Uli
Mod Emeritus
Da immer wieder Fragen zur Stromversorgung von Effektgeräten kommen, hier mal ein paar grundsätzliche Anmerkungen dazu.
Batterie
Die meisten Effektgeräte sind im Prinzip Verstärkerschaltungen mit spezieller Signalbehandlung. Auch wenn das Signal nach Durchlauf einer Schaltung nicht lauter ist, ist trotzdem meistens ein Verstärker enthalten, wenn es auch nur dazu dient, die Dämpfungsverluste auszugleichen, die das Signal beim Durchlaufen der verschiedenen Bauteile erfährt. Da ein Verstärker in aller Regel dazu dient, schwache Audiosignale im Pegel anzuheben, ist er für allerlei Störsignale anfällig, die für ihn auch nur ein schwaches Audiosignal darstellen, das er verstärken will. Grundsätzlich bietet daher eine Batterie für einen Verstärker die sauberste Stromversorgung, da ihre Energie nicht aus einer Wechselspannung generiert wird und insofern absolut 'glatt' ist. Der Begriff 'Batterie' hat sich hierbei für alle Primärelemente eingebürgert, obwohl er eigentlich nur zutrifft, wenn mehrere Einzelzellen zusammengeschaltet werden.
Je nach Gerät kommen unterschiedliche Formen von Batterien zum Einsatz, weitaus am gebräuchlichsten ist bei Effektgeräten hier der 9V-Block, seltener werden auch Mignonzellen (AA) verwendet. Der 9V-Block ist innen aus 6 einzelnen 1,5V-Zellen zusammengesetzt, je nach Bauform nebeneinanderstehend (6LR61) oder übereinandergestapelt (6F22). Beim Kauf von Batterien sollte man darauf achten, daß man die inzwischen entwicklungstechnisch ausgereiften Alkali-Mangan Zellen kauft und nicht die veralteten Zink-Kohle (Carbon) Batterien, die zwar oft mit 'heavy duty' (Hochleistung) '0% Mercury' (Quecksilber-frei) oder 'long life' beworben werden, was aber nicht darüber hinwegtäuscht, daß sie meist weniger leistungsfähig und vor allem deutlich weniger auslaufsicher sind als Alkali-Mangan Batterien. Weiß man vorher, daß man ein Gerät längere Zeit nicht benutzen wird (> mehrere Wochen), sollte man die Batterien vorsorglich entfernen, Schäden im Gerät durch ausgelaufene Batterien können manchmal irreparabel sein , in nahezu jedem Fall sind sie aber ziemlich unangenehm.
Bevor man eine 'gebrauchte' Batterie dann erneut einlegt, sollte man mit einem geeigneten Testgerät herausfinden, ob sie noch ausreichend Energie abgeben kann. Dazu reicht es nicht, einfach ein Multimeter an die Batterie anzuschließen, weil die Batterie dann nur mit dessen hochohmigem Meßwiderstand belastet wird, der für sie keinen ernsthaften Gegner darstellt, das schafft also sogar eine fast leere Batterie. Insofern heißt 'geeignet' hier also, daß der Batterietester beim Meßvorgang einen Belastungswiderstand an die Batterie legt, der sofort anzeigt, ob die Batterie noch stark genug ist, ihre Spannung auch bei dieser Belastung zu halten, oder ob dann die Spannung unter einen tolerablen Wert absinkt.
Netzgeräte
Trotz des Vorzugs der größeren Mobilität und der 'saubereren' Gleichspannung hat die Batterie auch Nachteile, die zum Teil schon genannt wurden:
weshalb die meisten Geräte auch alternativ den Betrieb über ein Netzteil anbieten, manche sogar nur mit Netzteil betreibbar sind.
Weshalb nicht einfach internen Netzteile wie bei Radio und Fernsehen?
Große Multieffektgeräte benötigen teilweise so viel Energie, daß ein Betrieb mit Batterien aus praktischen und ökonomischen Gründen ausscheidet. Daß man in diese Geräte nicht das Netzteil integriert, wie z.B. bei Verstärkern, hat hauptsächlich drei Gründe:
Welche Netzteile gibt es?
Hier sind weniger die Labor-Netzteile gemeint, die Gleich- und oft auch Wechselspannungen in regelbarer Form anbieten, sondern die für Effektgeräte hauptsächlich in Frage kommenden Einzel-Netzgeräte, die oft auch als Stecker-Netzgerät konzipiert sind.
