Conception enceinte portable sur batterie
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wenz
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Nouvel·le AFfilié·e
Membre depuis 5 ans
Sujet de la discussion Posté le 06/03/2021 à 14:37:41Conception enceinte portable sur batterie
Bonjour à tous !
Je me lance dans la conception d'une enceinte portable, mon but est qu'elle soit assez puissante, descende un peu dans les graves (50-60 Hz) et qu'elle fonctionne sur batterie, avec un budget dans les 250-300€. Voici une ébauche sur solidworks de mon enceinte :
J'ai la possibilité de faire concevoir une batterie à base d'accus de 2900 mAh par un ami, et il me propose 2 solutions :
- un pack 4S15P délivrant 600 Wh en 14.4V nominal pour 120€
- un pack 5S15P délivrant 750 Wh en 18V nominal pour 150€
Je ne sais pas si ces packs conviennent, sachant que je n'arrive pas trop à déterminer la consommation de la totalité des éléments de l'enceinte. Mon but est d'avoir 2 haut-parleurs pour les grave-bas medium et 2 ou 3 tweeters pour le reste (comme sur le modèle solidworks). Il me faudrait sans doute 2 amplis, un pour les haut parleurs de grave, l'autre pour les tweeters. J'ai trouvé le TDA8954, qui délivre 2*210 W . Je vous mets la fiche technique (https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TDA8954.pdf)
Comment savoir combien l'ampli consomme en lui-même ? A l'aide de son rendement peut-être ? S'il est de 93% sous 4 ohms comme sur la fiche technique, et qu'il peut délivrer 2*210W = 420W, ça veut dire qu'il consommera moins de 50W en lui-même ?
Si par exemple j'ai 2 HP de grave consommant 100W RMS chacun alimentés par le TDA8954, + 2 tweeters consommant 20W RMSS chacun et alimentés par un autre ampli (par exemple un TPA3116), cela fait une consommation de 240 W. Pour avoir la consommation totale de l'enceinte, il faut rajouter les consommations de chacun des amplis, plus éventuellement la conso des filtres ?
Je vous remercie d'avance pour vos réponses, cela m'aiderait beaucoup étant donné mes connaissances basiques en électricité.
Bonne journée à tous !
Je me lance dans la conception d'une enceinte portable, mon but est qu'elle soit assez puissante, descende un peu dans les graves (50-60 Hz) et qu'elle fonctionne sur batterie, avec un budget dans les 250-300€. Voici une ébauche sur solidworks de mon enceinte :
J'ai la possibilité de faire concevoir une batterie à base d'accus de 2900 mAh par un ami, et il me propose 2 solutions :
- un pack 4S15P délivrant 600 Wh en 14.4V nominal pour 120€
- un pack 5S15P délivrant 750 Wh en 18V nominal pour 150€
Je ne sais pas si ces packs conviennent, sachant que je n'arrive pas trop à déterminer la consommation de la totalité des éléments de l'enceinte. Mon but est d'avoir 2 haut-parleurs pour les grave-bas medium et 2 ou 3 tweeters pour le reste (comme sur le modèle solidworks). Il me faudrait sans doute 2 amplis, un pour les haut parleurs de grave, l'autre pour les tweeters. J'ai trouvé le TDA8954, qui délivre 2*210 W . Je vous mets la fiche technique (https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TDA8954.pdf)
Comment savoir combien l'ampli consomme en lui-même ? A l'aide de son rendement peut-être ? S'il est de 93% sous 4 ohms comme sur la fiche technique, et qu'il peut délivrer 2*210W = 420W, ça veut dire qu'il consommera moins de 50W en lui-même ?
Si par exemple j'ai 2 HP de grave consommant 100W RMS chacun alimentés par le TDA8954, + 2 tweeters consommant 20W RMSS chacun et alimentés par un autre ampli (par exemple un TPA3116), cela fait une consommation de 240 W. Pour avoir la consommation totale de l'enceinte, il faut rajouter les consommations de chacun des amplis, plus éventuellement la conso des filtres ?
