LIABLoud: Helt Trådløse Højttalere!
LIABLoud:
Velkommen herinde, welcome here! (press here to get the page in English)På denne hjemmeside finde du en beskrivelse af projektet "LIABLoud". Vores målsætningen er at udvikle "helt trådløse højttalere", dvs. højttalere hvor der hverken er behov for ledninger til overførsel af audiosignaler eller til strøm. Det første opnår vi ved at brugen passende radiomoduler, f.eks. Bluetooth, det sidst ved at have en mængde genopladelige Li-ion batterier i højttaleren. Vi vil kunne spille lyd i stereo, så vi har brug for noget som TWS: "True Wireless Stereo", en protokol til Bluetooth hvor man netop kan opkoble to højttalere til sammen kilde, f.eks. en smartphone.
I maj 2026 havde vi et fuldt fungerende printkort med batterier, ladeelektronik, Bluetooth modul, DSP til tonekontrol og delefilterfunktioner samt en stereo klasse D forstærker (2*45 Watt). Al overførsel fra Bluetooth modulet til DSP til forstærkeren sker digitalt med I2S. Det betyder at forstærkeren er HELT STILLE når musikken er på pause... Dette kan ellers være vanskeligt at opnå hvis signalkæden er ren analog. Vi har også bygget kabinetter, både et par, der kan stå i en reol (Bookshelf højttaleren) og et par der står på gulvet (Tower højttaleren), se figur 1.2.
Fremadrettet vil vi gerne fremstille og sælge LIABLoud højttalerne, enten som færdige systemer eller som byggesæt. Vi kan også blot sælge forstærkeren, den kan folk bruge til at revitalisere deres gamle højttalere med (se eksemplet på figur 3.1). However, al dette koster penge og hvor skal de dog komme fra? Se mere i afsnittet "Videre Frem".
På længere sigt kunne vi godt forestille os at arbejde med andre typer af trådløs overførsel af audiosignalerne, f.eks. via almindelig WiFi. Vi forestiller os at benytte en Raspberry Pi CM4 til dette og protokollerne skal være åbne, hvadenten de er udviklet af os selv eller andre. Kommunikatione med kompression uden tab og højere samplerates (96 KHz) er et mål, ligesom vi godt kunne tænke os at lave et komplet karaoke-system med effekter (rumklang, kompression, ...) på sangen. Når vi nu har en RPI CM4, kan den jo også generere en video med sangteksterne :-)
Hvorfor LIABLoud???
I 1980'erne og 1990'erne brugte mange mænd en stor del penge og fritid på at købe, bygge og snakke om HiFi lydanlæg aka stereoanlæg. Folk med penge gik ned og købte NAD, Marantz, Sansui, B&O, osv. Andre, f.eks. ingeniørstuderende, byggede højttalere eller forstærkere. Især de hjemmebyggede højttaler blev ikke ret kønne, men de var store og imponerende og de kunne spille højt! Der var talte om "Low WAF" systemer, hvor "WAF" står for "Wife Acceptance Factor". Kvinderne ville have disse stereoanlæg, især højttalerne, UD af stuen, helst sammen med alle de dumme kabler, der altid lå og flød på gulvet. Mændene havde sjovt nok svært ved at se problemet...
Fast forward til nutiden (2020'erne) og stort set alle stereoanlæg er forsvundet. Stereo er blevet til mono og af bekvemmelighed lytter unge som gamle, mænd som kvinder til musik på deres computer eller smartphones. Hvis det skal være avanceret, benytter folk en højttaler fra Sonos.
Det har LIABLoud sat sig for at gøre noget ved! Vi vil have de velspillende højttalere tilbage, gerne som byggesæt, men med fokus på bekvemmelighed og (højere) WAF. Højttalerne skal være nemme at flytte rundt så de skal de være helt trådløse og de skal have et bærehåndtag på toppen. Det er det grundlæggende koncept, se mere i diskussionen i næste afsnit.
Du kan nyde synet af vores to første sæt helt trådløse højttalere: Bookshelf og Tower, se figur 1.1 og 1.2.
