Lautsprecher zweckentfremden

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Peter_Lunaire
Neuling

#1 erstellt: 24. Mrz 2015, 14:17

Hallo,

Ich hoffe, dass ich in diesem Unterforum am wenigsten off-topic bin. Es geht mir nicht darum, einen Lautsprecher oder Verstaerker zu bauen, sondern einen fuer einen anderen Zweck zu verwenden; und hier, dachte ich mir, finde ich noch am ehesten Menschen, die sich mit den technischen Details auskennen

Die Idee ist, einen kleinen Spiegel (ca. 20-40 g Masse) an eine Lautsprechermembran zu kleben, mit dem Lautsprecher die Auslenkung des Spiegels zu bestimmen und dadurch einen auftreffenden Laserstrahl mehr oder weniger abzulenken. Hier zwei Bilder, wie ich mir das vorgestellt habe:

Aufbau:

Bewegung von Spiegel/Lautsprecher (schematisch, ungefaehr):

Meine ersten Fragen:

1. Ist es ueberhaupt moeglich, einen Lautsprecher so streng linear zu bewegen, oder hat der immer einen Haufen von Ueberschwingungen und Resonanzen in einem solchen Verlauf?

2. Was sind typische Auslenkungen von Lautsprechern? Kann man damit die von mir gewuenschten 0.1-0.3 mm erreichen?

3. Wenn es moeglich ist, einen Lautsprecher fuer so etwas zu verwenden, welche Art von Lautsprecher waere dafuer geeignet? Ich kenne mich leider nicht sehr aus

Ein erster Ueberblick (http://de.wikipedia.org/wiki/Lautsprecher) hilft mir auch nicht extrem weiter, auch wenn es mir so scheint, dass Tauchspulenlautsprecher am sinnvollsten waeren.

4. Wichtig waere dann, dass der Lautsprecher so gebaut ist, dass ein kleiner aufgeklebter Spiegel ihn nicht voellig aus dem Konzept bringt

Ich bin auf jeden Fall ueber alle Hinweise, Links und Tipps dankbar!

Viele Gruesse,
Peter

ZeeeM
Inventar

#2 erstellt: 24. Mrz 2015, 15:37

Ich denke in dem Forum gibt es genügend Leute mir Praxiserfahrung.

http://laserfreak.net/forum/viewtopic.php?t=40965

Peter_Lunaire
Neuling

#3 erstellt: 24. Mrz 2015, 15:59

Danke fuer den Hinweis - ich bin mir nicht sicher, ob sich Laserfreaks automatisch auch gut mit der Technik von Lautsprechern auskennen, aber ich habe dort auch mal nachgefragt.

Wer hier Ideen oder Vorschlaege oder seine Einschaetzung loswerden will, wird von mir natuerlich auch weiterhin gerne gelesen, so lange das Problem ungeloest ist!

Peter

[Beitrag von Peter_Lunaire am 24. Mrz 2015, 15:59 bearbeitet]

pelowski
Hat sich gelöscht

#4 erstellt: 24. Mrz 2015, 16:15

Hallo,

prinzipiell geht das.
Besonders Tieftöner können deutlich mehr als 0,3mm Hub.

Es wär vielleicht interessant zu erfahren, worin der Nutzeffekt dieses Experiments liegen soll.

Grüße - Mnfred

ZeeeM
Inventar

#5 erstellt: 24. Mrz 2015, 16:29

Naja um mit dem Laserstrahl was auf die Wand zu malen. Lissajousfiguren sehen doch nett aus.
Wenn man mit den kleinen Lautsprechnern bei kleinen Hüben bleibt, fallen die mechanischen Probleme nicht so auf.

pelowski
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 24. Mrz 2015, 16:34

ZeeeM (Beitrag #5) schrieb:

Naja um mit dem Laserstrahl was auf die Wand zu malen...

Ja, schon...
Könnte ja auch sein, dass es um Wissenschaft geht.

Grüße - Manfred

Peter_Lunaire
Neuling

#7 erstellt: 24. Mrz 2015, 16:37

Hallo,

es geht genauer darum, durch leichte Veraenderung der Spiegelposition die Divergenz des Laserstrahls zu veraendern. Die veraenderte Divergenz macht sich andernorts als Verschiebung des fokusierten Laserstrahls bemerkbar. Die konkrete Verwendung dieses verschobenen Fokus ist in einem Laserscanningmikroskop (http://de.wikipedia.org/wiki/Laser-Scanning-Mikroskop) ... entsprechend sollte es also wirklich sehr praezise sein, und der Preis ist nicht wirklich das Problem (weil zum Beispiel der Laser schon einiges mehr kostet) ...

