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Class-D im Auto
#1
Obwohl ich mit Autos wirklich nichts am Hut habe, will ich mal doch diesen Thread hier eröffnen. Angeregt von Beobachters "ultimativen" Dingen.

Erstmal die Vorgeschichte:

Beobachter hängt folgender Idee nach: er sieht Vorteile, wenn man statt der vier passiven Boxen im Auto lieber gleich aktive Systeme verwendet, also Boxen, die mehrer kleine Class-D-Verstärker eingebaut haben.

Zur NF-Ansteuerung und Versorgung dieser Verstärker will er die beiden sowieso vorhandenen Kabel verwenden, eins für die NF und das andere für die Stromversorgung. Die gemeinsame Rückleitung von NF und Power soll über das Auto-Chassis vorgenommen werden.

Dabei ergibt sich das Problem, daß sich die Spannungen auf der Masse zur NF-Eingangsspannung addieren können und somit stören. Zur Ausschaltung dieses Effekts hat Beobachter eine Stromschnittstelle vorgeschlagen. Ich habe stattdessen eine digitale PWM-Ansteuerung sinnvoller empfunden.



Grundsätzlich finde ich das Thema "saubere Signalübertragung im mit Störungen verseuchten Auto" hochinteressant. Zumal unter unseren extremen dB-Forderungen. Wie kann ich in einer derart mit elektromagnetischen Wellen durchseuchten Umgebung analoge Signale mit einer derartigen Präzision übertragen?

 
#2
Beschreibt doch mal bitte, wie Eure Anlagen zur Zeit verkabelt sind und was Ihr erreichen wollt.

Ich kann mir das nicht so recht vorstellen, weil sich meine Kenntnisse über mobile Elektrik lediglich vom Dynamo bis zum Rücklicht erstrecken. Wink
 
#3
Vermutlich liege ich weit entfernt von "normalen" Autos.

Normal ist ja ein Autoradio mit 4 kleinen Brückenverstärkern, die quasi an allen 4 Ecken des Autos mittels 2-adrigem Kabel Breitbandlautsprecher anfeuern. Nachteile:
- NF-Ströme vom Verstärker mit Verlusten durchs ganze Auto zu transportieren
- vorhandene Lautsprecher haben meist einen bescheidenen Klang
- Klangbrei im Auto, da ein Sterosignal in einen Raumklang gezwängt wird (links und rechts je auf vorn und hinten verteilt), Laufzeitunterschiede werden ignoriert.

Nun kann man mit steigendem Euro-Einsatz Besserung ins Auto bringen:
- bessere Lautsprecher einbauen
- Dämmen
- separate Verstärker für jede LS-Kombination einsetzen
- über Raum-Akustik nachdenken

Bisher habe ich folgendes:
Vorn 2-Wege Infinity-LS (Tief/mittel in den Türen, Hochton im Spiegeldreieck), angetrieben von kleinen Bose-Verstärkern die direkt an den Tief/Mittel in den Türen angebracht sind. Zwischen Verstärker und LS hängt eine Passivweiche. Zu jeder Einheit führen 4 Kabel (12V, Masse, Nf+, NF-). Insofern hab ich mit Kabeln erstmal kein Problem.
Hinten gibts nur im Kofferraum einen aktiven Sub, in den B-Säulen sind noch 2 kleine Tiefton-LS verbaut, deren Verstärker sitzen mit im Sub.

Damit habe ich meine Stereo-Kulisse vor mir im Auto (so wie man auch zu Hause hört. Von hinten kommen nur tiefe Frequenzen.

Was mich stört: Die Verstärker sind schwachbrüstig, da nur mit 12 V befeuert. Richtig übel ist aber das Eigenrauschen der Dinger. Daher sollen sie raus. hinterhältig

Ich würde also kleine DC-Dc-Wandler in den Türen bevorzugen, die kleine D-Amps versorgen, welche dann die LS ansteuern.

