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Alt 26.02.2017, 23:02   #1
rkv
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Standard Subwoofermodul, DSP, 600W, low-budget

Guten Abend Forum,

für meinen Subwoofer suchte ich ein entsprechendes Verstärkerodul. Da ich zuletzt ein solches Modul gesucht habe, als es noch eine Firma namens Thommessen gab, hatte ich etwas den Marktüberblick verloren. Natürlich sollte das neue Modul jetzt einen DSP haben. Es zeigte sich, dass eigentlich fast alle in Frage kommenden Module einen SigmaDSP mit einem ICEpower-Module verwenden. Moment, SigmaDSP, ja richtig, wie beim freeDSP. Und schon war mein Bastlerehrgeiz geweckt. Kann man das nicht komplett selber bauen?
Gut, einen freeDSP hatte ich schon. Womit also kombinieren? An ICEpower ist nicht ranzukommen. Hypex vielleicht? Es sollte so 300-400W werden. Hm, teuer. Und wo bleibt da der Spaß? Einfach nur ein paar Kabel zusammenstecken? Das nennt sich Hobby und ich will Spaß dabei haben!
Also habe ich mich am Wochenende hingesetzt und mir selbst ein Subwoofermodul mit KiCAD entworfen. Das ist dabei rausgekommen:

- Symmetrischer Stereo-Eingang (analog) über XLR
- Unsymmetrischer Stereo-Eingang (analog) über Cinch
- AES3 bzw. S/PDIF über XLR
- ADAU1701 SigmaDSP
- TPA3255 Class-D mit 400-600W Ausgangsleistung
Das ganze auf einer kleinen Platine mit 12cm x 12cm. Leider habe ich nicht für alle Bauteile 3D-Modelle, sonst sähe die 3D-Ansicht in KiCAD bestimmt noch hübscher aus. Praktischerweise gibt es auch gleich einen passenden kleinen Kühlkörper, der auf den Verstärkerchip bzw. die Platine geschraubt wird, der so gemacht ist, das man noch ein paar SMD-Widerstände und -Kondensatoren unter ihm unterbringen kann.
Der DSP wird graphisch über SigmaStudio programmiert. Der Einfachheit halber habe ich diesesmal den Programmieradapter (im Grunde ein USB-I2C-Umsetzer) mit auf die Platine gebaut. Deshalb ist vorne rechts noch eine USB-Buchse vorhanden.
Nächste Woche werde ich die Produktionsdaten aufbereiten und die Platine bestellen. Wenn der Entwurf funktioniert, plane ich, das Projekt als OpenHardware zu veröffentlichen.

Raphael
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Alt 27.02.2017, 07:51   #2
krama1974
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Stelle meinen Ohrensessel dazu
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Kundenbindung ist was für Singles.
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Alt 27.02.2017, 09:29   #3
Spatz
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Klingt spannend!

Wie sind denn die ungefähren Kosten? Wäre es möglich, in einer späteren Version noch weitere Kanäle zu integrieren, also ein 2- oder 3-Kanal-Modul daraus zu machen?
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Alt 28.02.2017, 00:04   #4
rkv
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Kosten schätze ich aus dem Bauch heraus mit ca. 120Eur + Netzteil (vorzugsweise SMPS, es wird nur eine Spannung benötigt) ein. Das teuerste Bauteil ist dabei die Platine an sich. Die schlägt bei Einzelbestellung mit ca. 70Eur zu Buche. Bestelle ich 20 Platinen reduziert sich der Stückpreis auf 15Eur.

Sicher könnte man das auf 2 oder 3 Wege erweitern. Dann würde ich aber den kleinen Bruder der Verstärkerchips nehmen. Der ist pin-kompatibel. Und ich würde überlegen, auf den ADAU1452 umzusteigen, der bietet mehr Möglichkeiten, erfordert aber den zusätzlichen Aufwand von externen AD- und DA-Wandler.

Raphael
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Alt 28.02.2017, 00:20   #5
Spatz
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Wenn das teuerste die Platine ist, dann versuch doch, eine Sammelbestellung daraus zu machen...

