Stromaufnahme von Festivalbox, Denkfehlerüberprüfung

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Burner1988
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 25. Jul 2015, 14:53
Hallo,
ich würde gerne die Stromaufnahme unserer Festivalbox messen um eine Annäherung an die maximale Laufzeit bei verschiedenen Lautstärken zu machen. Dabei möchte ich die Stromaufnahme der verschiedenen Lautstärkestufen des Radios zuordnen. Mein Multimeter kann, wie so viele, maximal 10A vertragen, die "Plusleitung" der Box ist mit 40A abgesichert. Nun würde es mich freuen wenn jemand meine Überlegungen überprüfen könnte bevor ich irgendetwas kaputt mache.

Folgende Überlegung habe ich mir nun zur Messung gemacht.

Ich nehme einen möglichst kleinen Widerstand und befestige diesen irgendwie an dem Pluspol der Batterie und verbinde an dem anderen Ende das Pluskabel, nun messe ich die Spannung an den beiden Enden des Widerstandes und errechne die Stromstärke durch I=U/R.
Nun stellt sich schon die Frage ob die dünnen Widerstandsdrähtchen überhaupt so viel aushalten wenn die Stromstärke auf bis zu 20A ansteigt?

Für Interessiert hier die Ausgangssituation:

Wir haben eine 45Ah Kfz-Batterie auf Blei Basis und eine 75Ah GEL-Batterie, also ca. 120Ah, beide Batterien sind noch kein Jahr alt, als wir die 45Ah Batterie aus dem Keller geholt haben hatte diese allerdings nur noch knapp 7V, nach erneutem Aufladen und 10 Stunden Ruhezeit wieder 12.82V. Wie viel dieser Kapazität sich jetzt noch nutzen lassen kann ich leider überhaupt nicht abschätzen. Bei der Gel-Batterie sollten es prozentual deutlich mehr sein.

Als Endstufe haben wir einen Pioneer-GM5602 mit einer maximalen Leistung von 1x 450W bei 4 Ohm.
Die Chassis und die Frequenzweiche haben wir aus einer Omnitronic TX-2520 mit 8 Ohm Impedanz und einem -3dB Wirkungsgrad von 101dB / W / m. Allerdings haben wir diese um einen Bass gekürzt, an dieser Stelle würde mich auch sehr interessieren wie sich das auf den Wirkungsgrad auswirkt.

Als Quelle dient ein AEG AR-4027 KFZ-Radio ohne CD von dem wir den Vorverstärker nicht benutzen.
Zur Überwachung der Batteriespannung haben wir ein einfaches Voltmeter dessen Werte relativ genau zu sein scheinen, da sie sich überraschenderweise mit denen des Multimeters decken.
Das gesamte System funktioniert schon sehr ordentlich obwohl das Mitteltonhorn(Die Box hat tatsächlich ein Mitteltonhorn) noch defekt ist, die Schwingspule ist auf dem Weg.
Soundanpassung: -1dB Bass und +4dB Treble ergeben für so eine Box jetzt schon einen akzeptablen Klang.
Reference_100_Mk_II
Inventar
#2 erstellt: 25. Jul 2015, 20:23

Dabei möchte ich die Stromaufnahme der verschiedenen Lautstärkestufen des Radios zuordnen.

Das wird nix, da nicht jedes Lied den gleichen "Energiegehalt" hat wie alle anderen.
Manche sind einfach weniger basslastig, oder sie treffen genau die Tuning-Frequenz eines Bassreflexsystems...

Auch sind die Durchschnittspegel der Lieder oftmals sehr unterschiedlich.
Ist ein Lied mal 3dB leiser als ein anderes verbrauchst du gleich nur noch die Hälfte an Strom. Trotz gleicher Lautstärkestufe am Radio.

Von daher ist Messen und Zuordnen eher schwachsinnig...
Burner1988
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 25. Jul 2015, 20:36
Das hab ich schon an dem Spannungsabfall von 0,1-0,3V, den das Voltmeter anzeigt, gemerkt. Ich möchte wie gesagt auch nur Annäherungswerte haben. Interessiert mich schon rein aus Interesse und man wird am Amperemeter schon sehen können in welchem Bereich sich die Stromaufnahme hauptsächlich befindet und daraus ein ungefähres Gefühl ableiten können, gerade einen Sprung im Hochpegelbereich wird man da gut sehen können. Ich bin auch stark daran interessiert herauszufinden wie viel A allein der Betrieb des Radios verbraucht. Würde einfach einmal mit und einmal ohne messen.