Figur 1.1: LIABLoud Bookshelf højttalere med (dyre) CSS enheder. Tovejssystem i bas refleks kabinet. Bemærk håndtaget på toppen.
Figur 1.2: LIABLoud Tower og Bookshelf højttalerne. Tower benytter Scanspeak enheder. Alle højttalere har et bærehåndtag på toppen så man nemt kan flytte dem rundt.
2. Koncept:
LIABLoud arbejder altså på at får højttalere tibage i stuerne hos personer, som gerne vil have god lyd men som ikke orker, at de står fast installeret, forbundet med kabler til en forstærker eller skal have 230V. Konceptet for LIABLoud højttalerne er derfor:
- Højttalerne skal i sig selv indeholde al nødvendig elektronik. Eneste acceptable dims udover højttalerne er wall plugin strømforsyninger til opladning.
- Højttalerne skal være flytbare. De skal kunne flyttes inden for beboelsen ved at man blot løfter op i dem og flytter rundt på dem. De behøver dog ikke at være robuste som flightcases.
- Højttalerne skal være helt trådløse. Det duer ikke at man skal rode med ledninger, hver gang man vil flytte på dem.
- Højttalerne skal kunne spille i stereo. Lydbilledet får en helt anden dybde med stereo i forhold til mono og der skal være tale om separate højttalere så man kan få en rimelig afstand mellem dem.
- Højttalerne skal være "nydelige". Smag og behag er forskellig, men et par slanke højttalere i lakeret træ eller med bemaling i en neutral farve kunne være et bud. I princippet kan et par sorte Soundboks højttalere udfylde vores koncept men de vil ikke falde i smag hos ret mange over 30 og slet ikke hos kvinderne.
- Højttalernes elektronik skal være tilgængelig. Nørder, der har lyst til at pille skal gives mulighed herfor, f.eks. hvis de ønsker at justere på de digitale delefiltre.
- Højttalerne skal også kunne leveres som byggesæt. Det skal være nogenlunde nemt for folk uden stor ekspertise i træbearbejdning at samle et sæt af vores højttalere, lidt som at samle et IKEA-skab. Dette diskuteres i afsnittet kabinetter.
Hvis man vil møde ovenstående koncept kommet man til at arbejde på to fronter: Opbygning af den trådløse audioelektronik og konstruktion af kabinetter. Midt imellem opstår behovet for at vælge enheder til højttalerne. Indtil videre har vi valgt at benytte relativt dyre enheder fra etablerede mærker (CSS og Scanspeak), ligesom vi har valgt at lave kabinetterne i krydsfiner af birk. Det giver god lyd og en lækker finish som forhåbenlig vil tiltale mange over 30, kvinder som mænd, se nærbilledet på figur 2.1.
Figur 2.1: LIABLoud Bookshelf. Kabinettet er af krydsfiner af birk.
LIABLoud er ikke alene om at udvikle trådløs audioelektronik. Andre vælger kun at udvikle elektronikke og så lade det være op til brugeren at skaffe et par nye eller gamle højttalere, se f.eks. "The VAMP+", som kan trække to højttalere i stereo:
Den trådløse forstærker The VAMP+.
Der findes også et dansk kickstarter projekt, hvis mål er at revitalisere gamle højttalere:
Kickstarter projektet SoundUp.
Vi har indtil videre høstet følgende erfaringer med vores to
højttalere Bookshelf og Tower:
- Vores højttalere udfylder konceptet med at være flytbare og helt trådløse. Bookshelf vejer 7.5 kg og Tower 10.5 kg per højttaler. En voksen person kan fint flytte to Bookshelf ved at løfte en i hver hånd. Man bryder konceptet hvis hver højttaler vejer mere end 12 kg.
- Højttalerne kan spille i ca. 20 timer på en opladning ved moderat lydstyrke. Holder du abefest kan de nok kun spille 8 timer. Stopper du musikken går forstærkeren på standby og bruger mindre strøm. Efter 2 timer uden musik slukker højttalerne. I denne tilstand kan de leve i ca. to år, klar til at spille ved et enkelt tryk på den hvide knap på bagsiden af højttaleren.