Ich vermute mal, für ein Verstärkermodul mit 1, 2 oder 3 Kanälen (oder vielleicht sogar 4, keine Ahnung, was der DSP kann) wären hier einige zu begeistern...

Im Moment sind ja auch alle ganz angetan vom Gremlin mit dem STA516BE. Den auf die Platine, mit wahlweise einem oder zwei Kanälen (per Jumper auswählbar), dann nach Wunsch noch ein Board Huckepack (Daten über Stiftleisten, Power über Kabel), mit weiteren zwei Kanälen... wenn man das günstig hinbekommt, machste hier sicher die 100 Platinen plus 100 Extra-Amps voll!

Vielleicht wäre noch eine Teilbestückung der SMD-Bauteile sinnvoll, wenn das den Platinenpreis nicht unnötig in die Höhe treibt...

Grüße,

Spatz
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Alt 01.03.2017, 00:23   #6
rkv
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Naja, schaun wir mal. Heute habe ich jedenfalls erstmal eine Prototypenplatine bestellt, die sollte in 7 ATs hier sein. Ein bischen Feintuning im Layout gab es auch noch.
Bei 3dcontentcentral habe ich noch ein paar 3D-Modelle gefunden, daher hier noch ein Mockup:

Die fehlenden Bauteile muss ich dann wohl in freeCAD selber zeichnen, keine Ahnung, ob ich dazu in den nächsten Tagen Lust habe.
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Alt 01.03.2017, 11:20   #7
Basslast
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Standard Ich hätte da noch eine Idee, Frage ob das Umsetztbar wäre.

Moin Moin. Ich befasse mich nebenbei auch noch mit Verstärkern da mein Pioneer VSX 1016 leider zu wenig Leistung im 7Kanal betrieb hat um alle vernünftig anzutreiben (ohne gleich 10% Klirr zu erzeugen)

Ich Plane daher alles Vollaktiv zu betreiben.
Wäre es Möglich den DSP mit 4 Mono Kanälen (1 Input) auszustatten wobei 2 über die integrierte Stufe laufen die anderen 2 Kanäle als RCA Ausgang belegt sind so das man die einfach ne Stufe hinten anhängen kann?
Sinn der Sache ist Aktuell vorrangig meine neue Frontbox (4Wege) die Benötigt ca 100 Watt p. Ch. für die zwei Bässe (also sollte die stufe 120-150 Watt leisten) und die Mittel und Hochtoneinheit benötigt ca 50 Watt (da würde ein 3116 chip ja reichen)
Ich wollte eigentlich den Sure DSP nutzen (Aktuell sind aber nicht alle Teile im Shop meines Vertrauens verfügbar)
Und hinten an je einen 3116 und einen 5630 Chipverstärker.
Sinnvoller wäre es für mich aber wenn es etwas kompakter würde und da würde sich die o.G. Umsetzung anbieten.

Für den rest des Surroundweges würde ich dann je eine 2 Wege Version mit 2 x 100 Watt nutzen für Rear/Back (dann in Stereo L/R ausgeführt 2 in/out) und eine Stereo für den Center (High /Low) Was meinst du dazu? oder wäre das OP?
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Alt 02.03.2017, 00:04   #8
rkv
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Jein. Das Layout der Platine ist im Verstärkerteil für Mono in PBTL-Konfiguration gemacht. Das spart zwei Induktivitäten.
Was ich jedoch machen kann, ist, die verbleibenen 3 Monoausgänge des DSPs auf eine Stiftleiste zu legen. Darüber könnten weitere Verstärker angeschlossen werden.
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Alt 02.03.2017, 14:14   #9
Basslast
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Das würde auch funktionieren. frage ist was würde es kosten? also Ampboard mono mit 4way DSP. dazu wäre wichtig zu wissen welche Spannungen angelegt werden um das zu betreiben (single /Dual AC/DC) Strombedarf (mutingfähig an der stufe oder übern DSP)
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Alt 03.03.2017, 01:37   #10
buyman
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Bei Aisler bekommt man um 70€ (brutto) 120x120 bereits 3 Platinen Versandkostenfrei (15% Gutschein könnte ich auch noch anbieten). Bestückungsdruck inklusive.
Wenn man mit dem was angeboten wird technisch zufrieden ist passt das gut, man kann halt nix anpassen. Und man muss halt etwas länger warten, je nachdem wann das nächste Fertigungslos in Produktion geht.

