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Lautsprecher-Umschalter Nordhausen 2019

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  • This topic has 30 Antworten, 7 Teilnehmer, and was last updated vor 4 days, 17 hours by LianenSchwinger.
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    • #45660
      LianenSchwinger

      Seit unserem Jahresabschluss-Event in Nordhausen sind schon wieder ein paar Wochen ins Land gegangen und viel Wasser den Main runter geflossen. So wird es langsam Zeit meine Bringschuld zum Lautsprecher-Umschalter zu begleichen.

      An dieser Stelle möchte ich mich nochmals für das rege Interesse und den Zuspruch zum Umschalter bedanken. Von mir ein Dank an die „Lautsprecher Spakos“, die mit der „Ein Odu für Udo“ die Vorlage geschaffen haben.

      Der erstmalige Wunsch nach einem Umschalter kam mit dem Bau der SB24 ACL und dem lästigen Umstecken der Lautsprecher zum Vergleichen, insbesondere nach dem Bau der SB12 ACL. Letztendlich bestärkt, einen solchen zu bauen, wurde ich dann beim Hörevent, Ende Oktober, von Matthias in Darmstadt. Hier Bestand die Herausforderung im Wechsel von 3 Lautsprechern und 2 Verstärkern. An diesem Tag habe ich, gegenüber Matthias, quasi meine Umschalter angekündigt.

      Spätestens jetzt war klar, dass der zu Beginn des Projekts geplante einfache Umschalter, für 2 Lautsprecher per Schalter, nicht ausreicht. Gesetzt waren also schon mal 2 Verstärker und mindestens 4 Lautsprecherpaare. Die Verstärker kann man zwar mit einem Y-Kabel von einer Eingangsquelle befeuern, aber das soll zu Lasten des Basses gehen. Ergo noch ein Relais für die Quelle zum jeweiligen Verstärker. Wo wir schon dabei sind, wäre es doch auch nett 2 Eingangsquellen schalten zu können. Somit standen die Eckparameter… und viel mehr geht auch nicht auf die Rückseite eines Gehäuses in klassischer Hifi-Breite.

      Rückseite

      Wie sich zeigte reichen 4 Lautsprecherpaare aber bei weitem nicht aus.

      ACL-Fraktion Nordhausen 2019

      Der November zog dahin und Nordhausen war schon in der Planungsphase, aber ich noch keinen Schritt weiter in der Umsetzung. Jetzt hieß es in die Gänge kommen und den Plan endlich umzusetzen.

      Das Ganze ließe sich natürlich immer noch mit einfachen Schaltern realisieren. Da ich aber ein bequemer Mensch bin, mit dem Alter das Bücken immer schwerer fällt und die Umschaltzeit wesentlich zum Vergleich von Lautsprechern beiträgt, pimpen wir das Projekt doch gleich mit einem Arduino, einem Display für die Anzeige der gewählten Komponenten sowie einer Fernbedienung auf. Hier noch der Hinweis, dass ich zwar Grundlagen in der C-Programmierung, aber noch kein größeres Projekt auf dem Arduino realisiert habe.

      Test der Fernbedinung und des Display s

      Auch wenn der Umschalter hier gelobt wird, ist es doch einfach nur ein Relaisumschalter, auf elektronischem Wege. Das Schalten der Relais kann man mittels Transistoren bewerkstelligen oder wie ich mit einem ULN2803 als Treiber. Dieser kann bis zu 8 Lasten schalten. Da der Arduino aber an keinem seiner Ports alle 8 Bits parallel frei zur Verfügung hat (irgend ein Pin ist immer schon durch eine Funktion belegt) hab ich die i2c Schnittstelle bemüht und einen PFC8574 als 8 Bit Porterweiterung genutzt. Durch die Eigenheit des PFC8574 beim PowerUp alle Ausgänge auf High zu setzten kommt noch ein SN74HCT540 als 8 Bit Inverter hinzu. Damit ziehen nicht alle Relais beim Start an. Das 20×4 Zeichen Display wird ebenfalls über die i2c Schnittstelle angesteuert. Fehlt nur noch ein Pin für den IR- Empfänger.

      Platine Bestückungsseite

      Im oberen Teil der Platine sieht man noch einen DC-DC StepDown-Wandler der mir die benötigte +5V Spannung für den Arduino und die IC’s bereitstellt.Der Arduino Nano ist noch nach Wild-West-Manier verdrahtet, da ich mich letztlich noch nicht auf den finalen Mikrocontroller festgelegt habe.

      Stand heute würde ich den PCF8574 gegen einen MCP23008 tauschen, da dieser das Schaltungslayout durch seine Pin-Belegung wesentlich vereinfacht und auch der Inverter entfallen kann. Dies bedingt aber Änderungen im Programmcode.

      Hier noch die Lötseite der Platine mit den Unterbrechungen.

      Platinen Lötseite

      Natürlich ist mir beim Aufbau der Schaltung ein kleiner Fehler unterlaufen. Ich hatte die beiden Enable-Pins des SN74HCT540 auf High statt Low gelegt. Somit war eine kreative Lösung mit Freiverdrahtung angesagt.

      Als Relais habe ich die aus der „Odu“ bekannten Finder 56.9.34 in der 12V Variante gewählt. Diese besitzen 4 Wechselkontakte und sind somit optimal für die Umschaltung eines Lautsprecherpaars. Ob der max. Dauerstrom von 12A aber wirklich von Nöten ist glaube ich nicht. Hier kann also jeder in der Wahl seiner Relais kreativ werden.

      Relaisbatterie

      Für meine Erweiterung, der Anzahl der Lautsprecher, werde ich z.B. ein fertiges 12V, 16fach Relaisboard (16 Wechselkontakte, somit Ersatz für 4 Finder-Relais) mit 10A Schaltleistung einsetzen. Dies hat auch gleich einen DC-DC StepDown Spannungswandler für +5V sowie Optokoppler für den Anschluss an einen Mikrocontroller on Board.

      Auf die Programmierung des Arduino Nano gehe ich an dieser Stelle nicht weiter ein. Das Programm, im klassischen Spagetti-Code, stelle ich natürlich per PN für die individuelle Anpassung an die eigenen Wünsche bereit. Insbesondere die ausgesendeten Codes der Fernbedienung müssen ausgelesen und im Programm hinterlegt werden.