3. Forstærkeren:
Nerd Alert: Det følgende er en anelse teknisk :-)
En del af arbejdet i LIABLoud projektet har været at udvikle en forstærker med et Bluetooth modul. Det digitiale stereo-lydsignal sendes således trådløst fra en computer eller smartphone til forstærkeren hvor det så overføres til en digital signalprocessor, DSP. Vi benytter ADAU1401 fra Analog Devices.
Vores højttalere: Bookshelf og Tower indholder hver to højttaler-enheder, en bas-mellemtone (den store) og en diskant (den lille). Vi har derfor brug for at audiosignalet deles op, forstærkes og sendes videre til hver at disse to enheder. Man taler om et delefilter og her kommer signalprocessoren ind: med det gratis værktøj "Sigma Studio" kan man programmere DSP til digital at splitte det indkomne lydsignal op i to: den ene indeholder alle frekvenser under 2000 Hz, det andet alle over 2000 Hz. Signalerne er stadig rent digitale.
Det opsplittede signaler fødes videre til en klasse D udgangsforstæker som så forbindes til hver af de to enheder i højttaleren. Hver kanal i forstærkeren kan given 45 Watt, rigeligt til at spille op til en abefest i familiens hus!
Vores system siges at indeholde et med aktivt delefilter. Heroverfor står systemer med passivt delefilter. I disse sker opdelingen med spoler, kondensatorer og modstande direkte på det kraftige signal fra udgangsforstærkeren. Passiv deling findes i normale, "gammeldags" højttalere. Komponenterne i et passivt delefilter blive nemt både store og kostbare plus at energitabet kan være betydelig, helt op til 30%. Disse problemer har vi ikke, idet delingen foretages digital og før effektforstærkeren.
Med ovenstående har vi et komplet Bluetooth lydsystem. Vi mangler nu batterierne: I LIABLouds forstærker benytter vi seks 18650 Li-ion celler som giver 24 Volt til udgangsforstærkeren. Til at styre såvel batteri- som lyd-systemet benytter vi en såkaldt microcontroller, dvs. en lille computer. Vi har valgt STM32F072 og den tager sig også at styre ladningen af de seks 18650 celler (BMS: Battery Management System). Vi kalder derfor microcontrolleren "Housekeep computeren".
På Figur 3.1 ses for- og bagside af vores nuværende forstærker. Tilslutning til enhederne i højttalerne sker gennem det grønne stik øverst i billedet. Printkortet er 160*90 mm og vejer 400 gram med batterier. På figur 3.2 ses billeder af bagsiden af Bookshelf: indstiksskuffen nederst indeholder netop forstærkeren. På billedet til højre er forstærkeren trukket ud. Det runde rør foroven er i øvrigt bas refleks porten.
Figur 3.1: LIABLoud forstærkeren, for- og bagside. Systemet indeholder Bluetooth modul, DSP, udgangsforstærker og batteriladesystem og batterier. Systemet styres af housekeep computeren.
Figur 3.2: Bagsiden af Bookshelf: nederst haves Indstiksskuffen med forstærkeren. I billedet til højre er forstærkeren trukket ud.
Der er mange fordele ved at holde signalvejen rent digitalt som vi gør
i LIABLoud forstærkeren:
- Vi kan nemt ændre opførslen af forstærkeren, det er blot at omprogrammere DSP og Housekeep computeren.
- Som nævnt i indledningen er vores forstærker HELT STILLE når musikken er på pause... Dette kan ellers være vanskeligt at opnå hvis signalkæden er ren analog. Man kan fint høre en ren tone med en effekt på 50 nanowatt i en normal højttaler... Det er -90 dB i forhold til 50 Watt!!
- Den valgte digitale klasse D udgangsforstærker har en effektivitet på 85% Selv hvis vi spiller højt bliver forstærkeren ikke alvorligt varm, også når den er monteret i indstiksskuffen.