Aber ja, Sammelbestellung wäre definitiv die bessere Lösung. Und Interessenten gibts ja scheinbar genug - mich eingeschlossen
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Alt 03.03.2017, 08:45   #11
Michael20
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Klingt sehr Interessant, wäre evtl auch dabei
Michael20 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.03.2017, 17:43   #12
rkv
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Während ich auf Bauteile und Platine warte, habe ich schonmal begonnen, eine Software zu schreiben, mit der man den DSP auch ohne SigmaStudio bedienen kann. Hier schonmal ein kleiner Appetitanreger:

Die Funktionalität der GUI ist schon vorhanden, es fehlt eigentlich nur noch die Kommunikation mit dem DSP via USB-I2C-Bridge. Das lässt sich sicher auch mit dem freeDSP-BAL testen.
Mal sehen, was das Wochenende bringt und wann die Bauteile hier sind.

Raphael
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Alt 10.03.2017, 21:40   #13
loki
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Ein wirklich bemerkenswertes Projekt. Und es könnte, mit ein paar Änderungen, genial werden. Ich will mal ein bißchen spinnen.

Das Layout wird so ausgelegt, dass 1xPBTL oder 2xBTL möglich sind, also Mono-/Stereoverstärker. Die Eingänge S/PDIF und analog balanced werden durchgeschleift.

Damit sind 3 Beriebsmodi möglich:
-Subwoofer: Stereoeingang, Monoausgang
-Stereoverstärker: Stereoeingang, Stereoausgang
-2 Kanal Aktivbox: Stereoeingang wobei nur ein Kanal genutzt wird, 2 Kanalausgang für Hoch-/ Tieftöner. Das Signal (analog oder digital) wird an die nächste Box weitergeleitet und dann eventuell an einen oder 2. Subwoofer, alles seriell und elegant.
loki ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2017, 11:22   #14
Basslast
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Zitat:
Zitat von loki Beitrag anzeigen
Damit sind 3 Beriebsmodi möglich:
-Subwoofer: Stereoeingang, Monoausgang
-Stereoverstärker: Stereoeingang, Stereoausgang
-2 Kanal Aktivbox: Stereoeingang wobei nur ein Kanal genutzt wird, 2 Kanalausgang für Hoch-/ Tieftöner. Das Signal (analog oder digital) wird an die nächste Box weitergeleitet und dann eventuell an einen oder 2. Subwoofer, alles seriell und elegant.
Diese Idee wäre schonmal echt nice.
Wenn auf der Platine ein 4 Kanal DSP der 1 odfer 2 Kanäle zur internen Stufe schickt (für Stereo /BTL oder 2 Way Setup) und die beiden anderen Ausgänge als RCA Out für weitere Stufen. Wäre das so realisierbar, würde ich direkt 2 vorbestellen und schon mal 4 weitere vormerken (für nach der Testphase mit den ersten beiden)

Class D Stufen hab ich ja schon ein paar am liegen und derzeit arbeite ich mit der Equalizer APO und einer Sound Blaster Audigy 2 ZS. Allerdings habe ich bei dem Programm meine Setups geschrieben aber noch kleine Fehler bei den Filtern drin. Also alls in allem nicht ganz so zufriedenstellend (aber es ist ein kostenloses Programm was will ich meckern)

P.s. Das Userinterface sieht schon einmal sehr schick aus. Darfst du gern so lassen
@ RKV
Basslast ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2017, 16:41   #15
loki
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Zitat:
Zitat von Basslast Beitrag anzeigen
Wenn auf der Platine ein 4 Kanal DSP der 1 odfer 2 Kanäle zur internen Stufe schickt (für Stereo /BTL oder 2 Way Setup) und die beiden anderen Ausgänge als RCA Out für weitere Stufen.
Das hat Raphael oben als möglich gesehen. Man müßte also nur ein Kabel mit einem anderen Verstärker verbinden. Nur kann sowas einfaches viel Probleme verursachen, z.B: mein letzter Versuch, in einen Gremlin den dafür angeboteten Lautstärke steller einzustecken hat zwar funktioniert, nur gab es dann hörbare Störgeräusche.