Die gröbste Unterteilung für Netzteile ist zunächst einmal die Frage, ob es Gleichspannung (DC) oder Wechselspannung (AC) abgibt. Das ist wichtig, zumal das bedauerlicherweise von verschiedenen Herstellern unterschiedlich gehandhabt wird. Wie man aus der häufigen alternativen Betriebsart mit Batterie schon vermuten kann, benötigen die meisten Bodentreter Gleichspannung (DC). Bei dieser ist es jedoch ebenfalls von größter Wichtigkeit, daß sie in richtiger Polarität angelegt wird, was bei Wechselspannung (AC) keine Rolle spielt. Eingebürgert hat sich dankenswerterweise bei den meisten Herstellern, die erforderliche Polarität mit einem Symbol am Typenschild des Gerätes oder an der Netzbuchse aufzudrucken. Dabei wird der bei Netzgeräten wohl mittlerweile gebräuchlichste Hohlstecker mit einem Piktogramm
symbolisiert und damit angezeigt, welche Polarität am inneren Stift der Netzbuchse und welche am Außenkontakt erwartet wird.
Eine weitere Unterscheidung ist das technische Verfahren, über das die Spannung erzeugt wird. Bis vor wenigen Jahren waren herkömmliche Netzteile üblich, inzwischen setzen sich jedoch immer mehr sog. Schaltnetzteile durch.
Linearregler
Die meist durch ihr deutlich höheres Gewicht klar erkennbaren herkömmlichen (älteren) Netzteile haben in ihrem Inneren einen Transformator, der die Netzspannung (230V) erst einmal auf eine Kleinspannung (zB 12V) herunter transformiert und danach ist meistens ein sog. Linearregler geschaltet. Der Trafo ist für das hohe Gewicht verantwortlich, auf die möglichen Varianten der Regelung will ich hier nicht eingehen, da der Artikel Anfänger-kompatibel bleiben soll. Nur so viel: es ist ein Gleichrichter beteiligt, Kondensatoren, um die Restwelligkeit zu glätten und meist ein Halbleiter, heutzutage oftmals ein sog. Festspannungsregler (integrierter Schaltkreis). Da der Trafo zumeist ein Billigprodukt mit sog. EI- oder M-Kern ist, hat er einen ziemlich schlechten Wirkungsgrad und setzt zB einen Teil der Energie selbst im unbelasteten Zustand schonmal in Wärme um. Das Ergebnis ist eine relativ geringe Leistung, die häufig nur für einen, maximal zwei Bodeneffekte ausreicht, je nach deren Strombedarf.
Schaltregler
Seit einiger Zeit sind relativ preisgünstige Netzteile im Handel, die durch ihre kleine und leichte Bauform bei allerdings beachtlicher Leistung auffallen. Auch hier gehen wir nicht ins Detail, nur so viel: je höher die Frequenz ist, mit der ein Transformator betrieben wird, desto höher wird die Leistung, die man damit übertragen kann und desto geringer kann die Masse seines Eisenkerns ausfallen. Da man bei den 50Hz unserer Netzfrequenz in diese Richtung keine großen Experimente machen kann, erzeugt man nach einer ersten Gleichrichtung auf elektronischem Weg eine Wechselspannung, die nicht mehr nur 50Hz beträgt, sondern mehrere kHz! Um diese dann zu transformieren, bedarf es nur noch eines winzigen Trafos, der aber eine vergleichsweise große Leistung erzeugen kann.
Früher scheute man davor zurück, Schaltnetzteile im Audiobereich einzusetzen, weil die Frequenzen der ersten Schaltregler noch im hörbaren Frequenzspektrum lagen, man also gegen Pfeifgeräusche im kHz-bereich ankämpfen mußte. Heute hat man zum einen diese Schaltfrequenzen in Bereiche außerhalb des menschlichen Hörspektrums gelegt und zum anderen wirkungsvolle Filtertechnik zur Hand um eventuell doch auftretenden Störungen zu begegnen. Hier und da kommt es trotzdem bei einzelnen Effektgeräten (zB div. Chorus) Störungen, die bei Verwendung eines konventionellen Netzteils nicht auftreten.
Zusätzlicher Vorteil von Schaltnetzteilen: Der Oszillator, der die hohe Schaltfrequenz erzeugt, kann so ausgelegt werden, daß er in einem weiten Spannungsbereich funktioniert, weshalb die meisten Schaltnetzteile eingangsseitig nicht nur mit 230V funktionieren sondern auch schon weit darunter, zB mit 110V. Das ist für die Hersteller nochmal billiger, denn bisher mußten den Geräten zB für Europa und Amerika unterschiedliche Netzteile begepackt werden. Klar, daß die allgemeine Tendenz daher in Richtung Schaltnetzteile geht.
Welche Angaben benötige ich, wenn ich nach einem passenden Netzteil suche?
Ganz einfach:
Was kann ich den Angaben auf Effektgerät und Netzteil entnehmen?