I stedet for at programmere vores DSP med et delefilter kan vi jo blot lade det digitale I2S signal fra Bluetooth modulet passere igennem, videre til hver sin kanal i udgangsforstærkeren. Således har vi et stereosystem, der kan trække to højttalere, ligesom The VAMP og SoundUp. På Figur 3.3 ses vores "cigarkasse" system, hvor en LIABLoud forstærker netop trækker to almindelige højttalere (to Scandyna MNP).
Figur 3.3: LIABLouds cigarkasse: En LIABLoud forstærker hvor DSP processoren er programmeret til at trække to almindelige højttalere i stereo. Dette er helt parallelt til The VAMP+.
4. Kabinetter:
En målsætning med LIABLoud har hele tiden været at lave komplette højttalere, enten som færdige højttalere eller som byggesæt. En opgave indeholdt heri er at vælge højttalerenheder samt at designe selve kabinetter.
Hvis vi vil markedsføre færdigbyggede højttalere, så må vi finde en virksomhed, der kan fremstille kabinetterne industrielt samt at finde ud af, hvem der skal foretage slutmontagen. Alternativt kan man sælge vores højttalere som byggesæt. Det giver mindre arbejde til LIABLoud og en stor besparelse for kunderne. Nedenstående gælder i alle tilfælde men mest, hvis vi vælger byggesæt-vejen.
For at få solide, stive kabinetter har vi valgt at benytte 19 mm krydsfiner af birk. Man kunne indvende: "Hvorfor ikke bruge MDF (Medium Density Fibreboard) plade, det er billigt og giver vist endnu bedre kabinetter lydmæssigt (vibrationer, tæthed, ...)?" Joe, måske hvis kabinetterne bliver fremstillet industrielt, men til selvbyg duer MDF efter vores mening ikke.
MDF besidder to problemer man som gør-det-selv person støder ind i, hvis man ønsker at lave et par pæne, nydelige High-WAF højttalere: MDF har i sig selv omtrent samme farve som noget der kommer ud af bagdelen og den glatte overflade bliver let ødelagt, hvis man sliber på den. Højttalere i MDF *skal* males eller fineres, ellers bliver der igen tale om et Low-WAF produkt. Her opstår et nyt problem: bemaling af MDF med pensel og rulle kommer meget nemt til at se klampet og amatøragtigt ud. Sprøjtemaling er løsninger, men de færreste har et sprøjtemaleanlæg ved hånden. Krydsfiner kan slibes og bearbejdes uden problemer og det er relativ nemt at få en høj finish. Giv kabinetterne en gang gulvlak og du får efter vores mening et par pæne højttalere!
Forskellige virksomheder fremstiller højttaler-byggesæt, men de lader efter vores mening køberen lidt i stikken. På Figur 4.1 ses stumperne til et typisk kommercielt byggesæt. Pladerne er i MDF og naturligvis skåret på de helt korrekte mål.
Samling af pladerne i byggesættet foregår med trælim og så en masse skruetvinger! However, der er i pladerne ingen fer og not (se figur 4.2) eller dyvler til at hjælpe med at få samlingerne til at sidde præcist. Desuden kan der nemt ske følgende: Man får smurt lim på og samlet kabinettet med en god del skruetvinger, alting sidder pænt som det skal. Det er tid til en kop kaffe og man kommer tilbage efter 15 minutter. Til ens skræk ser man nu pladerne ikke længere passer sammen og limen er nu så tør at man ikke kan skille pladerne ad!!! Problemet er, at så længe limen er flydende, da kan pladerne glide i forhold til hinanden. Det sker nemt hvis man af vanvare har påsat en skruetvinge lidt skævt og spændt til. Udskårne fer og not forhinder dette.
Et andet problem er, at der i en del byggesæt medleveres komponenter til delefiltrene, men ingen printplade... Det er nu op til køberen at finde ud af, hvordan han (i meget sjældne tilfælde hun) vil holde sammen på dem og få loddet ledningerne sammen. En simpel fuglerede, hvor komponenterne er båret af deres tilledninger, duer ikke, spolerne vejer ofte 250 gram eller mere.