Je vous remercie d'avance pour vos réponses, cela m'aiderait beaucoup étant donné mes connaissances basiques en électricité.
Bonne journée à tous !
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Chris Kazvon
17117
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 13 ans
2 Posté le 06/03/2021 à 17:46:29
Salut,
les capas annoncées des batteries me semblent énormes.
Pas besoin de deux amplis s'il y a un filtre passif qui répartit les fréquences entre haut parleur et tweeter
En revanche les amplis que tu cites ont l'air de devoir être alimentés en alternatif, et une batterie sort une tension continue.
Pour avoir une idée de la conso de l'ampli, il faut prendre la puissance RMS de l'ampli, la diviser par deux, et tenir compte du rendement comme tu l'as fait.
(on divise par deux car un signal musical a des crêtes en moyenne 4 fois plus élevées que le niveau moyen. Une puissance d'ampli est donnée sur un sinus. Donc un ampli de 10WRMS fera 200W crête, donc à l'écrêtage le niveau moyen sera de 200/4, ou 100/2.
c'est l'explication rapide, plus de détails ici
http://hornplans.free.fr/rms_crete.html
A mo sens pour ce type de projet le mieux est d'aller vers de bons HP de car audio, comme les Hertz
en deux voies séparées:
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-systems-energy-esk130_5/
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-systems-energy-esk165_5/
ou en coaxial:
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-coaxial-energy-ecx130_5/
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-coaxial-energy-ecx165_5/
j'ai mis les coax de 13cm dans le miens:
https://fr.audiofanzine.com/les-mains-dans-le-cambouis/forums/t.591558,projet-ghettoblaster.html
les capas annoncées des batteries me semblent énormes.
Pas besoin de deux amplis s'il y a un filtre passif qui répartit les fréquences entre haut parleur et tweeter
En revanche les amplis que tu cites ont l'air de devoir être alimentés en alternatif, et une batterie sort une tension continue.
Pour avoir une idée de la conso de l'ampli, il faut prendre la puissance RMS de l'ampli, la diviser par deux, et tenir compte du rendement comme tu l'as fait.
(on divise par deux car un signal musical a des crêtes en moyenne 4 fois plus élevées que le niveau moyen. Une puissance d'ampli est donnée sur un sinus. Donc un ampli de 10WRMS fera 200W crête, donc à l'écrêtage le niveau moyen sera de 200/4, ou 100/2.
c'est l'explication rapide, plus de détails ici
http://hornplans.free.fr/rms_crete.html
A mo sens pour ce type de projet le mieux est d'aller vers de bons HP de car audio, comme les Hertz
en deux voies séparées:
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-systems-energy-esk130_5/
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-systems-energy-esk165_5/
ou en coaxial:
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-coaxial-energy-ecx130_5/
https://www.hertzaudiovideo.com/car-audio-coaxial-energy-ecx165_5/
j'ai mis les coax de 13cm dans le miens:
https://fr.audiofanzine.com/les-mains-dans-le-cambouis/forums/t.591558,projet-ghettoblaster.html
Chris Kazvon
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Introduction à Hornresp et Tutoriels - Tutoriels Vidéo pour Room EQ Wizard
wenz
7
Nouvel·le AFfilié·e
Membre depuis 5 ans
3 Posté le 07/03/2021 à 02:15:13
Bonjour Chris, merci beaucoup pour la réponse !
Alors pour les capas, les accus que je vais avoir ont une tension nominale de 3.6 V et une capa de 2.9 Ah. Le fait de mettre 4 cellules en série donne une tension de 4*3.6 = 14.4 V, puis en mettant 15 cellules en parallèle dans chaque série, cela donne 15*2.9 = 43.5 A. Donc en Wh, 14.4*43.5 = 620 Wh. L'inconvénient c'est que ça fait 60 cellules à caser dans l'enceinte donc ça prend un peu de place mais ça va encore
Quand tu dis pas besoin de deux amplis s'il y a un filtre, mais en faisant ça ça implique de fonctionner en mono non ? J'aimerais fonctionner en stéréo, donc si mon ampli de graves n'a que 2 canaux de 210 W, je suis bien obligé d'avoir un autre ampli pour les aigus non ?