Würde die Messung denn an sich so funktionieren, mal abgesehen davon das die gemessenen Ampere permanent schwanken werden?
Des weiteren beschäftigt mich die Frage nach der Auswirkung auf den Wirkungsgrad der ursprünglichen Box durch das weglassen eines Basses. Meiner Meinung nach müsste dieser geringer werden.
ehemals_Mwf
Inventar
#4 erstellt: 25. Jul 2015, 20:59
Hi,
Burner1988 (Beitrag #1) schrieb:
...Ich nehme einen möglichst kleinen Widerstand und...
Nun stellt sich schon die Frage ob die dünnen Widerstandsdrähtchen überhaupt so viel aushalten wenn die Stromstärke auf bis zu 20A ansteigt?...

...na ja, wenn du das mit dem klein = niederohmig ernst nimmst, ist der Draht dann nicht mehr so filigran,
dazu Parallelschaltung = Aufteilung der Ströme.
Als konkreter Vorschlag:
-- 2 x 0.1 Ohm 5 od. 10 Watt Drahtwiderstand parallel = 50 mOhm,
mit 20 A gibt das eine Spannung von 1 V und folglich 20 Watt.
Das sind noch etwas zu grosse Verluste für einen Dauereinsatz, aber schnell und preisgünstig realisierbar.
Präzisions-Strom-Shunts z.B. 10 mOhm sind leider teuer.

Gruss,
Michael
Wave_Guider
Inventar
#5 erstellt: 25. Jul 2015, 21:04
Man müsste rückwärts vorgehen:

also stationär, im Trockendock, das vorgesehene Programm-Material mit gewünschter (bzw. maximal möglicher) Lautstärke abspielen und schauen, wie lange die Batterie dabei durch hält.

Dann weis man in etwa wie lange es unterwegs gehen wird, wenn die Batterie den gleichen Ladzustand hätte.

Grüße von
Thomas
Burner1988
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 25. Jul 2015, 21:25
@Wave_Guider: Das habe ich mir auch schon überlegt, kommt im Elternhaus allerdings nicht all zu gut an
1,5h Stunden mit guter Lautstärke haben bei der Batterie 0,1V Spannungsabfall ergeben aber das ist ja auch nicht so wirklich aussagekräftig, Box 1,5 Std laufen lassen ausgemacht und nach 10 Min wieder angemacht und abgelesen, da die Box im unteren Bereich wohl schneller an Spannung verliert und bis kurz vor kompletter Entladung noch eine hohe Spannung aufweisen kann. Bei der Batterie handelt es sich um eine VARTA Black Dynamic B23.

@Mwf danke für deine Aussagekräftige Antwort! Ich möchte allerdings nur einmal im Trockendock, wie es Wave_Guider so schön genannt hat messen und keine Dauerhafte Installation eines Amperemeters vornehmen Dank dir weiß ich jetzt beim nächsten Projekt aber schon wie ich das umsetzen kann, vielen Dank dafür =). Demnach können die Verluste bei einem höheren Widerstand für eine kurze Messung wohl vernachlässigt werden oder? Oder wird das Messergebnis dann auch stark verfälscht bei bspw. 1 Ohm?
Ich hoffe ich blamier mich mit der Frage jetzt nicht
scauter2008
Inventar
#7 erstellt: 25. Jul 2015, 21:39
Nimm doch den Spannungsfall des Kabels.
Pro 1m und 1mm² hast 0,0179 Ohm.

Du wirst aber nichts brauchbares messen, da ein Multimeter einfach zu langsam ist.
Besser wäre ein Speicheroszilloskop wo man aufzeichnen kann.



Die Chassis und die Frequenzweiche haben wir aus einer Omnitronic TX-2520 mit 8 Ohm Impedanz und einem -3dB Wirkungsgrad von 101dB / W / m. Allerdings haben wir diese um einen Bass gekürzt, an dieser Stelle würde mich auch sehr interessieren wie sich das auf den Wirkungsgrad auswirkt.