      Neben der eigentlichen Funktion des Umschaltens der Verstärker, Eingangsquellen und Lautsprecher ist noch eine Mute-Funktion sowie eine Abschaltung des Displays für einen Blindtest integriert.

      Belegung Fernbedienung

      Auch wenn der Umschalter in seiner jetzigen Ausbaustufe meinen Bedürfnissen gerecht wird, juckt es mich doch in den Fingern das Projekt weiter auszubauen. Als da wären:

      • Möglichkeit für den Anschluss von Röhrenverstärkern (ein leichtes…)
      • Erkennung ob am angewählten Port Lautsprecher angeschlossen sind (auch leicht…, aber nur für Passiv-LS)
      • Visualisierung des gerade aktiven Lautsprechers (auch kein Hexenwerk)
      • Möglichkeit zum Abgleich der unterschiedlichen Pegel der Lautsprecher (hier hab ich bereits einen Lösungsansatz).
      • Konfiguration über Webinterface, App oder Bluetooth (größte Baustelle, wobei Bluetooth-Anbindung schon steht)
      • Einbeziehen von Aktiv-Lautsprechern und Subwoofern
      • Umschalten von RCA-Chinch, Toslink und S/PDIF Koax Eingangsquellen
      • Modulbauweise und Autokonfig der Hardware
      • Tausch des PCF8574 gegen MCP23008 oder MCP23017 für 16 Anschlüsse.
      • ESP32 als Mikrocontroller

      An dieser Stelle ein Aufruf an Euch, die obige Liste ggf. zu erweitern.

      Vielleicht baue ich noch einen weiteren Umschalter der besonders auf die Udo und Mona-Fraktion ausgerichtet ist. Interner Verstärker (Nobsound 14G) und interner Zuspieler (Hifiberry DAC+ Pro) sowie CD-Laufwerk, natürlich mit der Möglichkeit des Umschaltens auf externe Komponenten. 8 Lautsprecherpaare mit Subwoofern (hier aber wohl nur 4 aus 8). Das Ganze in einer schlanken Säule ala SB12 ACL… oder doch lieber einen für die Gruft mit Aktiv- und Passiv-Lautsprechern…

      Ich hoffe, ich darf es an dieser Stelle verraten, Rundmacher ist auch schon in der Umsetzung seiner eigenen Variante des Umschalters und wir dürfen bestimmt gespannt auf seine Präsentation im großen Saal von Nordhausen 2020 sein.

      So genug der vielen Worte und los geht’s. Lasst die Lötkolben glühen und setzt Euren eigen Umschalter um. Für das Jahresabschluss-Event 2020 in Nordhausen verlosen wir dann die Anschlusszeiten der vielen neuen Umschalter.

      VG Jörg

       

      Hier noch Schaltplan und Relaisverdrahtung:

      Schaltplan

      Relaisverdrahtung

    • #45684
      Sparky

      Guten Abend Jörg,

      es freut mich, dass ein Beitrag unserer Chaotentruppe Dich zu einem so tollen Gerät inspiriert hat.
      Seinerzeit kam bei uns ja auch der Vorschlag auf, Mikrocontroller zu nutzen, der Konsens einigte sich aber auf Simplifikation und robust, so habe ich die kleine diskrete Schaltung mit den Darlington-Transistoren gebastelt. Die Funktion Deines Umschalters auf diese Weise aufzubauen wäre ungleich schwerer, da lohnt dann tatsächlich der Einsatz “moderner Technik” 😉

      Wobei mir bein Anblick von Finder immer das Wort “bewährt” in den Sinn kommt, wenn ich mir ansehe, was manche Verstärker für winzige Fisselrelais auf der Platine haben und damit sogar ihre gesetzliche Gewährleistung durchhalten, dann hält so ein Umschalter mit “Erwachsenen-“Relais locker 30 Jahre durch.

       

      Gruß,
      -Sparky

    • #45701
      LianenSchwinger

      Hallo Sparky,

      ich bin ja immer beeindruckt, wenn ich Berichte von Eurer “Chaotentruppe” lese und der Bericht des Odu hat mich nicht nur technisch sondern besonders menschlich beeindruckt.

      Die Finder Relais sind mit sicherheit für die Ewigkeit gebaut. Das Klackern der Relais verzügt mich auch immer wenn ich umschalte. Aber mal die Frage nach der Dauerleistung, muss es die 12A Version sein oder reicht da auch die 55er-Serie mit ihren 7A?

      Für meine Erweiterung der Anzahl Lautsprecher werde ich zwar jetzt so ein 16fach 12V Fertigmodul nutzen, hab aber irgendwie kein rechtes Vertrauen darin. Warscheinlich unbegründet… Ich glaub ich werde das Modul mal einen Stresstest aussetzen. 🙂

      G Jörg

      • #45760
        Sparky

        Guten Abend Jörg,

        sicherlich, die 7A-Variante wird auch lange halten.
        Ich bin bei sowas halt maximal konservativ und sage stets, viel hilft viel.
        Dies kommt aus der Erfahrung in der Industrie, wenn ich dort Anlagen auslege,
        bekomme ich ja über die Jahre mit, welche Bauteile eine gute Haltbarkeit haben.

        Auch wenn hier “Werbung” für Finder sicher deplatziert ist (falsche Zielgruppe)
        und ich auch keinen Werbevertrag mit denen habe, sind deren elektromechanische Relais so ein Kandidat, sofern richtig ausgelegt.

        Beispiel: Wir schalten bei älteren Anlagen Ventilspulen für Hydraulikventile über Koppelrelais, um SPS-Karten mit 32 Ausgängen nutzen zu können. Das spart Platz, denn eine Karte, die die Ventile direkt schalten kann, hat nur 8 Ausgänge. Zumal ist so ein Relais günstiger gewechselt als eine SPS-Karte.

        Nur: Die 32er Karte kann nur 0,5A schalten pro Ausgang, das Ventil zieht jedoch um 1,5A.
        Also ein Relais dazwischen. Mann könnte ja jetzt sagen, 2A reicht, doch weit gefehlt. Bewährt haben sich von der o.g. Firma Relais mit 16A Schaltvermögen. Dabei geht es nämlich nicht um das Dauerstrom-Schaltvermögen, sondern um den Kontaktabbrand. So ein Relais macht dann in Dreischicht schon mal 23.760.000 Schaltspiele im Jahr und steter Tropfen höhlt den Stein. Ja, wir schalten DC und normal dreht man ja auch bei einem Umschalter vorher den Verstärker leise; aber: Wenn ich nen Umschalter plane, dann möchte ich auch, dass der nicht bei “Fehlbedienung” frühzeitig kaputt geht.

