Zelfbouw dipool bandtweeter

[Gerrit]

Is dit een deel van het systeem wat in Alphen te horen was ?

Nee, dat was ik niet.
Het laag loopt niet zo ver door, maar op zich zal dit systeem niet beperkt worden qua bandbreedte. Mijn vorige bandje haalde 16kHz, deze gaat hoop ik over de 20kHz.


Gerrit

[Gerrit]

Er is weer wat te melden
De bevestiging van het bandje heb ik in mijn hoofd nu uitgewerkt en het begin is gemaakt.

Aan de uiteinden zijn plaatjes pertinax van 0,5mm dik op de magneten gelijmd, deze helpen om het bandje te centreren en isoleren. Het bandje wordt geklemd tussen blokjes kunststof, een soort polycarbonaat wat zich goed laat zagen en frezen.

Op de blokjes zit nog de beschermfolie en plakband van het zagen. De bedoeling is dat de onderste blokjes voorzien worden van koperfolie en tussen de isolatoren worden vastgelijmd. De bovenste worden dan met een M3 boutje vastgezet om zo het bandje te klemmen. Volgende actie is dus gaatjes boren en draad tappen. In de uitgefreesde gleuf komt een klein stukje dubbelzijdig plakband zodat het bandje blijft zitten en de klemblokjes op het gemak kunnen worden vastgezet. Ik wil ook een hulpstuk gaan maken waarmee het bandje in één keer geplaatst kan worden, het plaatsen en vervangen van het bandje moet makkelijk gaan zodat er eenvoudig met verschillende bandjes getest kan worden. Voor de zekerheid heb ik ook alvast een beschermplaatje gezaagd om op de driver te leggen, niet dat er straks iets uit m'n vingers glipt en een deuk in de aluminium conus maakt.

Gerrit

[Pjotr]

Het probleem is om goed elektrisch contact te maken met het alu bandje gelijkmatig over de breedte. De bandjes van de Decca's zijn tussen 0,1mm dik koperfolie gesoldeerd met zachtsoldeer om dat te bereiken. Dat dient tevens als bevestiging.

Ik weet dat er van Multicore een speciaal harskern zachtsoldeer is voor aluminium, "Alu-Sol" geheten. Ik heb dat zelf nooit gebruikt maar misschien is het iets? Bij Farnell: http://nl.farnell.com/multicore-solder/ ... /dp/629443

[Gerrit]

Bij het vorige bandje is dit eigenlijk geen probleem, dat doet het al een jaar zonder problemen. Het zou kunnen dat de hogere stromen hier voor problemen gaan zorgen maar dat zien we dan wel weer. Ik was wel van plan om VandenHul solution te gebruiken voor een beter contact, veel te duur natuurlijk maar je doet er ook erg lang mee.
Het is ook geen commercieel product dus ik hoef de werking niet voor een langere tijd te kunnen garanderen, wat Decca natuurlijk wel moet, desnoods zet ik er na een paar jaar een vers bandje in en poets het koper

Gerrit

[Pjotr]

Het ging mij er meer om dat het onvermijdelijke oxidehuidje op het alu slecht contact maakt.

Overigens is die DK30 constructie misschien ook wel wat: Een aparte printplaat als frame waarop het bandje bevestigd is? In jouw geval misschien iets met een paar kleine messing/koperen blokjes ter verhoging om het bandje halverwege de luchtspleet te krijgen:

[Gerrit]

Weer een beetje verder
Ik heb besloten om het bandje te klemmen, het vorige bandje heeft tot nu toe geen problemen gegeven en dit bandje is breder en de bevestiging is exacter. Een testje met Van Den Hul 'The Solution' was ook zeer bemoedigend, de weerstand is een proefopstelling ging van 32mΩ terug naar 25mΩ. Ik moet mijn oordeel dus bijstellen, het is niet veel te duur , het kost alleen veel geld
Inmiddels is koperfolie met 2 componenten lijm op de blokjes gelijmd en de blokjes zijn tussen de isolatieplaatjes op magneten gelijmd.

In de blokjes zit een gat met M3 schroefdraad, de folie vanaf de trafo wordt met een messing boutje op de blokjes geschroefd, de klemblokjes worden dan met een moertje vastgezet. Op deze manier sta je niet te prutsen om een M3 boutje op z'n plek te krijgen, maar wordt het blokje over het boutje geschoven en blijft vanzelf hangen. Zichtbaar is hier ook de plaat die de driver beschermd tijdens werkzaamheden aan het bandje, is nu in gebruik om de voorkomen dat er iets in de pijp valt.

