfangen?
Würde mich über Input freuen.

Dominik

Beitrag Nummer:#2  Beitrag Mo 9. Mai 2016, 03:45
Robb Goodnight Benutzeravatar
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Also als sehr lauter BR Sub würde mir der RCF ESW 1018 einfallen. Vielleicht kannste ja den Plan auf 15" umstricken und mal ein paar Chassis simulieren. Müsste deinem Proto recht ähnlich sein.
"Ne, zu teuer, der Sohn von meinem Nachbarn, der ist auch Dj, mit Musikanlage, der macht's fürn Fuffi!"

Beitrag Nummer:#3  Beitrag Mo 9. Mai 2016, 21:08
ad undas Lagerputzer

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Robb Goodnight hat geschrieben:
Also als sehr lauter BR Sub würde mir der RCF ESW 1018 einfallen. Vielleicht kannste ja den Plan auf 15" umstricken und mal ein paar Chassis simulieren. Müsste deinem Proto recht ähnlich sein.

Der Proto ist dem ESW 1018 jetzt schon sehr ähnlich. Ist natürlich kein Zufall ;)
Zum Vergleich habe ich den ESW mit dem Chassis simuliert, das (glaube ich) reingehört: RCF L18S800.
Hier die Simulation, 1er und 4er:
Bild
Bild
Der ESW simuliert sich etwa 1-1,5dB lauter. Die Impedanz ist zwar auch niedriger, aber daher kommt das nicht, der Wirkungsgrad ist auch ein Stück besser. Was aber nicht viel besser rauskommt ist die untere Grenzfrequenz.
Dann noch maximaler Pegel:
Bild
Hier siehts etwas anders aus, aber das ist wohl dem Chassis geschuldet.
edit: Als Definition von xmax wurde die von RCF verwendet, der Wert des BMS entsprechend angepasst.

Allerdings ist der ESW ein 18er und ne Ecke größer. Ich hatte bei der Planung auch ein paar 18er-Konstruktionen auf dem Schreibtisch. Darunter ein 18er der auch bei etwa 100dB lag und etwas tiefer ging und einen der nicht tiefer ging, dafür aber etwas lauter war (der war dann schon sehr sehr nah am ESW, nur mit nem anderen Chassis).
Hab die dann aber verworfen, weil mir das alles zu groß war.

Gibts zum ESW verlässliche Messungen? Denn falls die Simulationen hier einigermaßen die Realität treffen (oder besser gesagt in gleichem Maße nicht treffen) würde das schon dafür spechen, dem Proto noch ne Chance unter anwendungsnäheren Bedingungen zu geben. Den ESW mögen ja einige durchaus...

Beitrag Nummer:#4  Beitrag Mo 9. Mai 2016, 21:11
David Verkabler

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Warum zwingend 15"?
Ich meine der LMB 118N geht bei weniger Außenvolumen Tiefer UND lauter..

Wenn unbedingt 15" würde ich es mal mit einem Tapped Horn wie dem Tham 15 probieren. Das passt ja ganz gut in die Anforderungen. Kannst ja mal simulieren ob der Treiber im Tham 15 läuft.

Beitrag Nummer:#5  Beitrag Mo 9. Mai 2016, 22:46
ad undas Lagerputzer

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David hat geschrieben:
Warum zwingend 15"?
Ich meine der LMB 118N geht bei weniger Außenvolumen Tiefer UND lauter..

Der 118N ist sicher ein guter Sub. Mit 186l (vs 220l) auch sehr kompakt. Aber die Aussage glaube ich ehrlich gesagt nicht.
Wenn das allerdings doch so wäre hätte sich dieser Thread natürlich erledigt. :oops:

David hat geschrieben:
Wenn unbedingt 15" würde ich es mal mit einem Tapped Horn wie dem Tham 15 probieren. Das passt ja ganz gut in die Anforderungen. Kannst ja mal simulieren ob der Treiber im Tham 15 läuft.