        Fazit: Normal würden sogar kleine Printrelais reichen, aber mit den originalen Leicas konnte man neben Photos machen auch einen Nagel in die Wand kloppen und diese Form der Qualität sollte nicht komplett aussterben 😉

         

        Gruß,
        -Sparky

        • #45761
          LianenSchwinger

          Hallo Sparky,

          danke für die Ausführung. Wieder was gelernt. 😊

          Und ja, wenn ich den PGA2311 noch in den Umschalter einbaue, werde ich vor dem Umschalten sogar Muten. 😎

          G Jörg

           

        • #45763
          Sparky

          Gern 🙂

          Der Vorteil beim Selberbauen ist ja, mann muss wie der Kaufmann nicht peinlichst das Budget im Auge haben, sondern kann es so machen, dass es “ewig” hält. Das macht Spaß als Techniker, denn in der Wirtschaft wird man ja gezwungen, den Kompromiss immer mehr Richtung “günstig” zu schieben. In private Projekte kann man mehr Herzblut stecken und es so realisieren, das es möglichst wartungsfrei ist.

           

          Gruß,
          -Sparky

    • #45704
      LianenSchwinger

      Hallo geneigte Leser, 🙂

      nachdem jetzt die neue Bilderfunktion implementiert ist, hänge ich den Schaltplan und die Verdrahtung der Relais sowie eine Gesamtansicht des Innenlebens nochmal als Anhang an.

      G Jörg

    • #45718
      Rundmacher

      Hallo,

      Ich hoffe, ich darf es an dieser Stelle verraten, Rundmacher ist auch schon in der Umsetzung seiner eigenen Variante des Umschalters…

      Aaach, das ist doch kein Geheimnis.
      Ich glaube ich spreche zumindest für alle die welche hier mitlesen oder bereits eigene Ambitionen verfolgen.
      Einen großen Dank an Lianenschwinger!
      Ohne seine sofortige und permanente Hilfsbereitschaft (mit ADW-Geschwindigkeit) hätte ich so etwas nicht in Angriff genommen, das wären viele Wochen an nötiger Freizeit gewesen. Freizeit, welche dann zum Boxenbau fehlt.
      Natürlich, einen Umschalter benötigt nicht jeder. Es hat sich gezeigt das ich mittlerweile öfter einmal Hörgäste akustisch versorgen darf und es ist für den Hörvergleich unterschiedlicher Boxen für das Ohr immer vorteilhaft wenn die Umschaltung ohne Pausen erfolgt. Und wenn es bequem mit Fernbedienung geht und das Ganze einem auch noch vor Ort direkt präsentiert und schmackhaft gemacht wird…

      Daher schaffe ich mir so ein Ding an.

      • der für mich schwierigste Teil ist der Mikrocontroller samt IR-Empfänger, Display, Fernbedienung – ohne Unterstützung vom Lianenschwinger bin ich da tot
      • als 8-Bit I/O Expander mit Serial Interface kommt der MCP 23008
      • ich habe mich auch für zwei Input-Quellen entschieden, auf jeden Fall zusätzlich zu RCA mit Toslink, S/PDIF ist dann auch kein Problem, Umschaltung nicht mit Relais
      • keine Lautstärkeregelung, das können die Zuspieler oder Aktivboxen erledigen
      • die Lautsprecheranzahl, es ist 4 x Stereo im Original und das wird es auch bei mir. Mindestens. Hängt von den verfügbaren Relais ab.
      • Gehäuse. Erst einmal ausreichend groß, wer weiß was da noch kommt. Stahlblech, ein fertiges.
      • Relais. Ein bewährtes, zuverlässiges Produkt aus der Mikrocontroller-Community, im Anhang das Bild. Die Karte ist für unter 12 € erhätlich, das sind 16 Relais mit einem Umschalter pro Relais, dafür sind die ULN2803 Treiber IC’s mit drauf plus LED Anzeigen und Optokopplereingängen,  das vereinfacht vieles. Die Schaltleistung ist mit 10A bei 250V AC und 15A bei 125V AC angegeben, mehr als ausreichend.

      Die Hardware trudelt so langsam ein, schneller ist Lianenschwinger mit der Software. Ich sehe gerade er hat für die Trennrelais eine Verzögerung von 250 ms vorgegeben (damit Lastfrei umgeschaltet werden kann), sehr schön. Die Bleederwiderstände für die Ersatzlastanschaltung an die alten Röhren-Amps kommen auch gerade. 🙂

      Bis auf weiteres

      Rundmacher

      • #45738
        LianenSchwinger

        Hallo Rundmacher,

        es ist richtig, dass die Lautstärkeregelung  die Zuspieler oder Aktivboxen erledigen können. Mir geht es hierbei um den Pegelabgleich verschiedener passive Lautsprecher. Die Pegelanpassung erfolgt dann automatisch mit Umschalten der Boxen. Heißt, ich muss, wenn ich z.B. von einer SB24ACL auf eine Chorus 52ACL umschalte nicht manuell am Verstärker die Lautstärke runterregeln.

        Die Einbindung des MCP23008 statt des PCF8574 ist ja schon umgesetzt mit dem schönen Nebeneffekt, dass der 8 Bit Inverter SN74HCT540 entfallen kann. 😎

        Ich setze das von Dir gezeigte Board auch für die Erweiterung meiner Box auf 8 Lautsprecher ein. Dank i2c-Bus alles kein Problem. 😀

        Wie möchtest du denn die Bleederwiderstände für die Ersatzlastanschaltung an die alten Röhren-Amps schalten. Ich hatte dazu, dass noch nicht vorhandene, Relais0 vorgesehen. Dabei die Schließer des Relais0 an einen der Verstärker Kontakte an Relais1 und an die Öffner von Relais0 die Widerstände. Da meine Grundschaltung nur 8 Relais schalten kann, geht auf diese Weise nur ein Röhrenamp. Gibt es eigentlich Wischer-Relais, die kurzzeitig beide Kontakte verbindet? Dann würde der Röhrenamp immer eine Last sehen. Wahrscheinlich sind aber ein paar Millisekunden unkritisch.