Aluminium folie experimenten
Voor de experimenten met het etsen heb ik velletjes van 20cm x 10cm gesneden. Één zo’n velletje weegt 524mg (bepaald met 5 velletjes). Mijn balans weegt op 0.01g, we hebben hier dus een nauwkeurigheid van rond de 2% als er per velletje wordt gewogen.
Aluminium heeft een soortelijk gewicht (eigenlijk volumieke massa) van 2,7g per kubieke centimeter. Één zo’n velletje is dus 0,524g / 2,7g/cm3 = 0,194cm3, de dikte van de folie is dan 0,194cm3 / (10cm x 20cm) = 0,00097cm = 9,7µm.
Het bandje wordt 10cm x 1,9cm = 19cm2, de massa komt dan dus uit op zo’n 50mg. Eens kijken of daar wat van af te etsen valt en hoe makkelijk of lastig dat dan gaat.
Eerst maar eens met WC ontstopper aan de slag, dat is wel geen PA kwaliteit (nee, niet die PA, maar Pro Analyse) maar het moet maar even voldoen. De aluminium korrels moeten er ook nog uit gevist worden, gelukkig is er maar weinig nodig. Voor het etsen heb ik een 0,1N oplossing in gedemineraliseerd water gemaakt (4g/l). Het NaOH is wel voor de reactie noodzakelijk maar wordt niet verbruikt, de NaOH is er om het aluminiumoxide op te lossen waarna het water als zuur werkt en het aluminium oplost. De bruto formule is:

Er komt dus waterstof vrij bij deze reactie. Is de hoeveelheid gevaarlijk? We hadden 524mg Al, het atoomgewicht is 27 dus er is 19,4mmol Al. Per mol Al komt 1,5 mol waterstof vrij, als het hele velletje wordt opgelost komt er in totaal zo’n 30mmol vrij, met 22l/mol is dat dus 640ml waterstof. Daar lig ik niet wakker van, kwestie van de afzuigkap aan en klaar.
Om rustig te beginnen heb ik eerst geprobeerd wat 10 minuten etsen in 200ml 01,N NaOH bij kamertemperatuur doet.

Het gaat allemaal erg gemoedelijk op deze manier, let ook op het duidelijk leesbare etiket wat ik op de fles geplakt heb om vergissingen te voorkomen. Na 10 minuten etsen, de schaal moet wel constant bewogen worden om ophoping van belletjes te voorkomen, is dit het resultaat:

Niet slecht voor een eerste poging. Het is ook nog eens behoorlijk reproduceerbaar, vijf velletjes waren 0,43g, 0,44g, 0,44g, 0,45g en 0,45g. Twee velletjes heb ik vervolgens nog eens 10 minuten geëtst, beide waren na afloop 0,32g hetgeen neerkomt op een dikte van 6µm. Uit deze velletjes kunnen bandjes van 30mg gemaakt worden. De dofgrijze aanslag kan overigens goed met een watje met aceton van de folie verwijderd worden.
Een mooi resultaat en een voorraad velletjes van verschillende dikte om bandjes van te maken

Gerrit

[Henkjan]

goed bezig

en ook goed te zien dat er nog mensen zijn wie de scheikunde basis beginselen niet vergeten hebben

[Gerrit]

goed bezig

en ook goed te zien dat er nog mensen zijn wie de scheikunde basis beginselen niet vergeten hebben

Dank je,
De argeloze toeschouwer zij overigens gerustgesteld, dit was het wat de scheikunde betreft Ik kan nog wel hele verhalen ophangen over wat hier nog aan het proces verbeterd zou kunnen worden, maar dat doet niet ter zake want er is nu al voldoende materiaal voor een aantal experimenten met bandjes.
Deze methode niet alleen aardig reproduceerbaar maar ook nog eens erg veilig. Het is een zwakke oplossing NaOH en er wordt bij kamertemperatuur gewerkt.

Volgende stap is (nieuwe) folie aan de trafo's solderen en precies op maat maken. Daarnaast moet er nog een hulpstuk komen om het bandje te plaatsen.