I det omfang LIABLoud en dag kommer til at fremstille og sælge byggesæt vil vi benytte krydsfiner OG vil vil sørge for, at pladerne indeholder fer og not, således at samlingsarbejder bliver så nemt for køberen som muligt. Her kan vi lære meget af IKEA. Problemet med delefilter komponenterne har vi ikke, delefilteret ligger jo i signalprocessoren.
Figur 4.1: Typisk, kommercielt højttaler byggesæt.
Figur 4.2: Fer og not til hjælp ved samling af kabinetter.
Figur 4.3: LIABLouds træværksted når der er mest orden!
5. Måleplads:
Delefilteret ligger som et program i DSP processoren, og vi har brug for at kunne måle højttalernes frekvenskarakteristik. Vi har opbygget en udendørs måleplads som vist på figur 5.1. Målemikrofonen ses til venstre på begge billeder. Det er vigtigt at højttaleren kommer godt højt op, ellers bliver målingerne forstyrret af reflektioner fra jorden.
På figur 5.2 ses måleopstillingen med et Clio Pocket målelydkort, en PC med Windows, batterier og en LIABLoud forstærker. Den lyserøde pose med fladkabel er den programmeringsenhed, det benyttes når man vil programmere og ændre på DSP programmet med Sigma Studio. Det hele styres med Team Viewer, således at man kan sidde indendørs og måle og justere.
På figur 5.3 ses en konkret måling på Bookshelf højttaleren efter indjustering af delefilteret i DSP.
Figur 5.1: LIABLoud højttaler måleplads (Loudspeaker Test Range) - i haven!
Figur 5.2: LIABLoud målesystem ("Målehuset") med Clio Pocket lydkort.
Figur 5.3: Konkret måling på LIABLoud bookshelf højttaler.
6. Videre Frem:
Hvis du er endt helt hernede, så har du måske et par spørgsmål, f.eks:
Fedt projekt, fede højttalere! Jeg vil godt købe et sæt Bookshelf, hvad koster det og hvor lang leveringstid er der?
Fedt projekt, fede højttalere! Jeg vil godt købe et Tower byggesæt, hvad koster det og hvor lang leveringstid er der?
Fedt projekt, fed forstærker! Jeg vil godt købe jeres helt trådløse forstærker, hvad koster den og hvor lang leveringstid er der?
Til alle tre spørgsmål må vi for indeværende svare, at projektet desværre endnu er ikke kommet dertil at vi kan begynde at producere og sælge færdige højttalere, byggesæt eller forstærkere.
For at nå dette er der masser arbejde der skal gøres. Indtil videre er al arbejde udført som timearbejde der nok er noteret men ikke udfaktureret, hverken til LIAB ApS eller andre. Det kan vi ikke fortsætte med, idet en del af det forestående arbejde ikke kan udføres af ansatte i LIAB:
- Forstærkeren: for at kunne sætte et CE-mærke på skal den testes og certificeres, det koster snildt 150.000 DKK. Til gengæld vil LIAB gerne stå for produktionen.
- Kabinetter: Hvadenten der er tale om færdige højttalere eller byggesæt skal der findes en virksomhed, som kan tilskære krydsfinere, eventuelt samle stumperne.
- Design af plastic-kasser, enten til forstærkeren alene (vores cigarkasse kan ikke masseproduceres) eller til indstiksskuffen.
- Højttaler enheder: Vi har indtil videre valgt enheder på baggrund af performance og ikke pris. Vi skal have prisen ned, enten ved at vælge andre enheder eller få gode aftaler med leverandører.
- Markedsføring: Det kan man bruge mange dejlige penge på...
Kun tiden vil vise om LIABLoud komme så højt op at flyve at vi får gang i produktion og salg. However, vi tror på at produkterne har deres berettigelse og kan sælges... Men meget afhænger jo af prisen vi kan tilbyde produkterne til.
Har du, kære læser, gode ideer til hvordan vi kommer videre, så send os en mail eller giv os et ring. Hvis du ligefrem har penge du gerne vil investerer i projektet, så hører vi også gerne om det! :-)
De bedste hilsner fra LIABLoud
Mikael Dich, projektleder
Figur 6.1: Fed lytteoplevelse med LIABLoud Bookshelf højttalerne! (søg på "maxell blow away")