        Oder hängst du die Widerstände parallel zu den Verstärkerausgängen (hab ich auch mal bei meiner Recherche zum Umschalter gelesen). Hätte das dann Auswirkungen auf den Klang?

        Andererseits braucht man die Widerstände überhaupt wenn ich die Eingangsquelle umschalte? Am Eingang des Röhrenlampe läge ja dann kein Signal an was verstärkt werden könnte und somit auch nichts am Ausgang. 🤔 Fragen über Fragen 🤣

        G Jörg

        • #45746
          LianenSchwinger

          … grad nochmal nachgedacht. Wenn man das Trennrelais quasi dreht, könnte man auch Relais1 für einen Röhrenamp verwenden. Dann muss man zum lastfreien Schalten die beiden Relais0 und 1 auf die Widerstände umschalten. Das Trennrelais wäre dann das Wechselrelais für die Verstärker.

          Ich werde bei mir nur einen Röhrenamp vorsehen. Ansonsten würde mir die Überprüfung, ob Lautsprecher am angewählten Lautsprecherport angeschlossen sind verloren gehen. Nicht ganz unwichtig für einen Röhrenamp. 😉 Nicht das man ins Leere schaltet.

          G Jörg

        • #45762
          Rundmacher

          Solche Relais gibt es, zumindest per Definition, Stichwort Folgewechsler, da sind kurzzeitig alle drei Kontakte verbunden. Aber ob sie allgemein handelsüblich sind? k.A.

          Ich werde wahrscheinlich nur einen Lautsprecherport für Röhre auslegen. Mit dem Verschalten gibt es wie immer verschiedene Möglichkeiten, Sparky hatte den Mittenkontakt COM nach Außen zum Verstärker geführt, findest du in der Galerie.

          Jetzt brauche ich erst einmal die Fernbedienung, dein Programm ist ja für die geschrieben. Hast du einen Link?

          Gruß Rundmacher

        • #45764
          LianenSchwinger

          Hallo Rundmacher,

          wenn Du den Mittenkontakt zum Verstärker führst brauchst Du noch Relais0. Wird es der 1. oder der 2. Verstärker? Dann programmier ich das schon mal für Dich rein. 🙂

          Die Fernbedienung ist von einem ausrangierten Kabelreceiver. Im Grunde kannst Du jede nehmen musst nur die Codes auslesen. Das geht auch mit dem Arduino.

          IR Receiver an Arduino

          Der Code wird Dir teilweise bekannt vorkommen. 😉 Anleitung Nr. 02 beschreibt übrigens die Ansteuerung des Displays. 😇

          G Jörg

        • #45768
          Sparky

          Guten Abend Rundmacher,

          solche Relais gibt es in der Tat, diese sind als MBB-Relais gekennzeichnet (Make-Before-Break, wie der Engländer sagt) oder zu gut Deutsch: Schalten vor dem Unterbrechen.

          Das ist vergleichbar mit dem schleichenden Öffner oder voreilenden Schließer, wo sich im Gegensatz zum Sprungschaltglied die Schaltzustände eine kurze Zeit überlagern.

          Das wird sehr gerne im Niedrigsignalbereich verwendet, z.B. Lautstärkeregelung im Vorverstärker über Relais und Widerstandsdekade. Wenn die Relais da “fliegend” schalten wie beim Staffellauf, “ploppt” es nicht herum.

          Bei Leistungsrelais ist das kritischer zu sehen, bevor man da zwei “inkompatible” Verstärker am Ausgang gemeinsam kurzschließt, wäre mir saubere Trennung wichtiger.

          Dann lieber mit Zeitglied arbeiten: Die Röhre zuerst (kurzzeitig parallel) auf Kokelwiderstände schalten, dann sauber trennen und den anderen Verstärker auf die Lautsprecher geben.

           

          Gruß,
          -Sparky

        • #45771
          LianenSchwinger

          Hi Sparky,

          mir ging es um die Umschaltung des Röhrenamp von den Widerständen auf die Lautsprecher. Somit würden kurzzeitig die Widerstände und die Lautsprecher parallel geschaltet. Die Verstärker sind zu jederzeit von einander getrennt.

          Die Frage ist nur ob das Sinn macht oder die paar Millisekunden ohne Last der Röhre egal sind.

          G Jörg

        • #45773
          Sparky

          Nochmals guten Abend,

          Ja, macht Sinn, dann meinten wir das Selbe.
          Röhre ist sehr kurzschlussfest, aber, ohne interne Maßnahmen nicht unbedingt leerlauffest.

          Also macht es ihr nichts aus, den Ausgang kurzzeitig parallel auf Widerstände zu ziehen.
          Leerlauf ist da evtl. kritischer. Also ist das ein guter Weg, beim Umschalten erst Widerstände parallel zum Lautsprecher an der Röhre, dann erst Lautsprecher trennen und auf den anderen Verstärker schalten. Somit ist gewährleistet: Röhre läuft nicht lastfrei (falls man mal ausversehen umschaltet, wenn die Röhre nicht leise gedreht wurde) und dennoch kommen sich beide Verstärker nicht gegenseitig ins Gehege.

          Habe das beim Odo mit ner simplen Ladeschaltung gemacht, mit einem Mikrocontroller kann man dass dann zusätzlich noch absolut exakt realisieren.

           

          …Wenn ich selber ne Röhre zusammenbrate, dann löte ich dort “Schutzelemente” ein.

          -150 Ohm “Kokelwiderstand” parallel zum Ausgang des Übertragers
          -Klemmschaltung am Eingang des Übertragers

          Die ganze Krux besteht halt darin, den Ausgangsübertrager vor einem Wicklungsdurchschlag im Leerlauf zu schützen. Und da ist diese 150 Ohm Methode schon ohne weitere Maßnahmen recht hilfreich, um das Gerät einigermaßen eigensicher zu bekommen. Der “Kokelwiderstand” muss halt etwas Last abkönnen im Zweifel, also nicht zu klein wählen. Daher, auch für den Umschalter: Der Widerstand, für den “Worst Case” ausgelegt, sollte die maximale Ausgangsleistung der angepeilten Röhre “verheizen” können ohne abzurauchen, denn wenn er in diesem Szenario stirbt, geht der Übertrager durch. Wenn man jetzt nicht gerade einen absoluten Bakalonen von Röhrenverstärker sein Eigen nennt, kommt man mit 25-50W hin.