Gerrit

[Pjotr]

Volgende stap is (nieuwe) folie aan de trafo's solderen en precies op maat maken. Daarnaast moet er nog een hulpstuk komen om het bandje te plaatsen.

Gerrit

Vandaar mijn idee om (epoxy)printplaat te nemen met een sleuf in het midden. Daar kun je dan makkelijker het bandje op voormonteren en gelijk de koperen printbanen als nette geleider aan weerszijden naar het einde van het bandje gebruiken. Dat geheel kun je dan makkelijk met een paar M3 schroefjes op het ijzeren frame schroeven.

M.i. zit je dan aanzienlijk minder te klooien om het bandje te bevestigen en het netjes te spannen.

[Gerrit]

Volgende stap is (nieuwe) folie aan de trafo's solderen en precies op maat maken. Daarnaast moet er nog een hulpstuk komen om het bandje te plaatsen.

Gerrit

Vandaar mijn idee om (epoxy)printplaat te nemen met een sleuf in het midden. Daar kun je dan makkelijker het bandje op voormonteren en gelijk de koperen printbanen als nette geleider aan weerszijden naar het einde van het bandje gebruiken. Dat geheel kun je dan makkelijk met een paar M3 schroefjes op het ijzeren frame schroeven.

M.i. zit je dan aanzienlijk minder te klooien om het bandje te bevestigen en het netjes te spannen.

Het valt wel wat mee met het gepruts, het kon wel eens voldoende zijn een pincet van 19mm breed te maken om het bandje te plaatsen. De isolatieplaatjes helpen zoals bedoeld goed met het plaatsen en centreren.
Voordeel van jouw aanpak is dat je makkelijker een bandje wisselt, maar dan moeten er natuurlijk wel meerdere frames gemaakt worden. M3 is ook te dun om door de hele plaat heen te gebruiken, dan zou ik een stukje moeten boren en dan draad tappen of M4 gebruiken. Ik wil ook eigenlijk niet in de plaat boren om het veld niet te verstoren, de gaten zouden namelijk in het stuk komen waar de fluxdichtheid hoog is. Kortom, ik blijf bij mijn huidige plan. Het is immers ook al bijna klaar.

Gerrit

[Pjotr]

Ik ben benieuwd Gerrit. Overigens denk ik niet dat je je erg druk hoeft te maken dat een paar M4 schroefjes in het frame, de homogeniteit van het veld in de gap gaat beïnvloeden.

Het dunner maken van het bandje doet wel de weerstand verhogen. Dat wordt dan wel weer gecompenseerd door een verhoging van het rendement maar de warmtecapaciteit neemt ook evenredig af. Dus de warmtebuffering van langere pulsen neemt ook af en m.i. daarmee de belastbaarheid. Mij lijkt het bandje daarmee alleen maar kwetsbaarder worden. Niet alleen voor dat maar ook voor tocht. Dus of je daar netto netto nu wat mee wint?

[Gerrit]

Het wordt steeds spannender.....

Een houten pincet van 19mm breed, een rollensnijder voor het snijden van de folie en het hulpstuk voor het plaatsen van het bandje met een bandje van gewone folie.
De tweede trafo is nu ook van koperfolie voorzien. De primaire inductie is ietsje minder (59,8mH i.p.v. 61,7mH) en de lekinductie is net als bij de eerste trafo zeer laag, slechts 3,78µH op 12cm van de trafo. Als i.p.v. de isolatiefolie en stukje triplex van 1mm dik tussen de folies geplaatst wordt dan is de lekinductie 4,8µH, een toename van ruim 25%. Dit betekend dat het hoog-af punt met ruim 25% zakt! Dit om aan te geven hoe belangrijk het is dat de geleiders zo dicht mogelijk op elkaar zitten.
Gemonteerd ziet het er nu zo uit:

Alleen de kopjes en de moertjes van de M3 messing boutjes steken uit, verder is de plaat helemaal vlak. De koperfolie is met dubbelzijdig plakband op de plaat bevestigd. Dit is trouwens het eerste bandje wat er nu in zit, dat ging erg vlot en eenvoudig. De bandtweeter weegt overigens 1,8kg.