Ok je comprends pour la conso de l'ampli, par contre sur la datasheet impossible de savoir si la puissance annoncée est en RMS, ils n'en font mention nul part... c'est peut-être en RMS par défaut ? Dans ce cas, en prenant la moitié de la puissance totale ça fait 210W, puis avec le rendement de 93%, ça fait une conso de moins de 20 W si je me trompe pas ? Ou je suis à côté de la plaque ?
Merci pour les conseils de HP car audio, j'y avais pas pensé je vais checker ça. Merci encore pour la réponse c'est super sympa !
Alors pour les capas, les accus que je vais avoir ont une tension nominale de 3.6 V et une capa de 2.9 Ah. Le fait de mettre 4 cellules en série donne une tension de 4*3.6 = 14.4 V, puis en mettant 15 cellules en parallèle dans chaque série, cela donne 15*2.9 = 43.5 A. Donc en Wh, 14.4*43.5 = 620 Wh. L'inconvénient c'est que ça fait 60 cellules à caser dans l'enceinte donc ça prend un peu de place mais ça va encore
Quand tu dis pas besoin de deux amplis s'il y a un filtre, mais en faisant ça ça implique de fonctionner en mono non ? J'aimerais fonctionner en stéréo, donc si mon ampli de graves n'a que 2 canaux de 210 W, je suis bien obligé d'avoir un autre ampli pour les aigus non ?
Ok je comprends pour la conso de l'ampli, par contre sur la datasheet impossible de savoir si la puissance annoncée est en RMS, ils n'en font mention nul part... c'est peut-être en RMS par défaut ? Dans ce cas, en prenant la moitié de la puissance totale ça fait 210W, puis avec le rendement de 93%, ça fait une conso de moins de 20 W si je me trompe pas ? Ou je suis à côté de la plaque ?
Merci pour les conseils de HP car audio, j'y avais pas pensé je vais checker ça. Merci encore pour la réponse c'est super sympa !
Chris Kazvon
17117
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 13 ans
4 Posté le 07/03/2021 à 12:06:48
Re !
OK pour les batteries, la façon dont c'était écrit j'avais l'impression qu'il n'y avait que4 ou 5 accus par pack
A titre de comparaison: j'ai que 15Ah dans la mienne, et c'est suffisant pour faire marcher l'autoradio avec un bon niveau pendant plus d'une demie journée, voire la journée entière
Non, en gros ça fait:
sortie gauche carte son (ou table de mixage) >> Canal 1 ampli >> Filtre
puis
sortie high filtre >> tweeter gauche
sortie low filtre >> HP gauche
et idem pour la sortie droit // canal B ampli
du coup tu as bien la stéréo
on doit pouvoir le déduire de la façon dont c'est écrit, mais honnêtement, je maîtrise pas assez l'électronique du machin ^^
en revanche, ça résout pas le souci de tension d'alimentation alternative vs tension continue fournie par la batterie.
Dans tous les cas, un ghettoblaster même avec seulement 100WRMS, ça va sacrément déménager.
Juste avec un autoradio qui doit sortir péniblement 15 à 20WRMS, et les HP Hertz qui ont déjà un bon rendement, il y a déjà de quoi faire !
l'avantage des HP de car audio c'est qu'avec des petits diamètre ça fait du grave quand même
OK pour les batteries, la façon dont c'était écrit j'avais l'impression qu'il n'y avait que4 ou 5 accus par pack
A titre de comparaison: j'ai que 15Ah dans la mienne, et c'est suffisant pour faire marcher l'autoradio avec un bon niveau pendant plus d'une demie journée, voire la journée entière
Citation :
Quand tu dis pas besoin de deux amplis s'il y a un filtre, mais en faisant ça ça implique de fonctionner en mono non ? J'aimerais fonctionner en stéréo, donc si mon ampli de graves n'a que 2 canaux de 210 W, je suis bien obligé d'avoir un autre ampli pour les aigus non ?