           

          Gruß,
          -Sparky

    • #45809
      LianenSchwinger

      Hallo Zusammen,

      es wird eine vereinfachte Version des Umschalters geben. Ich warte zur Zeit noch auf ein paar Bauteile.

      Diese Version ist modular aufgebaut und kann somit den individuellen Wünschen angepasst werden.

      Grundlage ist hier weiterhin der Arduino Nano. Als Porterweiterung der MCP23008, der per Buchsenleiste direkt auf das bereits erwähnte 16 fach Relaismodul gesteckt und per i2c-Bus angesteuert wird. Diese Platine braucht bis auf einen Kondensator und 7 Brücken keine weiteren  Bauteile.

      Weiterhin das bekannte 2×40 Display und die Steuerung über Fernbedienung. Die Fernbedienung möchte ich anlernbar am Arduino machen damit jeder seine eigene Fernbedienung nutzen kann.

      Es wird folgende Module geben, die vom Programm selbständig erkannt und entsprechend eingebunden werden. Die ersten 4 Module sind übrigens absolut Baugleich. Die Verwendung erfolgt über die Adress-Pins des MCP23008.

      – Verstärker und Quellenumschalter für 2 Verstärker (wobei auch 2 Röhrenverstärker möglich sind) und 2 Eingangsquellen

      – Grundrelais-Platine für 4 Lautsprecher mit Erkennung, ob Lautsprecher angeschlossen sind

      – Relaiserweiterung um 5 Relais (auch hier funktioniert die Erkennung)

      – Subwoofererweiterung für bis zu 8 passiven Subwoofern (1:1 Zuschaltung zu den Lautsprechern)

      – Signalerweiterung für die optische Signalgebung welcher Lautsprecher gerade läuft

      Bis auf die Grundrelais-Platine sind alle weiteren optional. So kann man mit einem Umschalter für 4 Lautsprecher beginnen und später ggf. aufrüsten. Auch das Display kann entfallen.

      Auf der Steuerungsplatine mit dem Arduino Nano finden sich nur noch Steckerleisten für die Verbindung zu den einzelnen Modulen.

      Ich hoffe hiermit die Schwelle für einen möglichen Nachbau drastisch zu senken.

      Die Kosten für einen maximalen Ausbau mit alle obigen Modulen dürfte um die 65€ liegen. Zusätzlich werden noch die Anschlußbuchsen, 12V Netzteil und ein passendes Gehäuse benötigt.

      VG Jörg

      • #45863
        LianenSchwinger

        Hallo,

        hier schon mal die Schaltung für die Aufsteckplatine der Relaisboards.

        Aufsteckplatine MCP23008

        Ich hoffe man siehst das die nebeneinanderliegenden Kontakte der Buchsenleiste miteinander verbunden sind. Also GP7 von MCP ist mit Pin 2 und 12 der Buchsenleiste verbunden usw. Somit werden immer 2 Relais gleichzeitig geschaltet, was nicht weiter schlimm ist, da wir ja immer Plus und Minus der Verstärker oder Lautsprecher schalten bzw. linker und rechter Kanal der Quellen.

        Wenn man die 10×2 Buchsenleiste als 90° gewinkelte Version nimmt, kann man die Platine direkt auf das Relaisboard stecken.

        SDA und SDL kommen über Steckkontakte auf der Steuerplatine des Arduino Nano. +12V und GND12V mit +12V und GND des Relaisboards verbinden. +5VD und GNDD werden vom Relaisboard zur Verfügung gestellt.

        Die Widerstände und Dip’s kann man natürlich direkt durch Brücken gegen +5VD und GNDD ersetzen. Über die 3 Adressbits wird später die Funktion des Boards festgelegt.

        Das Ganze kann man recht einfach auf einer Streifenrasterplatine realisieren. Vergessen einzuzeichnen habe ich den 100nF Abblockkondensator zwischen +5VD und GNDD. 🙂

        Wer den Ausbau in einem Gehäuse plant kann natürlich auch alles auf eine Platine löten und dann per Flachbandkabel die einzelnenn Relaismodule anbinden. Dabei ist darauf zu achten, dass die +5VD, die von den einzelnen Relaisboard bereitgestellt werden, nicht mit einander verbunden werden.

        G Jörg

        • #45864
          LianenSchwinger

          … und ein Bild der Platine, noch mit Stiftleisten statt gewinkelter Buchsenleiste. Dafür aber mit Kondensator. 😉

          MPC23008-3

          VG Jörg

    • #45828
      Rundmacher

      Hallo,

      das geht ja im Turbomodus weiter.

      Er hätte sich mit ein, zwei Gläsern Rotwein tiefenentspannt im Sessel zurück lehnen können, statt dessen zündet Lianenschwinger ein ganzes Feuerwerk von Ideen.

      Es scheint ein Baukastensystem zu werden, von ganz einfach bis ein wenig mehr. DIY machbar von fast jedem, einfach zusammen stecken und klemmen.

      Eine Variante ist diese: die HAMA Fernbedienung Big Zapper von z.B. Pollin, der Controller ist dann  wunschweise auf diese programmiert, das weiß ich schon. 😉

      Solch ein fernbedienbarer Umschalter wird allgemein ein Nischenprodukt bleiben, aber immerhin, er kommt.

      Bis dann

      Rundmacher

    • #45868
      Audicz

      Hallo Leute,

      ich doof, ich verpole sogar Mitteltöner. Falls jemand die Muße hat 2 zu bauen, wäre ich für das Ergebnis empfänglich. Bitte meldet Euch unter Chifre42.