Naja, das ist so ne Sache. Die Tham15 kannte ich schon. Messungen davon aber nicht, nur Simulationen, und die sehen mir etwas zu wild aus. Laut Hornresp läuft der BMS sogar erstaunlich gut in dem Ding. Trotzdem, ohne Messungen bleibt ja nichts übrig, als auch Protos zu bauen und zu messen. Und ich hatte das Gefühl bei so nem tapped horn deutlich mehr Protos zu brauchen, wenn am Ende überhaupt was brauchbares steht. Deswegen hab ich mich da nicht rangetraut.

Beitrag Nummer:#6  Beitrag Mo 9. Mai 2016, 23:35
Robb Goodnight Benutzeravatar
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Noch kompakter und minimal lauter wäre der JM-sub212, dafür definitiv nicht so tief.
"Ne, zu teuer, der Sohn von meinem Nachbarn, der ist auch Dj, mit Musikanlage, der macht's fürn Fuffi!"

Beitrag Nummer:#7  Beitrag Di 10. Mai 2016, 00:11
hottendotten Verkabler

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http://www.bs-tek.de/baus%C3%A4tze/subwoofer/bs-14s-bs-214s/ Die 97dB sind 4 Pi, also noch mal 6 dB draufrechnen ;)
LG hottendotten

Beitrag Nummer:#8  Beitrag Di 10. Mai 2016, 09:48
Justus_Jonas Benutzeravatar
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Hallo zusammen,

noch eine kleine Info zum Tham15:
Lt speakerplans Forum ist der BMS 15S430v2
DAS Chassi für den Tham, gilt als Geheimtip für den Bauplan.

Hab ich genau in der Kombi im Einsatz (2stk).
Ist vielleicht nicht der linear Künstler und spielt auch nicht sehr hoch mit (wegen Ankopplung der Tops), aber
beim Output kommt mancher 18" nicht mit...


Gruß
JJ

Beitrag Nummer:#9  Beitrag Di 10. Mai 2016, 16:54
David Verkabler

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Der LMB 118N macht bei 4pi 95db. Da kannste also 5-6db drauf rechnen um auf 2pi zu kommen.
Dann sind wir so bei 100db/ 2pi und du kannst 1kw Leistung drauf geben. Macht 130db ohne Powercompression. Wäre also Ähnlich laut wie die von dir Simulierte Kiste, aber linearer, tiefer und kleiner.

Zusätzlich gibts dann schon fertige Setups, sofern du Topteile von Jobsti hast ;)

Beitrag Nummer:#10  Beitrag Di 10. Mai 2016, 18:26
corell Benutzeravatar
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Achtung, keine 4 pi Angaben von Jobst o.a. mit Hornresp Simulationen direkt vergleichen. Ein JM Sub 118N mag zwar nach der Messung 101db/w/m @2pi machen, in Hornresp simuliert er sich aber "nur" mit 98,5-99db/w/m. D.h. der oben simulierte 15" Plan wäre zumindest bei einem Watt doch lauter...
Its easy to get perfectly flat response on axis out of the most speakers.
How they behave off axis seperates the men from the boys.

Beitrag Nummer:#11  Beitrag Di 10. Mai 2016, 22:14
ad undas Lagerputzer

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corell hat geschrieben:
Achtung, keine 4 pi Angaben von Jobst o.a. mit Hornresp Simulationen direkt vergleichen. Ein JM Sub 118N mag zwar nach der Messung 101db/w/m @2pi machen, in Hornresp simuliert er sich aber "nur" mit 98,5-99db/w/m. D.h. der oben simulierte 15" Plan wäre zumindest bei einem Watt doch lauter...

Die ersten 3 Graphen im Startpost sind Messungen, keine Simulationen. Decken sich aber recht genau mit der Rechnung von Hornresp, bis auf die Grenzfrequenz eben. Meine Messprozedur unterscheidet sich etwas von der von Herrn Jobst, aber darum soll es hier nicht gehen. Ich denke auch, für den Vergleich kann man die Hornresp-Ergebnisse durchaus herziehen.
Diese Vergleiche scheinen aber ohnehin nicht so zielführend zu sein...