Dann hat das Chassis 16Ohm.
Damit bekommt die Box nur noch ~120W
Durch das zweite fehlende Chassis fehlen auch 6dB

Die -3 beziehen sich auf die unterste/oberste Grenzfrequenz und haben nichts mit den Wirkungsgrad zu tun.
Steht da -3dB 20-20000Hz und einen Wirkungsgrad von 100dB
Ist der Pegel bei 20Hz nur noch 97dB.
Burner1988
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 25. Jul 2015, 22:38
Und wieder was gelernt, mit dem Kabel wird es schwierig, da dieses nicht mal 1m lang ist. Dann habe ich das mit dem -3dB Punkt auch endlich richtig verstanden, ich hatte heute einen Artikel gelesen der mich diesbezüglich stark verwirrt hat.

Gelten die 16 Ohm denn dann für die ganze Box?

Die Maximale Lautstärke der Box ist jetzt schon unglaublich und das obwohl bisher der Mitteltöner noch fehlt, wenn das maximal 120W sind und ich die Box noch gut und gerne um pi mal Daumen 3-6dB zurücknehme müsste ich ja irgendwo bei 50 Watt für echt guten Pegel mit Mitteltöner liegen, angenommen sie liegt bei 50W, dann den Verstärkerverlust(40%) mit einbezogen haben wir 70W. Dazu noch großzügige 1A für das Radio(kein Verstärker, kein CD Laufwerk) und Kabelverluste ergeben round about 6,5A, fehlt halt noch der Grundstrombedarf des Verstärkers den ich nicht kenne.

Vorausgesetzt die Batterien hätten noch die angegebene Kapazität würden wir damit auf 17h hohen Pegel kommen (120Ah/7h). Bei ganz normaler Lautstärke, also 95dB auf 1m Abstand würde ich dann mal mit 1,5A bis 2A rechnen.

Werde morgen, bzw heute, mal über das Kabel messen, auch wenn sich die Spannung permanent ändert wird man ja einen Bereich grob eingrenzen können.
scauter2008
Inventar
#9 erstellt: 25. Jul 2015, 23:38
So sieht das auf dem Multimeter aus.
Novaspace Time After Time
(400.0mV)
44

The Game How We Do
44



mit dem Kabel wird es schwierig, da dieses nicht mal 1m lang ist.

Kann man ja ausrechnen
10cm 0,00179 Ohm
20cm 0,00358 Ohm
u.s.w

Sollte das Multimeter in den Bereich nicht gut messen, kann man ja auch ein dünneres Kabel nehmen.



Gelten die 16 Ohm denn dann für die ganze Box?

Die 2 16ohm Chassis wahren sicher parallel und das ergibt dann 8Ohm.

Falls du die "Hochtöner" (Piezo Tröten) meist ?
Wen eine weiche eingebaut wäre und es ein echter Hochtöner wäre (Kalotten/Konus)
Der Tieftöner spielt bis z.b 2KHz
Ab 2 Khz übernimmt man den Hochtöner.
Die Weiche gibt den Tieftöner immer weniger Leitung, und den Hochtöner immer mehr Leitung.
Es bleibt somit bei den 8Ohm.

Doppelte Leitung 3dB
-3dB 60W
-6dB 30W


[Beitrag von scauter2008 am 26. Jul 2015, 01:01 bearbeitet]
Hmeck
Inventar
#10 erstellt: 26. Jul 2015, 06:16
Hab jetzt nicht alles gelesen, aber hatten wir das schon:
Akku voll machen, eine gute Weile den Verstärker betreiben, zwecks Ohrenschonung an einem Widerstand statt an Lautsprechern.
Schauen, wie lange das Ladegerät zum Nachladen braucht.
Wenn jetzt die Ah des Akkus stimmen und der Ladestrom genau genug bekannt ist, sollte die voraussichtliche Spieldauer leicht zu ermitteln sein.
Kann ihn natürlich auch ganz leer saugen lassen, aber Totalentladung soll generell nicht so gut sein für Akkus.

Beides wäre vermutlich genauer als über eine schlecht zu mittelnde Stromaufnahme.

Es sei denn, du hättest ein DVM mit Aufzeichnungsfunktion. Dann könnte man natürlich die Stromaufnahme leicht mitteln.

Grüße, Hmeck
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