Die von Beobachter vorgeschlagene Aktivweiche plus D-Amps sind für mich mit Schwierigkeiten verbunden: Wenn ich mich nicht irre, müssten die Sodfa speziell für die LS-Impedanzen abgestimmt werden. Da habe ich Bauchschmerzen, das das mit DIY hinzubiegen ist. überrascht

Esilar
 
#4
@Rumgucker, hier kannst du mal gucken wie/was ins Auto kommt, mit dem Ding hört man auch keinen V8 mehr klappe Wink
 
#5
Ok. Soweit hab ich das alles begriffen.

Aber mal zurück zu der Anzahl der Kabel.

Standardausstattung ist also zwei Stück zu jeder Ecke.

Offensichtlich scheint es aber zu gelingen, auch mehrere Kabel in die Holme zu quetschen. Kann das ein Laie? Oder muß man dazu erst alle möglichen Verkleidungen abschrauben?



Frage bezüglich der Stromversorgung: angeblich soll in neuen Autos bald die 48V-Versorgung eingeführt werden. Ist da was dran?
 
#6
Die in einem hinterherfahrenden Auto mitzuführende Instandhaltungsmannschaft sammelt alle verlorenen Teile wieder ein, oder?
Big Grin


 
#7
Sowas brauch ich auch für mein Rad.

Es ist ein klappriges uraltes Damenrad, was dauernd draußen steht. Zur Zeit zerlegt es sich gerade. Wenn ich auf die Handbremse drück fliegen im Schnitt drei Teile weg. Vorgestern ist der Rahmen gebrochen. Ich habs gestern mit Kaugummi (Uhu Plus) repariert, weil wir hier kein Schweißgerät haben.

Was ich bräuchte, wär so ne Kleinteilefolie, die alles wichtige, was ich so während meiner Fahrt zur Firma so verlier in kluger Weise auffängt. Wenn ich angekommen bin, laß ich mir die Teile in die Hand kullern, schraub sie wieder fest und schon wär das Rad wieder einsatzbereit und fast wie neu.

Wo gibts sowas?
 
#8
@Rumgucker

Zitat:Frage bezüglich der Stromversorgung: angeblich soll in neuen Autos bald die 48V-Versorgung eingeführt werden. Ist da was dran?
Keine Ahnung.


Zitat:Offensichtlich scheint es aber zu gelingen, auch mehrere Kabel in die Holme zu quetschen. Kann das ein Laie? Oder muß man dazu erst alle möglichen Verkleidungen abschrauben?

Einbau in die Holme wäre günstig ist aber in den meisten Fällen nicht gegeben.Dafür müßten entsprechende Durchführungen geschaffen werden ,die entweder nicht von den Tüvbehörden(Statik) oder vom Besitzer(verletzung des Korrosionsschutzes) geduldet werden.
Um an die im Auto verlegten Kabelbäumen heranzukommen ist es meist immer nötig diverse Verkleidungen ,Teppich ,Sitze,Rückbank auszubauen.Dabei gehen meist Befestigungssysteme drauf die dann vor dem Zusammenbau neu beschafft werden müssen.Ein korrekter Einbau ist nichts für Otto-N.
Die heutige komplexe Fahrzeugelektronik ist einerseits teilweise sehr empfindlich gegen Störstrahlung nachträglich eingebauter Unterhaltungselektronik ,andererseits strahlt sie auch in die Audioelektronik ein.
Zumindestens bei neueren Fahrzeugen ist deshalb ein fachkundiger Einbau notwendig.Betroffen sind vor allem die NF-Leitungen vom Vorverstärker zu den Amps.
Fernhalten sollte man sich auch von Batterieladeleitungen,elektr. gesteuerten Automatikgetriebe,Airbacks usw. .
Auch die "Massenpunkte" der Karosserie haben teilweise unterschiedlich Potentiale was schnell zu Brummschleifen führt.
Gut geschirmmte NF-Kabel und durchdachte Verlegung können das Problemm klein halten.
Ein Schaltnetzteil oder D-Amp in dieser Umgebung könnte ne Menge Probleme verursachen.
Eine dezentrales Netzteil/D-Amp Kombination (z.B. in den Türen,Kofferaum) hat aus diesen Gründen Vorteile.
Ich habe übrigens einige Jahre Carhifi professionel (Selbständig) eingebaut.
Habe auch zeitweise Beobachters AMA Konstruktionen verbaut.Würde mich nicht wundern wenn ich Ihm schon auf einer Messe oder bei mir im Laden begegnet bin.