Um für mein Effektgerät eine passende Stromversorgung zu finden, muß ich wie gesagt durchaus nicht das vom Hersteller vertriebene Netzteil kaufen, allerdings sollte die Stromversorgung auch die Erfordernisse des anzuschließenden Verbrauchers erfüllen. Eigentlich sollte man annehmen, daß alle erforderlichen Angaben zur benötigten Stromversorgung auf dem jeweiligen Effektgerät zu finden sind. Leider ist das aber oft nicht der Fall.
Als Beispiele habe ich mal drei Effektgeräte verschiedener Hersteller hergenommen und zwar von DigiTech, Behringer und Nobels sowie zwei Netzteile, einen Schaltregler und einen Linearregler:
Positiv: auf allen dreien ist die erforderliche Netzteil-Spannung und -Polarität als Piktogramm (siehe oben) angegeben.
Negativ: Nur Nobels sagt klipp und klar, daß man jedes Netzteil nehmen kann, das die Anforderungen erfüllt und gibt die maximale Stromstärke an, die das Gerät benötigt.
Behringer gibt keine Stromstärke an, DigiTech ebenfalls nicht, versucht aber, den Benutzer Glauben zu machen, das Gerät funktioniere nur mit dem entsprechenden Netzteil von DigiTech.
Was uns bei DigiTech und Behringer (und leider vielen anderen auch) fehlt, ist die Stromstärke. Um diese herauszufinden, gibt es mehrere Möglichkeiten:
zu 1. Ok, wenns draufsteht, brauche ich halt nur noch ein Netzteil. das mindestens so viel mA liefern kann
zu 2. Klappt fast immer, vorausgesetzt, das Manual ist vorhanden oder im Web noch verfügbar
zu 3. hier gibt es etliche Seiten, die den Strombedarf bekannter Geräte katalogisiert haben, mir bekannt sind zB.:
http://www.stinkfoot.se/andreas/diy/power/list.htm
http://wv-music.com/pedalboard_net/stompbox-boss.html
sicher gibt es noch andere, Ergänzungen hierzu sind willkommen.
zu 4. Für den völligen Elektronik-Laien vllt nicht unbedingt nachvollziehbar oder ratsam. Strommessungen werden nicht wie Spannungsmessungen parallel zur Quelle durchgeführt, sondern in Reihe. Das hieße im konkreten Fall, daß man sich zumächst einen Adapter mit passendem Hohlstecker basteln muß und im Idealfall ein geregeltes Labor-Netzteil zur Hand hat (natürlich geht es auch mit einer frischen Batterie und einem passenden Batterieclip. Dann wird zB der Minus-Leiter fest an den Verbraucher angeschlossen, während der Plus-Leiter durch das Amperemeter geschleift wird. Das Multimeter auf den zu erwartenden Strombereich stellen (zB <500mA), einen Anschluß an die Batterie, den anderen an den Verbraucher. Jetzt fließt der Strom durch das Multimeter und kann von diesem angezeigt werden. Es soll allerdings nicht verschwiegen werden, daß sich hierbei oft Meßfehler einschleichen, weil der Schaltkreis (das Effektgerät) während der Messung meist weder belastet noch verändert wird (es spielt niemand drüber und dreht an den Knöpfen).
Stromaufnahme eines Effektgerätes messen: Klick!
zu 5. Mag unelegant sein, ist aber relativ sicher. Ein Netzteil kann nicht in dem Sinne überdimensioniert sein, daß seine große Leistung dem angeschlossenen Gerät schaden kann. Das Gerät zieht nur so viel Strom, wie es braucht. Sicher mag es unökonomisch sein, denn ich brauche kein Atomkraftwerk, um meine Nachttischlampe zu betreiben, für den Laien ist es aber zumindest als Übergangslösung eine Möglichkeit. Meist kommen ja später eh noch weitere Effekte hinzu und dann reicht das erste 'Kleine' ohnehin oft nicht mehr.
In meinem Beispiel ist das Schaltnetzteil links und das linear geregelte Netzteil rechts zu sehen:
Was sagt uns jetzt der Aufdruck auf dem (rechten) Netzteil?
Es ist für genau eine Eingangsspannung (230V) bei einer Eingangsfrequenz von 50Hz zu gebrauchen. Eingangsseitig zieht es 32mA aus meinem Stromzähler und sekundär liefert es 9V Gleichspannung bis zu einer Stromstärke von 200 mA, was einer Leistung von 1,8Watt entspricht (p=u*i ==9V*0,2A), wobei man die Leistung von Transformatoren und Netzgeräten als sog. 'Scheinleistung' mit der gleichbedeutenden Maßeinheit VA (Voltampere) angibt.
Weiterhin kann ich der mittleren Symbolreihe entnehmen, daß das Gerät ein GS-Zeichen und ein CE-Zeichen führen darf und daß der Pluspol der abgegebenen Gleichspannung innen liegt. Insbesondere diese Angabe muß mit der auf dem Effektgerät übereinstimmen!