Het dunner maken van het bandje doet wel de weerstand verhogen. Dat wordt dan wel weer gecompenseerd door een verhoging van het rendement maar de warmtecapaciteit neemt ook evenredig af. Dus de warmtebuffering van langere pulsen neemt ook af en m.i. daarmee de belastbaarheid. Mij lijkt het bandje daarmee alleen maar kwetsbaarder worden. Niet alleen voor dat maar ook voor tocht. Dus of je daar netto netto nu wat mee wint?

Ik heb begrepen in het algemeen folie van minder dan 10micron gebruikt wordt, meer richting de 5µ. Bij het vorige bandje heb ik al eens sterkere folie gebruikt, toen zag je een duidelijke afname van het hoog. Ik heb nu drie diktes om uit te proberen, ben benieuwd wat er uit komt.

Nu gaan we meten...

Gerrit

[Gerrit]

De eerste resultaten, gemeten op 50cm op de luisteras. Als versterker is de AS2.100 gebruikt met een 500Hz 24dB/oct hoogdoorlaat filter.
MLS:

Twee piekjes bij 6kHz en 7kHz, een bult bij 12kHz en een opstapje bij 3kHz. Geen reden tot juichen, maar beroerd is het zeker niet. 20kHz wordt in ieder geval wel gehaald.
Sinus meting:

Dit lijkt er meer op. De THD (groen) bij 1kHz is weliswaar 1,7%, maar dit is bij 94dB op 50cm. Bij 1500Hz duikt de vervorming al onder de 1%. De THD bestaat voornamelijk uit 2e en 3e harmonische, de 4e t/m 8e harmonische zijn afzonderlijk weergegeven en liggen duidelijk lager.
Het lijkt er op dat het bandje vanaf 1500Hz wel te gebruiken is, dat is al een heel mooi resultaat. Hier heb ik wel een glaasje Springbank 21 mee verdiend dacht ik

Gerrit

[Pjotr]

Vind het helemaal niet slecht Gerrit! Dat oplopen lijkt mij het fenomeen dat het steeds meer van het bandje mee gaat doen met oplopende frequentie. Misschien toch wat slapper spannen? Kan natuurlijk ook gewoon de "dipool kortsluiting" zijn. Dat kun je gemakkelijk afchecken door het front te verbreden. Maar eigenlijk verwacht ik daarvan toch een steiler verloop (20dB/decade).

Ben trouwens wel benieuwd wat de elektrische responsie over het bandje is en of de inductie van bandje en koperstrips op het frame de bandbreedte nog veel nadelig beïnvloedt.

[bas focal m180]

Je bent echt super bezig, hier wordt ik echt blij van om al dit moois te zien ontstaan tot een echte bandtweeter.

[Gerrit]

Vind het helemaal niet slecht Gerrit! Dat oplopen lijkt mij het fenomeen dat het steeds meer van het bandje mee gaat doen met oplopende frequentie. Misschien toch wat slapper spannen? Kan natuurlijk ook gewoon de "dipool kortsluiting" zijn. Dat kun je gemakkelijk afchecken door het front te verbreden. Maar eigenlijk verwacht ik daarvan toch een steiler verloop (20dB/decade).

Ben trouwens wel benieuwd wat de elektrische responsie over het bandje is en of de inductie van bandje en koperstrips op het frame de bandbreedte nog veel nadelig beïnvloedt.

Dank je,
Ik moet nog eens uitvogelen wat de dipool kortsluiting zou moeten zijn. Er moet inderdaad ook met de spanning van het bandje gespeeld worden.
De elektrische respons over het bandje en het signaal op de uitgang van de versterker moet ook nog bepaald, er is nog genoeg te doen

Je bent echt super bezig, hier wordt ik echt blij van om al dit moois te zien ontstaan tot een echte bandtweeter.

Dank je,
We zijn er nog niet, maar er is wel een belangrijke mijlpaal gezet. De bandbreedte is op zich OK en de vervorming is zeer acceptabel om niet te zeggen best wel laag.

Helaas staat het Twaron op nalevering, dus het echte luisteren zal even op zich moeten laten wachten

Gerrit

[Gerrit]

Voor het meten van de elektrische respons curves heb ik het chipampje weer tevoorschijn gehaald. Hier zijn de curves voor het signaal op de uitgang (rood) en het signaal gemeten aan de messing boutjes waarmee de koperfolie vast zit (blauw).