Zitat:Standardausstattung ist also zwei Stück zu jeder Ecke.

Ja , das ist schon beinahe Standart.Immer häufiger werden ,vor allem in den oberen Klassen,Aktivsysteme eingebaut.Die kommen dann mit 4*4Einzelader daher.
 
#9
mit die originellste anlage haben bekannte von mir in nen 5er bmw eingebaut:
erstmal platz schaffen, überflüssiges wie rücksitzbank usw raus
dann lautsprecherwand mit 2x38cm bass, 20cm mid, +m/h hörner rein( pa-lautsprecher)
aktiv angefahren mit rund 3kw, (extra lichtmasch. usw)
kofferraum-schloss hält nicht...kofferraum zugeschweißt...
ab "etwas" power in rückspiegeln nix mehr erkennbar, wegen vibration..
bei volle pulle flog ne 1l cola flasche, die auf dem dach stand, ca 1m weit davon..
(ich hab nicht voll aufgedreht, als ich drin war, da mir vorher wegen des drucks auf magen und lunge schon ganz komisch wurde...)
    Don't worry about getting older.  You're still gonna do dump stuff...only slower
 
#10
@Alfsch
und wenn diese Leute das 30-Lebensjahr erreicht haben dürfen wir Ihnen die Hörgeräte bezahlen.
Gibte es eigentlich MAK-Werte für die Geräuschpegel im Auto ?
 
#11
Also ok, danke Euch für die Erklärungen.

Also kurzum: Beobachter hat recht. Wir haben zwei Kabel zu jeder Ecke und das wars. Und er hat auch recht mit seiner Idee, dort aktive Boxen haben zu wollen.

Also nützt es alles nichts. Wir müssen irgendwie die "Information" (unsere NF) und unsere Spannungsversorgung über zwei Drähte mit gemeinsamer Chassis-Masse in die vier Ecken schaffen. Zumindest dann, wenn wir nicht zusätzliche Strippen ziehen wollen.

Schauen wir uns erstmal die Stromversorgung an.

Hinleitung mit einem Kabel. Rückleitung übers Chassis. Ok! Beobachter empfielht die Versorgung mit höherer Spannung, sicherlich auch um die Ströme in den langen und relativ dünnen Kabeln möglichst klein zu halten.

Was wollen wir nehmen? Reichen +48V? Wie weit kommen wir dann in der Leistung? Was für Verluste entstehen auf der Zuleitung?

Sagt mir bitte mal, was da so typisch für Querschnitte verlegt sind. Und dann müssen wir noch wissen, wie heiß so ein Kabel im Auto-Normalbetrieb in der Sahara werden kann. Dann können wir ausrechnen, was für Ströme möglich sind.

Ist diese Herangehensweise ok?
 
#12
mak...nee, weis nicht; aber: ...musik etc. darf nur so laut sein, dass zb die sirene eines notarztes nicht überhört wird... lachend lachend

anm: als der besitzer das teil dann hatte, rief er nach ner stunde wegen eines "ausfalls" der anlage an: er hatte die gebläse-gekühlten amps zur thermischen abschaltung gebracht !!!!! wie der das überlebt hat, is mir schleierhaft überrascht
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#13
Beobachter hat geschrieben, daß mindestens 0,75mm² verlegt sind. Und er rechnet mit einer Länge von 4m.

Was nehmen wir für eine maximale Starttemperatur an? 80°C ? Das wäre doch in der Sahara ganz normal. Schönes schwarzes Beduinen-Auto in molliger Mittagssonne.

Was wohl die Kabelisolierung aushält? 120°C ? Soll ja auch nicht zu weich werden. Sonst fährt der Scheich über nen Sandhügel und plumps geht der Sound weg und es qualmt im Sicherungskasten.