Justus_Jonas hat geschrieben:
noch eine kleine Info zum Tham15:
Lt speakerplans Forum ist der BMS 15S430v2
DAS Chassi für den Tham, gilt als Geheimtip für den Bauplan.

Hab ich genau in der Kombi im Einsatz (2stk).
Ist vielleicht nicht der linear Künstler und spielt auch nicht sehr hoch mit (wegen Ankopplung der Tops), aber
beim Output kommt mancher 18" nicht mit...

Hornresp simuliert die ja etwa gleich laut wie meinen Prototyp, aber eben mehr Tiefgang. Also genau richtig, wie oben auch schon angemerkt. Der Preis dafür ist dann der wellige Frequenzgang. Nicht uninteressant, aber es müsste eben ein Proto mit Messungen her. Nachdem du die ja erfolgreich einsetzt bin ich gerade am Überlegen, ob ich nicht doch einfach einen bauen und mal vergleichen soll...

Beitrag Nummer:#12  Beitrag So 6. Aug 2017, 17:46
ad undas Lagerputzer

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So, es hat sich doch noch was getan. Solche halbfertigen Projekte, auch wenns nur Spaßprojekte sind, neigen mit der Zeit dazu mich zu verfolgen. Nach viel Simuliererei mit TH-Entwürfen habe ich mich am Ende entschieden, doch die ursprüngliche Idee umzusetzen. Also habe ich den Prototyp (Messung oben) nochmal angehört. Hatte keinen Zweck mit dem, das Tuning muss runter. Also musste ein neuer Prototyp her. Minimal größer (230l), 18mm statt 19mm Wandstärke, mit Versteifungen. Zusätzlich hatte ich auch den Verdacht, dass der Letzte nicht 100%ig dicht gewesen sein könnte, da habe ich dieses Mal mehr darauf geachtet.
Misst sich jetzt wie folgt (Response 2pi, 1m, nicht skaliert):
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Bild
Bild
Tuning ist runter auf 45.5Hz, f3 auf 44Hz. Beim schnellen Hörtest mit quick&dirty Controllersetup war das schon Welten besser als die vorherige Version. Ist immer wieder erstaunlich, was ein paar Hertz nach unten im Bass ausmacht. Ich denke viel wird sich jetzt an der Kiste nicht mehr ändern.

Zu klären wäre dann noch folgendes:
- Was passiert mit Gitter und Schaum? Momentan ist noch keins drauf.
- Was passiert im Stack?
- Wie klingts bei Vollgas und was kommt am Ende wirklich raus?
- Controllersetup?

Ich bin mir jetzt nicht sicher, ob so eine Kiste überhaupt für jemanden (außer meiner Wenigkeit) interessant ist. Für einen 15er ist das Ganze doch recht groß und es ist absolut kein Allround-Sub. Ohne Controller ist er unbrauchbar und sehr wahrscheinlich wird das Controllersetup von der Stackgröße abhängen müssen.
Falls doch wer Interesse hat könnte ich aber mal einen Plan zeichnen...

Beitrag Nummer:#13  Beitrag Mo 7. Aug 2017, 21:17
tobster84 Kabelwickler

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Ich finde das Projekt sehr interessant !

Beitrag Nummer:#14  Beitrag Mi 9. Aug 2017, 19:05
ad undas Lagerputzer

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tobster84 hat geschrieben:
Ich finde das Projekt sehr interessant !

Immerhin :D
Wird allerdings (im besten Fall) noch etwas dauern. Die Messungen bisher waren bei etwa 115dB/1m und mit Breitbandanregung. Das reicht noch nicht um das wirklich als "laut" deklarieren zu können. Ich muss mir noch Klirr und Portkompression bei hohen Pegeln anschauen.
Und die Strömungsmechanik hat ja bekanntlich der Teufel gemacht...
Hat also durchaus noch Potenzial für ein paar "blöde" Ergebnisse.