      Gruß Dino

    • #47417
      Rundmacher

      Hallo,
      nach mehreren Wochen intensiv genutzter Zeit ist es soweit, ein ausgiebig getesteter Lautsprecherumschalter wartet auf den Einbau in sein Gehäuse.
      Kurz zusammen fassend darf ich nochmals auf den zum Jahresendtreffen 2019 vom Lianenschwinger präsentierten Lautsprecherumschalter hinweisen, er stieß auf reges Interesse bei der anwesenden Community, nicht zuletzt war es der bequemen Steuerung per Fernbedienung geschuldet und die komfortable Anzeige der Schaltzustände über eine LCD Anzeige bewirkte ein Übriges.
      Zum täglichen Hörgenuss benötigt man solch ein Gerät nicht zwingend, sobald sich aber ein paar Neugierige vor mehreren stolz präsentierten Lautsprechern zu einer Hörsession versammeln ist das eine andere Geschichte.
      Die schnelle Umschaltung zwischen verschiedenen Lautsprechern erlaubt einen direkten akustischen Vergleich, unser Ohr vergisst bereits nach wenigen Sekunden dramatisch, das ist nachgewiesen.
      Die PM an Lianenschwinger war schnell geschrieben „kann ich so einen fertigen Mikrocontroller bekommen, mit der Fernbedienung?“
      Ja, war die Antwort, den Controller gibt es gerade für umsonst im Internet, die FB da geht jede, du brauchst nur den Code auszulesen.
      Ups, das war der Punkt, die Fernbedienung, ich werde zum Mitmachen eingeladen. Ich hätte auch antworten können „Ich schick dir meine, sei so gut und sende sie mir zurück mit dem programmierten Controller“, ich weiß das dies von Erfolg gekrönt gewesen wäre.

      Also, es ging rein in die Mikrocontrollerwelt. Heute existiert in meinem Mailprogramm ein eigener, gut gefüllter Unterordner ‚Lianenschwinger‘. Das dortige Staccato-Brainstorming führte recht rasch zu der Feststellung das wir parallel und ergänzend an diesem offenen Projekt arbeiten werden, gern sind weitere Teilnehmer eingeladen. Es ist nicht so dass wir exakt am gleichen Gerät werkeln, es geht auch nicht darum wer einen ‚besseren‘ oder ‚flexibleren‘ Umschalter entwickelt.
      Mikrocontroller unterstützte Lautsprecherumschalter sind selbstverständlich im großen weltweiten Web bereits vereinzelt vorgestellt worden, vielleicht finden sich trotzdem neue Wege wenn sich ein paar Leute aus einem ausgewiesenen hochkarätigen Lautsprecherforum der Sache gemeinschaftlich annehmen.
      Daher werden wir in lockerer Folge verschiedene Varianten von Lautsprecherumschaltern vorstellen. Unser gemeinsames Grundkonzept ist eng mit der Hardware verknüpft, die mehr oder weniger modulare Bauweise erlaubt eine praxisnahe Aufrüstung oder Erweiterung von einzelnen Features.
      Dieses vom Lianenschwinger, ich darf das einmal ausdrücklich erwähnen, professionell programmierte ursprüngliche Projekt ist nach wie vor die Basis für alle weiteren Varianten. Mit einer Fernbedienung schalten wir zwischen verschiedenen Eingangsquellen, verschiedenen Leistungsverstärkern und natürlich verschiedenen Boxenpaaren um, per kleinem Display wird das wichtigste angezeigt.

      Nach den ersten Mails kamen bei mir als unbedarften Quereinsteiger schnell bange Fragen auf, meine Meinung war rasch kundgetan, „minimieren, schauen was einfacher geht, wenn möglich Kosten senken“ aber trotzdem keine Abstriche bei der Funktionalität zulassen.

      Drei zentrale Punkte wurden fixiert:
      • Es soll nachbausicher sein
      • Es muss nachbausicher sein
      • Und drittens, das wichtigste: das muss richtig nachbausicher sein

      Damit der grobe Überblick zwischen den einzelnen Lautsprecherumschaltern nicht verloren geht wurde in bewährter Manier eine sprechende Kurzbenamsung gewählt, aus dem Lautsprecherumschalter wird ein LSU und ein paar angehängte Ziffern schlüsseln seine Schaltfähigkeiten in der Reihenfolge Quelle/Verstärker/Lautsprecher auf.
      Ich beginne mit dem minimalistischen LSU022, das Kennenlern-Projekt.
      Er schaltet zwei Leistungsverstärkerausgänge wahlweise auf zwei Lautsprecherpaare.
      Das reicht vollends aus um zwei verschiedene Boxenpaare unmittelbar vergleichen zu können, gleichzeitig kann zwischen zwei angeschlossenen Verstärkern gewählt werden.
      Auf eine Quellenumschaltung habe ich vorerst bewusst verzichtet, Lianenschwinger arbeitet u.a. gerade intensiv an der ersten 0 hinter dem LSU.
      Im unten vorhandenen Schaltbild sieht man den LS Bus, wir sind von der Baum- auf eine Busstruktur gewechselt. So kann ganz einfach auf beliebig (!) viele Lautsprecherpaare erweitert werden. Während zwischen zwei Leistungsverstärkern umgeschaltet wird können die Lautsprecher wahlweise einzeln zugeschaltet oder auch komplett getrennt werden.
      Die erste Neuerung, die Bleeder. Im korrekten Deutsch heißen sie Ersatzlastwiderstände, sie sind unumgänglich bei der Einspeisung von Röhren-Amp’s. Sollte es zur direkten Unterbrechung der Lautsprecherverkabelung kommen würde sich der Amp im Leerlauf befinden. Vom Ersatzschaltbild stellt er eine Konstantstromquelle dar welche im hochohmigen Fall die eingespeiste Leistung nicht abgenommen bekommt, es kommt zur Spannungsüberhöhung. Zusätzlich entsteht ein induktiver Hochspannungs-Rückschlag, der Ausgangsübertrager speist seine gespeicherte Energie rückwärts ein. Während die Endröhren das zumeist kurzzeitig verkraften hat der teure Ausgangsübertrager kaum eine Chance, es kann zum unreparablen Wicklungsdurchschlag kommen. Im modernen industriellen Antriebsbereich ist dieses physikalische Gesetz präsent wie eh und je, werden induktive Aktoren schlagartig abgeschaltet muss die gespeicherte Energie umgewandelt werden (in der E-Mobilität ist das als Rekuperation willkommen) und die dafür zugeschalteten Leistungswiderstände werden mit der Bezeichnung „Bleeder“ geführt. Ich habe das übernommen, die Bezeichnung Kokelwiderstand fiel hier auch schon. 😉 Das ist ein ganz altes, ausdiskutiertes Thema, da gibt es auch nichts Neues, wir achten streng auf die Berücksichtigung dieser Tatsache im Projekt.
      Im Programm des Mikrocontrollers ist unter allen Umständen Sorge getragen das niemals ein Verstärker ohne angeschlossene (Bleeder)Last leerläuft!
      Den Sabotagefall abfangen, wenn jemand bei laufendem Röhrenverstärker zur angeschlossenen Lautsprecherbox geht und die Kabel zieht, so weit sind selbst wir -noch- nicht.
      Die Verdrahtung des Leistungsteils ist in untenstehender Abbildung skizziert, die damit unbegrenzt weitere Anschaltung von Lautsprechern an den Bus ist ersichtlich.
      (die GND Leitungen brauchen nicht verdrahtet werden, da hat sich der LSU026 bereits hineingeschummelt)
      Nach dem PowerUp sind alle Lautsprecher vom Bus getrennt, im LCD ist das mit „LAUTSPRECHER: OFF“ sichtbar.
      VS1 ist auf den Bus geschaltet und alle Bleeder sind ON was auf dem Display ebenso angezeigt wird.