@Manfred: Exakt

[Beitrag von Peter_Lunaire am 24. Mrz 2015, 16:38 bearbeitet]

Soundtrailer
Hat sich gelöscht

#8 erstellt: 24. Mrz 2015, 17:04

Das geht ohne Probleme, das haben wir schon Anfang der 90zigern so gemacht. Allerdings mit Spiegelfolie. Die ist leicht und gut zu verarbeiten.

schnber
Ist häufiger hier

#9 erstellt: 25. Mrz 2015, 01:14

Jo.

Bestätige. Hab ich als Jugenlicher im Partyzimmer gemacht.
War aber stark verzerrt und neigt zum Überschwingen,
Was nicht zuletzt an der mangelnden Präzision der Mechanik lag.
LEGO und Büroklammern

Hab mir dann einen Ablenkantrieb mit Spiegel (Reflektierende Schicht an der Oberfläche)
Besorgt. Funzte besser, aber bei Sprungantworten immer noch Herumschwingen.

Apalone
Inventar

#10 erstellt: 25. Mrz 2015, 10:55

Peter_Lunaire (Beitrag #1) schrieb:

......
1. Ist es ueberhaupt moeglich, einen Lautsprecher so streng linear zu bewegen, oder hat der immer einen Haufen von Ueberschwingungen und Resonanzen in einem solchen Verlauf?
.......

dabei hätte ich Bedenken, dass das funktioniert.

Eine Membran auf GENAU 0,2 mm Auslenkung zu beschleunigen?

Steffen_Bühler
Inventar

#11 erstellt: 25. Mrz 2015, 11:35

Apalone (Beitrag #10) schrieb:

Eine Membran auf GENAU 0,2 mm Auslenkung zu beschleunigen?

Wenn die Membran auch einen bestimmten Schalldruck genau hinkriegt, sollte das hinzukriegen sein. Allerdings würde es recht laut werden:

Wenn die Amplitude 0,0001m beträgt und wir mal einen 100-Hz-Sinuston nehmen, ist s(t)=0,0001m*sin(2pi*100Hz*t) und damit v(t)=2pi*100Hz*0,0001m*cos(2pi*100Hz*t), somit eine maximale Schwinggeschwindigkeit von 63mm/s.

Die Schwinggeschwindigkeit multipliziert mit der Schallkennimpedanz von Luft (416 Ns/m³) ergibt den Schalldruck, das sind dann hier satte 26Pa, umgerechnet 122dB.

Viele Grüße
Steffen

Soundscape9255
Inventar

#12 erstellt: 25. Mrz 2015, 14:18

Steffen_Bühler (Beitrag #11) schrieb:

Die Schwinggeschwindigkeit multipliziert mit der Schallkennimpedanz von Luft (416 Ns/m³) ergibt den Schalldruck, das sind dann hier satte 26Pa, umgerechnet 122dB.

Aber nur, wenn du einen Kubikmeter durch die Gegend bewegst und bei einem Lautsprecher ist es deutlich weniger - oder täusche ich mich da?

ZeeeM
Inventar

#13 erstellt: 25. Mrz 2015, 14:24

Das ist wohl der Schalldruck direkt auf der Membran.

Steffen_Bühler
Inventar

#14 erstellt: 25. Mrz 2015, 14:44

ZeeeM (Beitrag #13) schrieb:

Das ist wohl der Schalldruck direkt auf der Membran.

Ja. Mit dem Kubikmeter hat das nichts zu tun, das ist einfach nur die Einheit des "Widerstands" zum Umrechnen von v nach p.

Aber bei dem Experiment sollte man, wenn da in ein paar Metern Entfernung eine Schallquelle mit 122 steht, schon Gehörschutz tragen.

Dass es um einen 5-Hz-Sägezahn geht, hab ich übrigens jetzt erst gesehen. Bei 5Hz ist das Ganze natürlich leiser, die Grundfrequenz hat zwar um die 95dB, aber die sollte man zumindest mit dem Ohr nicht so mitkriegen. Jedoch es kommen hier die Harmonischen mit 1/n dazu, 50Hz hat also noch 10 Prozent Anteil, also 75dB.

Dadurch, dass der Lautsprecher die ersten Harmonischen bis vielleicht 20Hz schwächer wiedergibt, wird der Sägezahn auch nicht so schön aussehen, der lineare Teil wird mehr s-förmig daherkommen.