Die untere Symbolreihe schließlich sagt aus, daß das Gerät nur in trockenen Räumen verwendet werden darf, daß es sich bei dem Trafo um einen galvanisch trennenden Trafo (und nicht um einen sog. Spartrafo) handelt, innen drin befindet sich eine Thermosicherung, die bei 125° durchbrennt und das Gerät ist nach der für diese Geräte vorgeschriebenen Schutzklasse II gebaut und isoliert.
Bei dem (kleineren) Schaltnetzteil (links im Bild) sieht einiges anders aus. Es gibt die angegebenen Ausgangsspannungen ab, wenn eingangsseitig mindestens 100 und höchstens 230V anliegen, wobei die Frequenz auch zwischen 50 und 60 Hz liegen darf! Bei Vollast zieht es netzseitig 180mA. Die Ausgangs-Gleichspannung ist einstellbar zwischen 3 und 12V, wobei es maximal 1,5A liefern kann.
Vorsicht, an dieser Stelle wird häufig ein Dimensionierungsfehler gemacht! Die Hersteller haben nicht unabsichtlich ganz unscheinbar 'max. 1,5A' aufgedruckt! Diese Stromstärke bezieht sich allerdings nur auf die kleinste verfügbare Spannung (hier: 3V!).
Um herauszubekommen, welchen Strom das Gerät bei der von mir eingestellten Spannung wirklich liefern kann, muß obige Formel (P=U*I) in umgestellter Form herhalten. Es stehen P für die Leistung, U für die Spannung und I für den Strom. Einziger unveränderlicher Wert ist hier die Leistung von 9VA. Möchte ich wissen, was ich bei 9V anschließen darf, lautet die Formel: I=P/U also I=9/9 => also nur 1A! Bei 12V sind es sogar nur noch 0,75A, also die Hälfte der angegebenen 1,5A!
Das ist nicht weiter tragisch, aber man sollte sich dieser Stolperfalle zumindest bewußt sein und die angeschlossenen Verbraucher nicht unbesehen auf die aufgedruckte Stromstärke auslegen!
Weiterhin wird das Gerät mit einer Reihe mehr oder weniger gebräuchlicher Hohlstecker unterschiedlichen Durchmessers geliefert, die in beliebiger Polarität auf die Kupplung gesteckt werden können. Das ist leider oft Fluch und Segen gleichzeitig, denn einerseits ist es natürlich sehr praktisch, so einfach die passende Polarität einstellen zu können, andererseits muß man anhand der kleinen aufgedruckten +-Symbole genau aufpassen, daß man es nicht genau falsch herum aufsteckt!
Wie schließe ich mehrere Geräte gleichzeitig an?
Habe ich ein Effektboard mit mehreren Pedalen, ist der Idealfall, daß alle mit gleicher Polarität und Spannung arbeiten, weshalb nicht wenige Musiker alle ihre Geräte vom gleichen Hersteller beziehen. Zur parallelen Spannungsversorgung hat sich für diesen Fall die Daisy Chain eingebürgert, ein Kabel mit mehreren parallel geschalteten Hohlsteckern. Hier ist das Verfahren einfach, ich muß lediglich beachten, daß mein Netzteil die Summe aller angegebenen Ströme der einzelnen Effekte zu liefern vermag. Einzelne ältere analoge Effektpedale machen gelegentlich Probleme in der Zusammenschaltung mit anderen (insbesondere digitalen) Geräten, das sind aber wie gesagt seltene Einzelfälle, für die es entweder eine Lösung im Internet gibt oder ein spezielles Netzteil.
Schwieriger wird es, wenn ich auf dem gleichen Board Effekte mit unterschiedlichen Spannungsanforderungen habe. In vielen Fällen funktioniert es zwar, daß man den exotischen wechselapannungsgespeisten Effekt oder das einzige 12V-Gerät mit eigenem Netzteil versorgt, gelegentlich gibt es bei Verwendung mehrerer Netzteile aber Probleme mit der gemeinsamen Signalmasse oder es kommt durch Potenzialunterschiede zu Brummstörungen. Ideal ist es daher, wenn in so einem Mischbetrieb die Spannung für alle Effekte aus einem einzigen Netzteil kommt, das dann allerdings meist etwas teurer ist. Auch dafür ist http://www.ollmann.eu/ eine gute Adresse, wenn man nicht selbst basteln will (oder kann), eine andere gute Quelle ist http://www.tone-toys.de/de/Strom_fuer_Effekte.html
Batterie
Die meisten Effektgeräte sind im Prinzip Verstärkerschaltungen mit spezieller Signalbehandlung. Auch wenn das Signal nach Durchlauf einer Schaltung nicht lauter ist, ist trotzdem meistens ein Verstärker enthalten, wenn es auch nur dazu dient, die Dämpfungsverluste auszugleichen, die das Signal beim Durchlaufen der verschiedenen Bauteile erfährt. Da ein Verstärker in aller Regel dazu dient, schwache Audiosignale im Pegel anzuheben, ist er für allerlei Störsignale anfällig, die für ihn auch nur ein schwaches Audiosignal darstellen, das er verstärken will. Grundsätzlich bietet daher eine Batterie für einen Verstärker die sauberste Stromversorgung, da ihre Energie nicht aus einer Wechselspannung generiert wird und insofern absolut 'glatt' ist. Der Begriff 'Batterie' hat sich hierbei für alle Primärelemente eingebürgert, obwohl er eigentlich nur zutrifft, wenn mehrere Einzelzellen zusammengeschaltet werden.