Ich will jetzt nochmal weiter spinnen, eine 4. + 5. Möglichkeit. Der DSP hat 4 Ausgänge und der eingesetzte Class D Amp kann auch im 2.1 Betrieb (3Kanäle) verwendet werden. Also:
4. Stereo Betrieb mit Subwoofer und
5. 3-Kanal Aktiv-LS, Signale werden durchgeschleift.

@Raphael: Du hast geschrieben, du entwickelst diese Schaltung aus Spaß und ich weiß, wie kompliziert das ist. Aber vielleicht macht es noch mehr Spaß, etwas universelles zu entwickeln, dass viele, viele Leute brauchen könnten.

@ an alle: falls ihr auch dieser Meinung seid, jetzt wäre der richtige Zeitpunkt an Raphael zu schreiben.
loki ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2017, 18:50   #16
rkv
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Zitat:
Zitat von loki Beitrag anzeigen
@Raphael: Du hast geschrieben, du entwickelst diese Schaltung aus Spaß und ich weiß, wie kompliziert das ist. Aber vielleicht macht es noch mehr Spaß, etwas universelles zu entwickeln, dass viele, viele Leute brauchen könnten.
Ja, der Spaß steht bei mir im Vordergrund.

In der Tat habe ich jetzt bei Version 1 nur meine Bedürfnisse berücksichtigt, weil ich einen konkreten Anwendungsfall in meiner Anlage habe. Ich werde mal über die Möglichkeit nachdenken, daraus einen Mehrkanalverstärker zu machen. Dafür müsste das Layout auf der Leistungsseite etwas geändert werden. Im Datenblatt sieht man, dass im PBTL-Betrieb, zwei Spulen und zwei Kondensatoren entfallen können. Dann ist die Platine aber nicht mehr stereokompatibel. TI zeigt jedoch im App-Note, wie man ein Design macht, das beides kann, Stereo BTL und Mono PBTL. Dafür werden in beiden Fällen vier Spulen verwendet. Und genau diese Spulen sind in der Beschaffung problematisch, wie ich feststellen musste. Ich musste meine schließlich aus den USA importieren für ~6Eur pro Stück plus Zoll und Steuer. Das finde ich etwas zu teuer. Ich werde für Revision B ein Ersatzmodell suchen, dass leichter innerhalb der EU zu beschaffen ist. Dann ist Stereo-BTL auch wieder eine denkbare Option.
Desweiteren werde ich den Microcontroller con Cypress wieder rauswerfen. Der ist wahnsinnig teuer (~15€ brutto). Und eigentlich macht der nichts weiter, als USB<->I2C zu wandeln. Das sollte mit FT232 günstiger gehen, ist aber davon abhängig, dass a) mein Userinterface tatsächlich mit dem DSP kommunizieren kann und b) DSP-Programme darüber nicht-flüchtig programmiert werden können.
Punkt a) funktioniert theoretisch, soll heißen, ich habe schonmal einen FTx232 als USB<->I2C-Brücke verwendet. Punkt b) ist noch ein wenig Forschungsarbeit. Dies hätte insgesamt den Vorteil, dass ganz auf SigmaStudio verzichtet werden könnte. Die Variationen in Sachen Frequenzweiche sind ja doch eher überschaubar. Die Geschichte ließe sich dann eher wie ein miniDSP handhaben. Nur mit dem Vorteil, dass Hardware offen liegt und ggfs. eigene DSP-Programme aufgespielt werden können für die Cracks unter uns.

Zum Schluß noch der Hinweis: Der verwendet Chip von AKM für AES3 ist ein Transceiver. D.h. ein Weiterschleifen des anliegenden oder durch den DSP gefilterte AES3-Signals ist relativ einfach zu machen.

Allen einen schönen Sonntagabend!