Peter_Lunaire
Neuling

#15 erstellt: 25. Mrz 2015, 15:10

Theoretisch koennte ich ja auch die Membran des Lautsprechers entfernen und den Spiegel anstatt der Abdeckkappe auf die Schwingspule kleben. Dann sollte man kein Problem mehr mit der Lautstaerke mehr haben. Oder wird dadurch der komplette Lautsprecher instabil?

Inwieweit die tiefen Frequenzen vom Lautsprecher besonders schlecht wiedergegeben werden, muss ich, vermute ich, einfach mal testen ... ich versuch gerade fuer einen Test irgendwo einen alten Lautsprecher aufzutreiben

Peter

ZeeeM
Inventar

#16 erstellt: 25. Mrz 2015, 15:42

Steffen_Bühler (Beitrag #14) schrieb:

Aber bei dem Experiment sollte man, wenn da in ein paar Metern Entfernung eine Schallquelle mit 122 steht, schon Gehörschutz tragen.

Das der Schalldruck quadratisch mit der Entfernung abnimmt, hast du berücksichtigt?

Davon abgesehen muß man bei einem Lautsprecher auch noch berücksichtigen, wie gut der Schall abstrahlt.

[Beitrag von ZeeeM am 25. Mrz 2015, 15:50 bearbeitet]

Steffen_Bühler
Inventar

#17 erstellt: 25. Mrz 2015, 16:37

ZeeeM (Beitrag #16) schrieb:

Das der Schalldruck quadratisch mit der Entfernung abnimmt, hast du berücksichtigt?

Ja, dieses Gerücht hält sich hartnäckig...

Herr Sengpiel kämpft auch schon lang dagegen.

Es sind leider nur 6dB bei Abstandsverdopplung.

Und wenn's im Nahfeld (meinetwegen 10cm davor) 122dB hat, hat es in hundertfacher Enfernung, also zehn Metern, zwar nur noch ein Hundertstel davon, aber das sind eben auch noch 82dB, wo zumindest schon mal "ein Gehörschutz zur Verfügung stehen muss".

ZeeeM
Inventar

#18 erstellt: 25. Mrz 2015, 17:05

Ich kann dir versichern das ein Lautsprecher de 2mm Hub bei 100Hz macht, nicht in 10cm Abstand 122dB Schalldruck aufweist
Deiner Berechnung nach ist der Schalldruck sogar nur vom Hub und nicht vom Lautspecherdurchmesser abhängig.
Lassen wir das mal Aussen vor. Wenn wir 122dB nahezu auf der Membran, sagen wir mal 1/100mm Abstand, machen in 1 Meter Entfernung .... 42dB... Säusel...

Wenn der TE zwei kleine Hubkräftige Kleinstlautsprecher nimmt und die bei 100Hz einen Hub von 2mm machen, dann bedarf es in der Nähe sicherlich nicht eines Gehörschutzes.

[Beitrag von ZeeeM am 25. Mrz 2015, 17:07 bearbeitet]

ehemals_Mwf
Inventar

#19 erstellt: 25. Mrz 2015, 18:35

Hi,

... es geht um die Auslenkung, nicht um den Schalldruck !

d.h.
5 Hz kein Problem,
die scharfe Flanke schon eher, da Auslenkung = Tiefpass 12 dB/8ve oberhalb fo.

Gruss,
Michael

Ultraschall
Inventar

#20 erstellt: 28. Mrz 2015, 13:31

Außerdem muss er den Lautsprecher nicht in eine Box einbauen - und hätte so akustischen Kurzschluss der tiefen Töne = LEISE.

Normalerweise kenne ich so eine Auswertung für Mikroskope mit 4-Quadrantenphotodioden???
Oder ist das mit dem Lautsprecher mur zum Testen der Schaltungen?

Grüße

Peter_Lunaire
Neuling

#21 erstellt: 13. Apr 2015, 18:56

Entschuldige die extrem verspaetete Antwort ...

Das mit dem Lautsprecher soll dazu dienen, einen Spiegel zu bewegen und durch die veraenderte Spiegelposition mithilfe einer zusaetzlichen Linse den Fokus des Laserstrahls zu veraendern. Wenn du es genauer wissen willst, kann ich es dir gerne noch aufzeichnen

Wie meinst du das mit der 4-Quadrantenphotodioden? Ich verwende so was auch, sehe aber gerade nicht, wie das mit diesem Projekt hier zusammenhaengt ...

Viele Gruesse

Peter

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