Je nach Gerät kommen unterschiedliche Formen von Batterien zum Einsatz, weitaus am gebräuchlichsten ist bei Effektgeräten hier der 9V-Block, seltener werden auch Mignonzellen (AA) verwendet. Der 9V-Block ist innen aus 6 einzelnen 1,5V-Zellen zusammengesetzt, je nach Bauform nebeneinanderstehend (6LR61) oder übereinandergestapelt (6F22). Beim Kauf von Batterien sollte man darauf achten, daß man die inzwischen entwicklungstechnisch ausgereiften Alkali-Mangan Zellen kauft und nicht die veralteten Zink-Kohle (Carbon) Batterien, die zwar oft mit 'heavy duty' (Hochleistung) '0% Mercury' (Quecksilber-frei) oder 'long life' beworben werden, was aber nicht darüber hinwegtäuscht, daß sie meist weniger leistungsfähig und vor allem deutlich weniger auslaufsicher sind als Alkali-Mangan Batterien. Weiß man vorher, daß man ein Gerät längere Zeit nicht benutzen wird (> mehrere Wochen), sollte man die Batterien vorsorglich entfernen, Schäden im Gerät durch ausgelaufene Batterien können manchmal irreparabel sein , in nahezu jedem Fall sind sie aber ziemlich unangenehm.
Bevor man eine 'gebrauchte' Batterie dann erneut einlegt, sollte man mit einem geeigneten Testgerät herausfinden, ob sie noch ausreichend Energie abgeben kann. Dazu reicht es nicht, einfach ein Multimeter an die Batterie anzuschließen, weil die Batterie dann nur mit dessen hochohmigem Meßwiderstand belastet wird, der für sie keinen ernsthaften Gegner darstellt, das schafft also sogar eine fast leere Batterie. Insofern heißt 'geeignet' hier also, daß der Batterietester beim Meßvorgang einen Belastungswiderstand an die Batterie legt, der sofort anzeigt, ob die Batterie noch stark genug ist, ihre Spannung auch bei dieser Belastung zu halten, oder ob dann die Spannung unter einen tolerablen Wert absinkt.
Netzgeräte
Trotz des Vorzugs der größeren Mobilität und der 'saubereren' Gleichspannung hat die Batterie auch Nachteile, die zum Teil schon genannt wurden:
- ständige Kosten durch Neukauf
- teilweise umständliches Gefummel am Batteriefach
- latente Gefahr der plötzlich leeren Batterie (möglichst mitten im Gig)
- mögliche (wenn auch heute nicht mehr so wahrscheinliche) Gefahr des Auslaufens
weshalb die meisten Geräte auch alternativ den Betrieb über ein Netzteil anbieten, manche sogar nur mit Netzteil betreibbar sind.
Weshalb nicht einfach internen Netzteile wie bei Radio und Fernsehen?
Große Multieffektgeräte benötigen teilweise so viel Energie, daß ein Betrieb mit Batterien aus praktischen und ökonomischen Gründen ausscheidet. Daß man in diese Geräte nicht das Netzteil integriert, wie z.B. bei Verstärkern, hat hauptsächlich drei Gründe:
- ein an Kleinspannung betriebenes Gerät kann für den Betrieb überall auf der Welt gebaut werden und wird nur je nach Land mit unterschiedlichem Netzteil ausgeliefert. Das ist bedeutend wirtschaftlicher, zumal die Netzteile meistens in großen Stückzahlen von Zulieferern für sehr kleines Geld hinzugekauft werden
- ein an Kleinspannung betriebenes Gerät muß keine aufwändigen Vorschriften für Berührungsschutz etc beachten. Man kann es sogar aus Metall bauen, ohne sicherheitsrelevante Schutzisolationen, die produktionstechnisch in die Kosten gehen würden
- baue ich einen Trafo in ein Audiogerät ein, muß ich geeignete Maßnahmen gegen die eventuelle Störeinstrahlung (den berüchtigten 50Hz-Brumm) treffen, liegt der Trafo einen Meter daneben, erübrigt sich das meist
Welche Netzteile gibt es?