Non, en gros ça fait:
sortie gauche carte son (ou table de mixage) >> Canal 1 ampli >> Filtre
puis
sortie high filtre >> tweeter gauche
sortie low filtre >> HP gauche
et idem pour la sortie droit // canal B ampli
du coup tu as bien la stéréo
Citation :
impossible de savoir si la puissance annoncée est en RMS, ils n'en font mention nul part...
on doit pouvoir le déduire de la façon dont c'est écrit, mais honnêtement, je maîtrise pas assez l'électronique du machin ^^
en revanche, ça résout pas le souci de tension d'alimentation alternative vs tension continue fournie par la batterie.
Dans tous les cas, un ghettoblaster même avec seulement 100WRMS, ça va sacrément déménager.
Juste avec un autoradio qui doit sortir péniblement 15 à 20WRMS, et les HP Hertz qui ont déjà un bon rendement, il y a déjà de quoi faire !
l'avantage des HP de car audio c'est qu'avec des petits diamètre ça fait du grave quand même
Chris Kazvon
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[ Dernière édition du message le 07/03/2021 à 12:07:37 ]
Rémy M. (chimimic)
14208
Modérateur·trice thématique
Membre depuis 22 ans
5 Posté le 07/03/2021 à 19:41:23
Citation de wenz :
en prenant la moitié de la puissance totale ça fait 210W, puis avec le rendement de 93%, ça fait une conso de moins de 20 W si je me trompe pas ? Ou je suis à côté de la plaque ?
Pour un rendement de 93%, il faut plutôt lire de la façon suivante :
- Puissance consommée totale [100 W] = Puissance sortie HP [93 W] + Puissance perdue [7 W]
- Puissance consommée totale [400 W] = Puissance sortie HP [372 W] + Puissance perdue [28 W]
Pour un rendement de 75%, cela donnerait :
- Puissance consommée totale [100 W] = Puissance sortie HP [75 W] + Puissance perdue [25 W]
- Puissance consommée totale [300 W] = Puissance sortie HP [225 W] + Puissance perdue [75 W]
Quelle que soit la valeur du rendement, la consommation totale de l'ampli ne peut pas être inférieure à la puissance restituée.
Formateur en techniques sonores ; électronicien ; auteur @ sonelec-musique.com
phiphi33460
167
Posteur·euse AFfiné·e
Membre depuis 8 ans
6 Posté le 07/03/2021 à 20:55:00
Bonsoir
Attention à la puissance annoncée
210W pour 10% de distorsion pas très hi-fi (pas très bon pour les tweeters) et ce pour une tension symétrique 2x41V continue (ça va en faire des accus...)
Je pense que pour ce genre de projet privilégier des hps à haut rendement et faire du grave c’est énergivore
Attention à la puissance annoncée
210W pour 10% de distorsion pas très hi-fi (pas très bon pour les tweeters) et ce pour une tension symétrique 2x41V continue (ça va en faire des accus...)
Je pense que pour ce genre de projet privilégier des hps à haut rendement et faire du grave c’est énergivore
[ Dernière édition du message le 07/03/2021 à 20:56:34 ]
Chris Kazvon
17117
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 13 ans
7 Posté le 07/03/2021 à 21:33:17
du coup je rebondis.
pour moi pour ce genre de projet, même pour l'amplification, il faut aller voir du côté du car audio:
c'est fait pour marcher avec une tension de batterie qui varie, pour encaisser du choc, et pour être pas trop gros, bref tout ce pour quoi est fait un ghettoblaster !
si tu as peur que l'autoradio soit pas assez puissant, tu peux aller voir du côté des petits amplis class D
pour moi pour ce genre de projet, même pour l'amplification, il faut aller voir du côté du car audio:
c'est fait pour marcher avec une tension de batterie qui varie, pour encaisser du choc, et pour être pas trop gros, bref tout ce pour quoi est fait un ghettoblaster !