      Ein Schaltbeispiel für die Umschaltung von VS1 auf VS2:
      • Fernbedienung sendet VS umschalten
      • alle Bleeder ON (K1-K4 fallen ab)
      • delay
      • auf VS2 umschalten (K5 – K8 ziehen an)
      • delay
      • Wenn LS1 oder LS2 zugeschaltet ist:
      o Bleeder2 OFF (K3 -K4 ziehen an)
      o delay
      • Sonst bleiben alle Bleeder ON

      Das delay, die programmierte Zeitverzögerung sorgt dafür das der folgende Schaltbefehl garantiert erst nach dem sicheren Ende des gerade laufenden mechanischen Schaltvorganges gestartet wird, undefinierte Schaltzustände werden so verhindert. Diese Zeitverzögerung der Relais ist messbar, mit einem Sicherheitsfaktor von drei oder fünf ist sie Millisekunden genau festgelegt. (übrigens eine feine Sache, im Programm habe ich testhalber das delay auf 2 sec. hochgesetzt und konnte so minutenlang alle Schaltspiele ausgiebig bei einem Kaltgetränk beobachten 😊)

      Zur Hardware.

      Der verwendete Mikrocontroller ist der bewährte Arduino, ich habe die handlichere UNO Variante eingesetzt, sie ist funktionskompatibel zu dem kleinen Nano.
      Die Arduino Gemeinde ist seit vielen Jahren etabliert, sie hat sich erfolgreich eine eigene kleine Welt geschaffen, somit kann ich auf eine zuverlässige Entwicklungssoftware zurückgreifen. Die Programmieroberfläche, IDE genannt, die Programme selber heißen sketche und das oft verwendete Schalt-, Verdrahtungs- und Leiterplattenprogramm nennt sich fritzing.
      Das preußische fritzing jpg, wieder am Ende des Beitrages sichtbar.
      Das zentrale Steckbrett, auf welchem externe Bauelemente verdrahtet werden dient zum labormäßigen Aufbau, die Realisierung des endgültigen Aufbaus bleibt jedem selber überlassen.
      Ein paar Darstellungs-Tricks sind nötig bei dem Bild, die Bauteilbibliothek von fritzing hat nur eine begrenzte Anzahl von Bauteilen. Mein Meanwell Netzteil z.B. wird durch eine Blockbatterie als 12 V Spannungsquelle ersetzt, in der Praxis genügt wirklich jedes beliebige 12 V Netzteil. Die grünen Verstärkereingangsklemmen sowie die Lautsprecherchassis stellen die Ein- und Ausgänge dar, i.d.R. unsere Polklemmen am Gehäuse. Der UNO, der KY 022 IR-Sensor und das Display incl. I2C Shield sind oft verwendete Standardbauteile.
      Die Relaiskarte ist für unseren Anwendungsfall ideal. Sie entkrampft die Verdrahtung ungemein. 16 Relais mit jeweils einem Umschalter, angesteuert über einen Treiber-IC mit zusätzlichen Optokopplern. 12 V Versorgungsspannung, intern über einen Step-Down Wandler auf 5 V gewandelt. Wer genau hinschaut sieht die drei kleinen U-förmigen hell gefärbten Drahtbrücken auf der Leiterplatte, das ist jeweils die Zusammenschaltung von vier Einzelrelais was den Verdrahtungsaufwand weiter dezimiert. Die Kontaktbelastbarkeit von 15 A in unserem Anwendungsfall ist mehr als ausreichend.
      Jede weitere Relaiskarte vergrößert die Anzahl der umschaltbaren Lautsprecherpaare um vier Stück, die Kosten mit knapp 12 € für eine Karte sind sehr überschaubar.
      Der KY-022 Sensor für den Empfang der IR-Signale erhöht -arduino typisch- das Investitionsvolumen um ein bis zwei Euro, ebenso der nötige Multiplex-IC MCP23017.
      Die 5 V für die IC’s sowie das Display gewinne ich minimalistisch aus der Relaiskarte, der dortige Step-Down IC ist ausreichend.

      Als Fernbedienung ist eine Hama Big Zapper eingesetzt, Stichwort Codeliste 2393. Diese Codelisten sind in vielen programmierbaren Fernbedienungen vorinstalliert (so auch in der Hama) und wer eine solche besitzt braucht die Liste nur im Fernbedienungssetup auszuwählen. Natürlich kann auch jede andere Fernbedienung verwendet werden wenn die einzelnen Tastencodes ausgelesen werden. 😉

      Der individuelle Aufbau ist wie immer beliebig gestaltbar. Ob arduino UNO mit kleinen Stiftleisten, ein arduino Nano auf einer Lochrasterplatte oder eine Leiterplatte, alles ist möglich. Der größte Drahtverhau entsteht an der Relaisplatte, aber nicht an der 20 poligen IN-Buchsenleiste sondern an der Schaltkontaktverkabelung. Die Relais erlauben den Anschluss von max. 1,5 mm² Querschnitt. Soll mehr benötigt werden lötet man mehrere Litzen zusammen und verjüngt oder verwendet miteinander verbundene, schraubbare Reihenklemmen als Querschnittsextender.