Hier sind weniger die Labor-Netzteile gemeint, die Gleich- und oft auch Wechselspannungen in regelbarer Form anbieten, sondern die für Effektgeräte hauptsächlich in Frage kommenden Einzel-Netzgeräte, die oft auch als Stecker-Netzgerät konzipiert sind.
Die gröbste Unterteilung für Netzteile ist zunächst einmal die Frage, ob es Gleichspannung (DC) oder Wechselspannung (AC) abgibt. Das ist wichtig, zumal das bedauerlicherweise von verschiedenen Herstellern unterschiedlich gehandhabt wird. Wie man aus der häufigen alternativen Betriebsart mit Batterie schon vermuten kann, benötigen die meisten Bodentreter Gleichspannung (DC). Bei dieser ist es jedoch ebenfalls von größter Wichtigkeit, daß sie in richtiger Polarität angelegt wird, was bei Wechselspannung (AC) keine Rolle spielt. Eingebürgert hat sich dankenswerterweise bei den meisten Herstellern, die erforderliche Polarität mit einem Symbol am Typenschild des Gerätes oder an der Netzbuchse aufzudrucken. Dabei wird der bei Netzgeräten wohl mittlerweile gebräuchlichste Hohlstecker mit einem Piktogramm
symbolisiert und damit angezeigt, welche Polarität am inneren Stift der Netzbuchse und welche am Außenkontakt erwartet wird.
Eine weitere Unterscheidung ist das technische Verfahren, über das die Spannung erzeugt wird. Bis vor wenigen Jahren waren herkömmliche Netzteile üblich, inzwischen setzen sich jedoch immer mehr sog. Schaltnetzteile durch.
Linearregler
Die meist durch ihr deutlich höheres Gewicht klar erkennbaren herkömmlichen (älteren) Netzteile haben in ihrem Inneren einen Transformator, der die Netzspannung (230V) erst einmal auf eine Kleinspannung (zB 12V) herunter transformiert und danach ist meistens ein sog. Linearregler geschaltet. Der Trafo ist für das hohe Gewicht verantwortlich, auf die möglichen Varianten der Regelung will ich hier nicht eingehen, da der Artikel Anfänger-kompatibel bleiben soll. Nur so viel: es ist ein Gleichrichter beteiligt, Kondensatoren, um die Restwelligkeit zu glätten und meist ein Halbleiter, heutzutage oftmals ein sog. Festspannungsregler (integrierter Schaltkreis). Da der Trafo zumeist ein Billigprodukt mit sog. EI- oder M-Kern ist, hat er einen ziemlich schlechten Wirkungsgrad und setzt zB einen Teil der Energie selbst im unbelasteten Zustand schonmal in Wärme um. Das Ergebnis ist eine relativ geringe Leistung, die häufig nur für einen, maximal zwei Bodeneffekte ausreicht, je nach deren Strombedarf.
Schaltregler
Seit einiger Zeit sind relativ preisgünstige Netzteile im Handel, die durch ihre kleine und leichte Bauform bei allerdings beachtlicher Leistung auffallen. Auch hier gehen wir nicht ins Detail, nur so viel: je höher die Frequenz ist, mit der ein Transformator betrieben wird, desto höher wird die Leistung, die man damit übertragen kann und desto geringer kann die Masse seines Eisenkerns ausfallen. Da man bei den 50Hz unserer Netzfrequenz in diese Richtung keine großen Experimente machen kann, erzeugt man nach einer ersten Gleichrichtung auf elektronischem Weg eine Wechselspannung, die nicht mehr nur 50Hz beträgt, sondern mehrere kHz! Um diese dann zu transformieren, bedarf es nur noch eines winzigen Trafos, der aber eine vergleichsweise große Leistung erzeugen kann.
Früher scheute man davor zurück, Schaltnetzteile im Audiobereich einzusetzen, weil die Frequenzen der ersten Schaltregler noch im hörbaren Frequenzspektrum lagen, man also gegen Pfeifgeräusche im kHz-bereich ankämpfen mußte. Heute hat man zum einen diese Schaltfrequenzen in Bereiche außerhalb des menschlichen Hörspektrums gelegt und zum anderen wirkungsvolle Filtertechnik zur Hand um eventuell doch auftretenden Störungen zu begegnen. Hier und da kommt es trotzdem bei einzelnen Effektgeräten (zB div. Chorus) Störungen, die bei Verwendung eines konventionellen Netzteils nicht auftreten.