si tu as peur que l'autoradio soit pas assez puissant, tu peux aller voir du côté des petits amplis class D
Chris Kazvon
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phiphi33460
167
Posteur·euse AFfiné·e
Membre depuis 8 ans
8 Posté le 07/03/2021 à 23:10:53
Exactement les amplis car audio ont des convertisseurs de tension intégrés pour passer du 12V à une tension symétrique plus élevée afin d’avoir des amplis plus puissants mais au détriment d’une consommation tjrs élevée: dépendant du rendement X% du convertisseur et rendement Y% tjrs <100%
Pas la peine de se prendre la tête il doit bien rester des amplis chez les marchands d’auto radio
Pas la peine de se prendre la tête il doit bien rester des amplis chez les marchands d’auto radio
wenz
7
Nouvel·le AFfilié·e
Membre depuis 5 ans
9 Posté le 08/03/2021 à 01:53:27
Bonsoir à tous et merci pour le suivi !
Du coup je ne crois pas avoir compris pour l'histoire du rendement de l'ampli, pour savoir comment l'intégrer dans le calcul de consommation totale de mon enceinte. Si par exemple j'ai 2 haut parleurs qui consomment 100 W RMS chacun, que je les branche sur un ampli d'un rendement de 80% qui délivre 2*100 W RMS , la conso est de 200 W (conso ampli) + 160 W (conso des HP en tenant compte du rendement de l'ampli) = 360 W au total ?
Ok pour amplis de car audio mais un autoradio je trouvais ça un peu gros (déjà que mes batteries vont prendre de la place) je voyais plus un petit ampli compact comme le TDA8954 qui est un ampli classe D comme tu préconises Chris, et pour ta remarque Phiphi33460 apparemment il n'y a que 0.5% de THD en l'utilisant qu'à 160 W (voir extrait de la datasheet dessous) mais bon c'est vrai que 2*41V en symétrique ça fait beaucoup, il faut que je regarde d'autres amplis. Et du coup en prendre avec convertisseurs de tension intégrés selon Phiphi.
Merci à vous !
Du coup je ne crois pas avoir compris pour l'histoire du rendement de l'ampli, pour savoir comment l'intégrer dans le calcul de consommation totale de mon enceinte. Si par exemple j'ai 2 haut parleurs qui consomment 100 W RMS chacun, que je les branche sur un ampli d'un rendement de 80% qui délivre 2*100 W RMS , la conso est de 200 W (conso ampli) + 160 W (conso des HP en tenant compte du rendement de l'ampli) = 360 W au total ?
Ok pour amplis de car audio mais un autoradio je trouvais ça un peu gros (déjà que mes batteries vont prendre de la place) je voyais plus un petit ampli compact comme le TDA8954 qui est un ampli classe D comme tu préconises Chris, et pour ta remarque Phiphi33460 apparemment il n'y a que 0.5% de THD en l'utilisant qu'à 160 W (voir extrait de la datasheet dessous) mais bon c'est vrai que 2*41V en symétrique ça fait beaucoup, il faut que je regarde d'autres amplis. Et du coup en prendre avec convertisseurs de tension intégrés selon Phiphi.
Merci à vous !
phiphi33460
167
Posteur·euse AFfiné·e
Membre depuis 8 ans
10 Posté le 08/03/2021 à 08:17:21
Bonjour
La doc que j’ai vu ne parlait pas de la puissance à 0,5% de distorsion
D’après mes calculs si tu veux sortir 100W (4 ohms ! En 8 la puissance est divisée par 2 !) , il faut 2x32Vcc => 131W (10% distorsion) soit 100W rms (0,5% de distorsion)
Donc à minima 18 cellules de 3,6V (pour 64V) et en mettre des groupes de18 en // pour augmenter l’autonomie
La doc que j’ai vu ne parlait pas de la puissance à 0,5% de distorsion
D’après mes calculs si tu veux sortir 100W (4 ohms ! En 8 la puissance est divisée par 2 !) , il faut 2x32Vcc => 131W (10% distorsion) soit 100W rms (0,5% de distorsion)
Donc à minima 18 cellules de 3,6V (pour 64V) et en mettre des groupes de18 en // pour augmenter l’autonomie
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