Raphael

P.S. Ich nehme gerne Eure Anregungen auf. Bitte seid mir aber nicht böse, wenn ich erstmal den Prototypen zum Laufen bringe und erst danach Anregungen in die folgenden Revisionen einarbeite.
rkv ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2017, 19:26   #17
Basslast
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Standard Prototyp hat vorrang

Dein Prototyp hat natürlich erstmal vorrang. Es war jetzt von mir erstmal ein Hirngespinst da ich hier das erste mal lese das sich jemand solcher Systemlösungen als fertiges Produkt annimmt.
Dein Proto ist dafür auch das wichtigste an der ganzen sache da du dmait deine erfahrungen sammelst.
Ideenvielfalt denke ich mal wird hier mehr als genug zusammenkommen da jeder ein eigenes Setup fährt und das anders ansteuern möchte und kann.

Ich bin auf den Thread auch genau deshalb aufmerksam geworden da es für den Selbstbau neue möglichkeiten schafft die bis dato mit diversen Einzelgeräte und/oder meist auch recht teuer zu beschaffen sind. Mein Aktueller Plan besteht aus 2 x Sure DSP 2to4 (kostet um die 60-70€) und dazu ne kleine Armee an Class D mono BTL amps im leistungsbereich von um die 80-180watt. Obendrein liegt aber noch die Idee mein Heimkino (gesteuert vom PC) wieder zum leben zu erwecken. denn mein bisheriger Spielpartner (pioneer VSX 1016) konnte zwar viele Modes hatte nen ausreichenden DSP aber zu wenig Power auf den Stufen (naja was will man auch von 450 Watt Leistungsaufnahme erwarten) Am ende steht also noch eine menge arbeit an und ich denke das Problem kennen einige. Da ich mit dem ganzen DSP kram neuland betrete muss auch ich erstmal üben üben üben. Aber ich lese hier definitiv genau mit um zu sehen was möglich ist womit es möglicherweise Probleme gibt usw. Quasi Staubsaugerfunktion....
Ich wünsche dir aber trotzdem erstmal viel erfolg bei deinem Vorhaben und freue mich wenns dann zum bauane und testen geht. Vielleicht machste ja ne Marktlücke draus. Anwendungsspezifische DSP/AMP lösungen. P.s. den Oneway MonoSubwoofer könnte ich ja zum beispiel auch verwenden für mein in Planung stehendes Klischorn.
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Alt 12.03.2017, 22:04   #18
Spatz
Nachwuchs
 
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Wie oben schon erwähnt hätte ich (und sicher auch viele andere) an einer Version 2 nach deinem Prototyp großes Interesse...

Wenn ich wünsche äußern dürfte, würde ich mir folgendes wünschen:
- Stereo In in verschiedenen Varianten digital und analog
- 4-Kanal-DSP, per USB programmierbar
- Hauptplatine mit DSP und Class-D-Amp mit ca. 2x300 Watt, einsetzbar gebrückt oder zweikanalig, vielleicht auf Basis des Gremlin
- Option, möglichst einfach eine zweite Amp-Platine aufzusatteln/einzubinden, um alle Kanäle des DSP nutzen zu können.
- Mechanische Aufbauvarianten, die es ermöglichen, den Amp in einem externen Gehäuse oder als Aktivmodul zu betreiben
- Geregelter Lüfteranschluss 12V, wenn es es doch mal heißer her geht...

Wenn es sowas gibt, und der Preis im angepeilten Bereich liegt, würde ich wohl mindestens 2 Module mit Zusatzamp kaufen, vielleicht sogar 4, man weiss ja nie.
Dann könnte man auch jeweils eine Sammelbestellung für Netzteile, die Ausgangsspulen, Gehäuse etc. anleiern...

Aber gut, mach du erstmal deinen Prototyp, während wir hier weiter vor uns hin träumen...

Grüße, Spatz
Spatz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.03.2017, 17:16   #19
rkv
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So, Platine ist schonmal da, morgen kann der Lötkolben warmlaufen.
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Alt 14.03.2017, 11:57   #20
Spatz
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Lötest du das alles per Hand, oder hast du da einen entsprechenden Maschinenpark?
Spatz ist offline   Mit Zitat antworten
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