Beitrag Nummer:#15  Beitrag Mi 9. Aug 2017, 22:45
Andy78 Verkabler

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Hey,
Nettes und interessantes Projekt :top:
was du bisher gebaut, getestet, gemessen und geschrieben hast, verdient ja schon mal n Lob!
Bin gespannt was am Ende rauskommt - unbedingt weitermachen und berichten.... ;)
Gruß Andy

Beitrag Nummer:#16  Beitrag Fr 11. Aug 2017, 14:22
hitower78 Boxenbauer

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Hi
Interessant!
Inwieweit nun auch subjektives Empfinden eine Rolle spielt fänd ich mal innteressant! eher kann man das im im Blinden a/b vergleich hören, wenn man nicht weiß welcher Sub spielt. Zumindest les ich davon öfters im hifibereich (geht richtung voodoo :-P)
Meine letzten 15" waren auch mit riesigem Port und sie waren nicht ganz so prickelt fand ich. Aber: Jeder muss ja selbst mit seinem Sub zufrieden sein und wenn man messtechnisch gut dokumentieren kann sieht man auch bei den verschiedenen Prototypen einen unterschied...
Ach ja: wir hatten es auf dem Forentreff nord: ein Undichtes oder gar schwach versteiftes gehäuse kann schon was ausmachen! ebenso die gitter oder schaum bei recht kleinen ports

Grüße
Daniel
Fachkraft für Veranstaltungstechnik in Hamburg...
im Bau: 15" "China-Sub, Delta-10 Top"
Planung: 18" Sub (18PS76), Amps auf L25D Basis, und und und...
Beruflich: ...nun auch noch mit 30000Ansilumen in 4K

Beitrag Nummer:#17  Beitrag Fr 11. Aug 2017, 17:45
ad undas Lagerputzer

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hitower78 hat geschrieben:
Inwieweit nun auch subjektives Empfinden eine Rolle spielt fänd ich mal innteressant! eher kann man das im im Blinden a/b vergleich hören, wenn man nicht weiß welcher Sub spielt. Zumindest les ich davon öfters im hifibereich (geht richtung voodoo :-P)

Ja, es war wohl ungeschickt, erst zu messen und die Kiste danach anzuhören. Möglicherweise hat da dann auch der unterbewusste Gedanke "das ist jetzt besser" mitgespielt. Von den Messungen her ist der neue Prototyp aber schon der bessere.

hitower78 hat geschrieben:
Meine letzten 15" waren auch mit riesigem Port und sie waren nicht ganz so prickelt fand ich. Aber: Jeder muss ja selbst mit seinem Sub zufrieden sein und wenn man messtechnisch gut dokumentieren kann sieht man auch bei den verschiedenen Prototypen einen unterschied...

Interessant. Was genau hat dich an denen gestört? Ich denke die Klirrmessung wird schon noch die eine oder andere Schwäche offenbaren, aber wenn es etwas bestimmtes war könnte ich eventuell gezielt danach suchen und sehen, ob sich da was verbessern lässt...