      Alle benötigten Dateien sind beim Filehorst downloadbar, das PW wie immer @ADW@.
      https://filehorst.de/d/dgyvwDoB

      Die Grafiken in voller Auflösung, die fritzing Datei selber und wer selber Compilieren und an den Arduino übertragen möchte noch die notwendigen Bibliotheken.
      Das ausführliche PDF der Relaiskarte sowie weitere PDF Dateien zu den Bauteilen findet man u.a. kostenfrei bei az-delivery. Die eigentliche sketch-Programmdatei (LSU022.ino) gebe ich per PM gern weiter. Der sketch ist im Status KVP (kontinuierlicher Verbesserungsprozess) und daher nicht beim Filehorst, z.B. zeige ich momentan in der untersten Displayzeile den aktuellen Bleederstatus an, ursprünglich stand dort die von mir nicht realisierte Quellenumschaltung. Mein Programmierchef hat gemeint ich soll es dort wieder rausnehmen. 😊

      Zum Thema programmieren, niemand muss hier befürchten das er sich in die Arduino Welt begeben muss. Wir sind in einem Forum zum Hauptthema Lautsprecherbau, da sollten keine Befehlszeilen diskutiert werden, das ist dann selbst in der Rubrik „Randbemerkungen“ Offtopic.
      Die *.ino Datei auf den Arduino übertragen ist genauso aufwändig wie ein Hypex-Aktivmodul am PC zur Anzeige zu bringen, an Hardware ist ein USB Kabel nötig.
      Die Programmiersoftware (die IDE-Entwicklungsumgebung, ca. 500 MB) kann man von der Arduino Homepage frei downloaden, sie wird permanent gepflegt.

      Oder man schickt uns eine PM.

      Das war es auch schon zum LSU022, weitere Relaiskarten warteten bereits auf einen sinnvollen Verwendungszweck. Der grundlegende Teil der Arbeit war erledigt, ab jetzt wird es interessanter und so ging es ohne größere Pause gleich zur ersten innovativen Erweiterung, der LSU026 welcher bereits in die Zielgerade einbiegt.

      Gruß Rundmacher

    • #47421
      Udo Wohlgemuth
      Keymaster

      Hallo Rundmacher,

      mit ein paar zusätzlichen Bildern wär das doch ein toller Beitrag für das Magazin. Dort wird der Bericht später einmal auch eher gefunden als hier weit unten in einem Thema versteckt 🙂

      Gruß Udo

    • #47422
      Matthias (DA)

      Jaa hallo,

      Grandios, herzlichen Dank für’s Teilen! Wer hätte gedacht, das Hörevents Mal solche Höhenflüge machen würden, damals als ich das erste Mal eine Rubrik hören bei Hörern vorgeschlagen habe sah das noch ganz anders aus, toll was ihr da auf die Beine stellt!

       
      <p style=”text-align: left;”>Welches Budget muss man ganz grob für den einfachen LSU022 kalkulieren?</p>
      Und ist eine Anpassung der Lautstärke geplant?

       

      Liebe Grüße

       

      Matthias

      • #47427
        LianenSchwinger

        Hallo Matthias,

        der PGA2311 zur Lautstärkeanpassung in 0,5dB Schritten liegt hier schon rum. Die Programmierung ist bereits abgeschlossen und wartet nur noch auf die Hochzeit mit der Hardware. Dafür muss ich aber noch ein Netzteil mit 1x +/-5V und 1x +5V basteln. Sie wird dann wahrscheinlich als Option in die Erweiterungskarte zur Quellenumschaltung einfließen.

        G Jörg

        • #47432
          Matthias (DA)

          Sexy!

          Geniales Teil, wenn das Mal nicht eine Kleinserie wert ist 👍

      • #47439
        Rundmacher

        Hallo Matthias,

        das ist tatsächlich überschaubar, in der Arduino Welt wird einem vieles fast hinter her geschmissen.

        Ich runde mal auf, die Relaisplatte für 12 Euronen, Netzteil musst du selber wissen, das einfachste reicht. Der Arduino Uno etwa 7 Euro, der Nano weniger, momentan bekommt man einen geschenkt in meinem Nicht-Link. 😉

        Der IR Sensor bei 3 Euro, der MCP ebenso. Display mit I2C Platinchen keine 8 Euro, ebenso die FB.

        Teurer werden tatsächlich die ganzen Polklemmen, selbst die von Dynavox, das summiert sich, und das Gehäuse. Aber da kann jeder selber etwas steuern.

        Beim LSU026 benötigst du mehr Polklemmen.

        Gruß Rundmacher

        • #47441
          Matthias (DA)

          Hmm also knapp 50Eur plus Polklemmen. Könnte man da nicht was für Bananas aus dem Laborbereich nehmen? Oder halt nen alten Verstärker ausschlachten…

    • #47426
      Markus Zeller

      Moin Moin … der Wahnsinn!!! Gratulation … so professionell arbeiten manche Firmen nicht!

      Bin da bei Udo: das darf nicht in den weiter des Forums verloren gehen!!!

      Gruß, Markus

    • #47527
      LianenSchwinger

      Hallo Zusammen,

      um den Thread mal am Leben zu halten hier ein Bild vom Testaufbau des LSU028 am Wochenende.

      Testaubbau_LSU028

      Auf der linken Seite sind 2 Relaisplatinen für 8 Lautsprecherpaare und auf der rechten 1 Relaisplatine für die Umschaltung von 2 Verstärkern inkl. Bleedern und etwas was ich hier noch nicht verraten darf. 😉

      Nur soviel, die Idee kam von Rundmacher und ist ganz großes Kino. 🙂

      Sieht zwar alles recht wild aus, ist aber im Grunde alles PlugAndPray äh Play. 🙂

      Die Relaisplatinen haben alle eine kleine Aufsteckplatine, die über einen 4 adrigen-Bus (I2C) mit dem Arduino verbunden sind (mittig im Bild).

      Auf dem Steckbrett ist ganz verweist der kleine Arduino Nano der die komplette Steuerung übernimmt sowie der IR-Empfänger für die Fernbedienung.

      Und bevor die Frage kommt, Kosten zusammen gerechnet ca. 65€ inklusive den 3x Relaisboard 16fach, Arduino Nano, 12V Netzteil, Display 4×20, 3x MCP23008 und Kleinkram für die Aufsteckplatinen.

      Nächste Stufe wäre dann ein LSU mit Quellenumschaltung. Aber da sind noch viele offene Ideen, die erst noch zusammengebracht werden müssen.

      G Jörg

      PS: Rundmacher und ich sind immer noch offen für Wünsche und Anregungen. 😉

      • Diese Antwort wurde geändert vor 4 days, 16 hours von LianenSchwinger.
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