 
#14
@sixtas:
jepp! genau so siehts aus. Bei neueren Autos wird der Laie verzweifeln:
- es werden ihm die notwendigen Infos fehlen, welche Kabel von wo nach wo laufen
- Armaturenbretter sind vollgestopft, da fällt kein Apfel mehr zu Boden
- Verkleidungen sind nur mit Wissen ohne Schäden abbaubar
- Verlegen von neuen Kabeln ist eine Mammutaufgabe
- jedes Bohren eines Loches will gut überlegt sein
- Einbringen von Lautsprechern an anderen als den vorgesehenen Orten wird echt schwierig

Das Thema mit höheren Bordnetz-Spannungen (ich dachte das waren 42 V?) poppt alle Jahre wieder hoch, ohne das etwas passiert. Die Auto-Industrie scheut den Umstieg, da dann die ganze Elektrik/Elektronik auf einen Schlag umgestellt werden muss. Das verursacht Mehrkosten, die für den Käufer erstmal ohne Mehrwert sind und sich schlecht vermitteln lasssen.

Bei den Temperaturen bin ich mir nicht sicher, könnte sein, das das bei Autos -20 bis +85 Celcius war.

Esi
 
#15
Beobachter hat tlw. recht.

Ein 0,75mm² Kabel mit 4m Länge hat 93mOhm, allerdings bei 20°C.

Die Frage ist aber, wieviel Watt kann das Kabel aufnehmen, wenn ich eine Temperatur-Erhöhung von 85°C auf 120°C zulassen will. In dem Temperaturbereich wird die Kupferwiderstanderhöhung schon deutlich (130mOhm bei 120°C) und das Kupfer kann kaum Wärme abgeben, weil es ja schön mollig in Isolierung eingepackt ist.

Man kann da nicht einfach "16A" sagen, wie Beobachter das getan hat. Derartige Herstellerangaben (die noch zu prüfen wären) beziehen sich auf Installationen im Haus, also 25°C.

Es würde mich nicht verwundern, wenn zum Schluß der nachfolgenden Rechnung "4A" rauskommen (das sagt mir mein Bauchgefühl). Laien schätzen. Profis rechnen ("worst case").

Wir sind seriöse Bastler. Wir werden das Schritt für Schritt nachrechnen. Ich brauch jetzt erstmal zuverlässige Angaben von Kabelherstellern.

Zum Schluß können wir vielleicht hieraus ne Zusammenfassung machen: "wie berechne ich Power-Kabel"
 
#16
@Rummi

Starttemp 80 Grad ist ok.

0.75 *4m ist auch ok.
 
#17
Ok. Also 80°C Start. Wie komme ich an Kabelherstellerdaten ran? Habt Ihr Namen im Kopf?
 
#18
Jungs. Angry

Wenn ich nicht gleich Kabel-Daten krieg, mit denen ich rechnen kann, mach ich selbst Bürklin auf und hol mir Infos. Cool

Und Ihr wißt doch, wie das immer ausgeht, wenn ich in Datenblätter reingucker. überrascht Dagegen sind SSassens 900 Watt Input absoluter peanuts lachend

Ich will Euch nur gewarnt haben... Rolleyes
 
#19
Aha.. was man alles lernen tut:

es gibt Kabel mit Teflon, Silikon und PVC. Die beiden ersten sind hochbelastbar. PVC wird typisch mit bis zu +70°C spezifiziert, im Auto sind aber auch bis 105°C zulässig. 0,75mm² wird typisch mit 10A Belastbarkeit angegeben (bei 25° -> 70°C, also 55°C Erhöhung). Damit kann man rechnen.

Also 80°C bis 105°, sind 25°C Differenz und nicht 55°C.

Bei 105°C und nach Dreisatz also

Imax = 10A * 25°C * 93mR / (55°C * 125mR) = 3,38A

Tja... soviel zu "16A" Angry
 
#20
Nun überlegen wir uns, welche Spannung wir auf den Kabeln übertragen wollen. Typischerweise halten die Dinger 400V aus. Nach oben hin sind also unbegrenzt. Über 60V= dürfen wir wegen VDE eh nicht gehen.

Also ergibt sich eine Dauer-Leistung von 60V * 3,38A = 200W.

Weils vier Boxen sind also 800W Dauerleistung.

Ich denke, das ist fürs Auto übergenug, oder?