Die Musiktonne

Das Projekt mit dem kleinen Bierfass stammt tatsächlich schon aus dem Jahr 2014: mir kam die Idee, ein 5-Liter-Bierfass müsste doch eine wunderbare, mobile Verstärkerbox abgeben. 5 Liter für die Lautsprecher sind nicht die Welt, aber wesentlich mehr Raum, als bei den Bluetooth-Boxen auf den Markt ist es allemal. Zusammen mit einem Türlautsprecher aus dem KfZ-Bereich der Marke Visaton und irgendeine sparsame Verstärkerschaltung - und die Idee war geboren.

Lochrasterplatine

Musiktonne

Zunächst habe ich mich mit einem Dremel an das Bierfaß gemacht und den Deckel abgesägt. Das hört sich einfacher an als es ist und kostete diverese Dremel-Trennscheiben. Das Loch wurde damals für eine 10cm-Lautsprecher ausgelegt und nach dem öffnen schön entgratet. Ich hatte damals mehrere Abende dafür benötigt.

Lautsprecher war besorgt aber noch keine Batterie vorhanden und auch noch keine sinnvolle Verstärkerschaltung. An letzterem wurde bereits gebastelt: ein analoger Class-D-Verstärker sollte es werden. Die Idee war einen Pulsweitenmodulator nahezu diskret mit einem Sägezahngenerator (siehe Schaltungstechnik: Lineare Rampe) und eine Hand voll Komperatoren aufzubauen. Die Idee war die Pulsweitenmodulation mit Push-Pull-Konfiguration aufzubauen und die Platine ist immer größer geworden. Das ganze hat dann zwar außerhalb der Tonne funktioniert (damals ohne wirkliche Leistungstransistoren getest), wurde aber zu groß um das gemeinsam mit Akkus unterzubringen. Also wurde das Projekt in die Ecke gestellt.

Mitte 2019 ist mir das Projekt wieder in die Hände gefallen. Ich hatte gerade meinen Verstärker fürs Wohnzimmer gebaut (sieh Projekte: Verstärker) und neue Dinge wie 18650-LiIon-Akkus wurden plötzlich sehr erschwinglich.

Zu der ursprünglichen Verstärkerschaltung aus dem anderen Projekt gibt es einige Unterschiede. Bei der anderen Schaltung kam es durchaus vor, dass die OpAmps wegen Überhitzung abgeschaltet haben, was ein häßliches Knacken verursacht. Da die Tonne durchaus mal auch im Garten in der Sonne steht und dadurch möglicherweise schon "vorgeheizt" wird, war die Idee, die OpAmps zu entlasten, indem nicht direkt vom OpAmp aus die Ausgangstransistoren getrieben werden, sondern eine zusätzliche Treiberstufe eingebaut wird (Q3 und Q4). Allerdings nimmt die Gesamtverstärkung hierdurch stark zu, weshalb der komplette Aufbau zur Schwinung neigt. Dem ganzen wurde mit einer Gegenkopplung (R7, C3) etwas abgeholfen.

Die Spannungen für den Verstärker kommen aus zwei hintereinander geschalteten 18650-LiIon-Zellen, welche die Schaltung mit insgesamt 7.2 Volt (jeweils 3.6 Volt pro Seite) versorgen. Das ist für den kleinen Autolautsprecher mehr als ausreichend und lässt sich einfach laden. Ein Batteriemanangementsystem ist hier allerdings äußert empfehlenswert. Der Gesamtwirkungsgrad wurde später noch verbessert, indem ein 13cm-Lautsprecher aufgesetzt wurde. Auch der Verteilungskonus über den Lautsprecher hat sich extrem positiv ausgewirkt. Ohne Netzteil erzeugt die Musiktonne für etwa 3h eine nette Hintergrundbeschallung. Sobald die Akkuspannungen zu weit sinken, kommt ein "kratzen" (Übersteuern) hinzu und der Akku muss wieder geladen werden.