Zusätzlicher Vorteil von Schaltnetzteilen: Der Oszillator, der die hohe Schaltfrequenz erzeugt, kann so ausgelegt werden, daß er in einem weiten Spannungsbereich funktioniert, weshalb die meisten Schaltnetzteile eingangsseitig nicht nur mit 230V funktionieren sondern auch schon weit darunter, zB mit 110V. Das ist für die Hersteller nochmal billiger, denn bisher mußten den Geräten zB für Europa und Amerika unterschiedliche Netzteile begepackt werden. Klar, daß die allgemeine Tendenz daher in Richtung Schaltnetzteile geht.
Welche Angaben benötige ich, wenn ich nach einem passenden Netzteil suche?
Ganz einfach:
- die Spannung (zB 9V)
- die Spannungsart (zB bei Gleichspannung DC, 9VDC, 9V DC, 9V- oder bei Wechselspannung AC, 9VAC, 9V AC, 9V~)
- die Polarität (natürlich nur bei Gleichspannung (DC) wo ist plus und wo ist minus?)
- die maximale Stromstärke, die das Effektgerät ziehen kann (und die infolgedessen das Netzteil mindestens liefern muß)
Was kann ich den Angaben auf Effektgerät und Netzteil entnehmen?
Um für mein Effektgerät eine passende Stromversorgung zu finden, muß ich wie gesagt durchaus nicht das vom Hersteller vertriebene Netzteil kaufen, allerdings sollte die Stromversorgung auch die Erfordernisse des anzuschließenden Verbrauchers erfüllen. Eigentlich sollte man annehmen, daß alle erforderlichen Angaben zur benötigten Stromversorgung auf dem jeweiligen Effektgerät zu finden sind. Leider ist das aber oft nicht der Fall.
Als Beispiele habe ich mal drei Effektgeräte verschiedener Hersteller hergenommen und zwar von DigiTech, Behringer und Nobels sowie zwei Netzteile, einen Schaltregler und einen Linearregler:
Positiv: auf allen dreien ist die erforderliche Netzteil-Spannung und -Polarität als Piktogramm (siehe oben) angegeben.
Negativ: Nur Nobels sagt klipp und klar, daß man jedes Netzteil nehmen kann, das die Anforderungen erfüllt und gibt die maximale Stromstärke an, die das Gerät benötigt.
Behringer gibt keine Stromstärke an, DigiTech ebenfalls nicht, versucht aber, den Benutzer Glauben zu machen, das Gerät funktioniere nur mit dem entsprechenden Netzteil von DigiTech.
Was uns bei DigiTech und Behringer (und leider vielen anderen auch) fehlt, ist die Stromstärke. Um diese herauszufinden, gibt es mehrere Möglichkeiten:
- Aufdruck irgendwo auf dem Gerät
- Angabe in den 'technischen Daten' des Manuals, meist auf den letzten Seiten
- Info aus dem Internet (Links dazu weiter unten)
- mit Vielfachmeßgerät selbst ausmessen
- Netzteil sicherheitshalber überdimensionieren
zu 1. Ok, wenns draufsteht, brauche ich halt nur noch ein Netzteil. das mindestens so viel mA liefern kann
zu 2. Klappt fast immer, vorausgesetzt, das Manual ist vorhanden oder im Web noch verfügbar
zu 3. hier gibt es etliche Seiten, die den Strombedarf bekannter Geräte katalogisiert haben, mir bekannt sind zB.:
http://www.stinkfoot.se/andreas/diy/power/list.htm
http://wv-music.com/pedalboard_net/stompbox-boss.html
sicher gibt es noch andere, Ergänzungen hierzu sind willkommen.
zu 4. Für den völligen Elektronik-Laien vllt nicht unbedingt nachvollziehbar oder ratsam. Strommessungen werden nicht wie Spannungsmessungen parallel zur Quelle durchgeführt, sondern in Reihe. Das hieße im konkreten Fall, daß man sich zumächst einen Adapter mit passendem Hohlstecker basteln muß und im Idealfall ein geregeltes Labor-Netzteil zur Hand hat (natürlich geht es auch mit einer frischen Batterie und einem passenden Batterieclip. Dann wird zB der Minus-Leiter fest an den Verbraucher angeschlossen, während der Plus-Leiter durch das Amperemeter geschleift wird. Das Multimeter auf den zu erwartenden Strombereich stellen (zB <500mA), einen Anschluß an die Batterie, den anderen an den Verbraucher. Jetzt fließt der Strom durch das Multimeter und kann von diesem angezeigt werden. Es soll allerdings nicht verschwiegen werden, daß sich hierbei oft Meßfehler einschleichen, weil der Schaltkreis (das Effektgerät) während der Messung meist weder belastet noch verändert wird (es spielt niemand drüber und dreht an den Knöpfen).