Beitrag Nummer:#18  Beitrag So 13. Aug 2017, 19:26
ad undas Lagerputzer

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So, gestern habe ich versucht mal den Klirrfaktor zu messen. Leider eher erfolglos. Bei der Auswertung ist mir aufgefallen, dass die Daten inkonsistent sind. Ich habe immer vor der Messung mit 80Hz überprüft, ob alles in Ordnung ist. Da der Frequenzgang aber nach oben ansteigt war im wichtigen Bereich der Längsresonanz regelmäßig meine Messelektronik am Ende. Sobald ich wieder Zeit finde werde ich die komplette Messreihe wiederholen :oops:
Ein paar korrekte Messungen habe ich aber doch: die Messungen mit Controller.
Einmal bei 110dB:
Bild
Und dann bei 120dB:
Bild
Ein paar Anmerkungen dazu:
Die Längsresonanz sah durch die verzerrende Elektronik viel schlimmer aus, als sie vermutlich ist. Daher habe ich auch am Controller wesentlich stärker eingegriffen als nötig gewesen wäre. Die 110Hz als obere Grenzfrequenz müssen dann wahrscheinlich gar nicht sein und es könnten auch gut 120Hz drin sein. Folgende Filter wurden verwendet:
- TP 24dB/oct Butterworth 120Hz
- HP 18dB/oct Butterworth 30Hz
- EQ -16dB 138Hz q=7
Insgesamt sieht das gar nicht schlecht aus finde ich. Bei 110dB maximal 2,2% THD und bei 120dB 5,5% THD. Dazu noch fast alles D2 und kaum D3. Das Maximum liegt bei 65Hz, also genau da wo auch die Auslenkung maximal ist.
Viel mehr will ich da aber jetzt nicht rauslesen; Genaueres folgt, wenn ich die Messungen wiederholt habe. Zusätzlich will ich auch noch mit mehr Pegel messen, 125dB vielleicht. Bei 128dB wäre laut Hornresp dann xmax erreicht...

Beitrag Nummer:#19  Beitrag Mo 14. Aug 2017, 21:11
ad undas Lagerputzer

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Die vergeigten Messungen haben mich dann doch so geärgert, dass ich heute nach der Arbeit direkt nochmal messen gegangen bin. Ich konnte das Problem nachvollziehen, es war der Mikroverstärker, der in die Knie gegangen ist und die Verzerrungen produziert hat. Das hieß aber, dass ich die Messungen bei 1m Abstand auch bei minimaler Verstärkung einfach nicht machen kann. Daher habe ich den Messabstand auf 3,17m erhöht und dann auf 1m skaliert. Rechnerisch wären das ziemlich genau -10dB, aber das gilt natürlich nur für Kugelwellen im Fernfeld...
Also zunächst Verzerrungen ohne Controller bei 120dB:
Bild
Wie man sieht ist die Längsresonanz tatsächlich gar nicht so schlimm, also kann man auch locker noch bei 120Hz trennen. Folgende Einstellungen am Controller:
- TP 24dB/oct Butterworth 120Hz
- HP 18dB/oct Butterworth 30Hz (im realen Betrieb wohl besser etwas höher...)
- EQ -12dB 138Hz q=7
- EQ +3dB 45Hz q=4
Der etwas sanftere EQ oben hat den Vorteil, dass er die Gruppenlaufzeit oben glattzieht. Das misst sich dann so:
Bild
Bild
Der Pegel stimmt hier nicht, bitte ignorieren.
Sonst hat sich an den Messungen mit Controller nicht viel geändert. Ich habe mich dann aber doch noch getraut, einmal mit Vollgas zu messen:
Bild
Das ist bei etwa 128dB. Man sieht, dass hier dann wirklich langsam Schluss ist. Die Verzerrungen erreichen 10% THD (aber D3 hält sich immer noch in Grenzen) und im Bereich der Tuningfrequenz sieht man schon deutliche Kompression. Ob das vom Chassis oder vom Port kommt kann ich so allerdings nicht sagen. Ich nehme aber an, dass das Chassis zumindest einen großen Anteil daran hat, da in dem Bereich ja auch die Impedanz minimal ist und schon fast 1kW drauf gewesen sein müsste.

Damit wäre ich dann durch. Ich wäre für ein paar Kommentare dankbar, da ich quasi keine Referenzwerte habe. Ich bin aber eigentlich nicht unglücklich mit den Ergebnissen, so dass ich demnächst wohl mal 4 Stück davon bauen werde. Das könnte etwas dauern, wenn sie fertig sind werde ich aber auf jeden Fall mal im Stack ein paar Messungen machen (dann auch mit Gitter drauf).


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