-0,57dB bij 40kHz
De trafo presteert buitengewoon goed en de manier van aansluiten werkt ook prima zo. Het signaal bij de versterker is 2,96dBV (1,41V), op de messing boutjes is het -19,6dBV (0,105V). De verhouding is 22,6dB (factor ~13), op grond van de wikkelverhouding hadden we en factor 11 = 20,8 dB verwacht. Tussen de versterker uitgang en de boutjes raken we dus 1,8dB kwijt, dat valt alleszins mee gezien de zeer lage impedantie.
Op 50cm van het bandje is er dit signaal:

Dit is met 1/6oct smoothing om het wat overzichtelijker te maken. Het grafiekje van mijn meetmicrofoon gaat niet verder dan 20kHz dus het is niet met zekerheid te zeggen wat hier de beperkende factor is, maar je kunt denk ik toch wel stellen dat het bandje tot 23kHz gaat.


Gerrit

[Pjotr]

Dat valt alleszins mee Gerrit. Omdat de koperen strips over het ijzer (ferromagnetisch) lopen is het een beetje tricky hoeveel de zelfinductie daarvan wordt. Maar het zit zo te zien geenszins in de weg. Het is altijd goed om dat even af te checken.

[bas focal m180]

Kan je toevallig ook waterval meting maken.

Kunnen we zien of die 6,5khz alleen een vehoging is die snel uitsterft.

[Pjotr]

Yup, altijd leuk. Verder doet het monotoon rimpelige karakter van de responsie mij vermoeden dat er toch ook wel reflecties van de mic standaard e.d. zijn mee gemeten.

[Gerrit]

Kan je toevallig ook waterval meting maken.

Kunnen we zien of die 6,5khz alleen een vehoging is die snel uitsterft.

Ja, komen er later aan. Voor MLS metingen moet er echt een filter voor, dus dat doe ik voor het gemak met de AS2.100.

Yup, altijd leuk. Verder doet het monotoon rimpelige karakter van de responsie mij vermoeden dat er toch ook wel reflecties van de mic standaard e.d. zijn mee gemeten.

Grote kans op, het is een sinus sweep zonder enig tijdvenster. Ik wilde straks beginnen met een paar metingen op verschillende afstand om zo de minimale bruikbare meetafstand te bepalen, in een huiskamer blijft het toch altijd behelpen.

Het Twaron is inmiddels ook onderweg, dus dit weekeind kan er waarschijnlijk stereo geluisterd worden

Gerrit

[Gerrit]

Hier zijn wat MLS metingen op verschillende afstanden: 5cm, 10cm, 20cm, 40cm en 80cm

Van de meting op 40cm is hier het waterval diagram met een verticale schaal van 50dB:

In 'de folder' wordt in het algemeen een schaal van 25dB gebruikt:

Gerrit

[bas focal m180]

Dat is erg netjes , in de -25DB meting zie je iets bij 6,5khz maar als je die piek linear maakt is dat kleine rimpeltje onderin ook weg.
Dat piekje is geen membraam resonantie

Ik zeg netjes .

[Pjotr]

Dat piekje is geen membraam resonantie

Ik zeg netjes .

Klopt, en de zig-zag op 6 KHz duidt ook op een diffractie resonantie, al zou die vanwege de dipool constructie weg moeten vallen. De tijdas is trouwens wel erg lang om het goed te kunnen zien. 2ms zou geschikter zijn om de afval te kunnen beoordelen.

[Gerrit]

Dat is erg netjes , in de -25DB meting zie je iets bij 6,5khz maar als je die piek linear maakt is dat kleine rimpeltje onderin ook weg.
Dat piekje is geen membraam resonantie

Ik zeg netjes .

Dank je, maar oordeel niet te snel....
Aangezien ik toch het bandje wil wisselen om deze slapper op te hangen heb ik nog het volgende geprobeerd: langs beide randen van het bandje voor en achter een streepje siliconenvet van boven tot onder:

Het zou ook kunnen dat het afdichten van de rand op zich verantwoordelijk is voor de verandering, maar ik denk dat er toch ook een effect is op de resonantie van het bandje.

en met 25dB schaal

Tsja, of het nou beter geworden is

De spreiding is volgens mij wel OK, ook verticaal valt het wel mee (een stuk beter dan het lange bandje). Ik ben even om de dipool heen gelopen met ruis als signaal. Op exact 90 graden hoor je ineens alleen nog maar de reflectie uit de kamer, het bandje valt totaal weg., een vreemde gewaarwording.

Gerrit