Stromaufnahme eines Effektgerätes messen: Klick!
zu 5. Mag unelegant sein, ist aber relativ sicher. Ein Netzteil kann nicht in dem Sinne überdimensioniert sein, daß seine große Leistung dem angeschlossenen Gerät schaden kann. Das Gerät zieht nur so viel Strom, wie es braucht. Sicher mag es unökonomisch sein, denn ich brauche kein Atomkraftwerk, um meine Nachttischlampe zu betreiben, für den Laien ist es aber zumindest als Übergangslösung eine Möglichkeit. Meist kommen ja später eh noch weitere Effekte hinzu und dann reicht das erste 'Kleine' ohnehin oft nicht mehr.
In meinem Beispiel ist das Schaltnetzteil links und das linear geregelte Netzteil rechts zu sehen:
Was sagt uns jetzt der Aufdruck auf dem (rechten) Netzteil?
Es ist für genau eine Eingangsspannung (230V) bei einer Eingangsfrequenz von 50Hz zu gebrauchen. Eingangsseitig zieht es 32mA aus meinem Stromzähler und sekundär liefert es 9V Gleichspannung bis zu einer Stromstärke von 200 mA, was einer Leistung von 1,8Watt entspricht (p=u*i ==9V*0,2A), wobei man die Leistung von Transformatoren und Netzgeräten als sog. 'Scheinleistung' mit der gleichbedeutenden Maßeinheit VA (Voltampere) angibt.
Weiterhin kann ich der mittleren Symbolreihe entnehmen, daß das Gerät ein GS-Zeichen und ein CE-Zeichen führen darf und daß der Pluspol der abgegebenen Gleichspannung innen liegt. Insbesondere diese Angabe muß mit der auf dem Effektgerät übereinstimmen!
Die untere Symbolreihe schließlich sagt aus, daß das Gerät nur in trockenen Räumen verwendet werden darf, daß es sich bei dem Trafo um einen galvanisch trennenden Trafo (und nicht um einen sog. Spartrafo) handelt, innen drin befindet sich eine Thermosicherung, die bei 125° durchbrennt und das Gerät ist nach der für diese Geräte vorgeschriebenen Schutzklasse II gebaut und isoliert.
Bei dem (kleineren) Schaltnetzteil (links im Bild) sieht einiges anders aus. Es gibt die angegebenen Ausgangsspannungen ab, wenn eingangsseitig mindestens 100 und höchstens 230V anliegen, wobei die Frequenz auch zwischen 50 und 60 Hz liegen darf! Bei Vollast zieht es netzseitig 180mA. Die Ausgangs-Gleichspannung ist einstellbar zwischen 3 und 12V, wobei es maximal 1,5A liefern kann.
Vorsicht, an dieser Stelle wird häufig ein Dimensionierungsfehler gemacht! Die Hersteller haben nicht unabsichtlich ganz unscheinbar 'max. 1,5A' aufgedruckt! Diese Stromstärke bezieht sich allerdings nur auf die kleinste verfügbare Spannung (hier: 3V!).
Um herauszubekommen, welchen Strom das Gerät bei der von mir eingestellten Spannung wirklich liefern kann, muß obige Formel (P=U*I) in umgestellter Form herhalten. Es stehen P für die Leistung, U für die Spannung und I für den Strom. Einziger unveränderlicher Wert ist hier die Leistung von 9VA. Möchte ich wissen, was ich bei 9V anschließen darf, lautet die Formel: I=P/U also I=9/9 => also nur 1A! Bei 12V sind es sogar nur noch 0,75A, also die Hälfte der angegebenen 1,5A!
Das ist nicht weiter tragisch, aber man sollte sich dieser Stolperfalle zumindest bewußt sein und die angeschlossenen Verbraucher nicht unbesehen auf die aufgedruckte Stromstärke auslegen!
Weiterhin wird das Gerät mit einer Reihe mehr oder weniger gebräuchlicher Hohlstecker unterschiedlichen Durchmessers geliefert, die in beliebiger Polarität auf die Kupplung gesteckt werden können. Das ist leider oft Fluch und Segen gleichzeitig, denn einerseits ist es natürlich sehr praktisch, so einfach die passende Polarität einstellen zu können, andererseits muß man anhand der kleinen aufgedruckten +-Symbole genau aufpassen, daß man es nicht genau falsch herum aufsteckt!
Wie schließe ich mehrere Geräte gleichzeitig an?
Habe ich ein Effektboard mit mehreren Pedalen, ist der Idealfall, daß alle mit gleicher Polarität und Spannung arbeiten, weshalb nicht wenige Musiker alle ihre Geräte vom gleichen Hersteller beziehen. Zur parallelen Spannungsversorgung hat sich für diesen Fall die Daisy Chain eingebürgert, ein Kabel mit mehreren parallel geschalteten Hohlsteckern. Hier ist das Verfahren einfach, ich muß lediglich beachten, daß mein Netzteil die Summe aller angegebenen Ströme der einzelnen Effekte zu liefern vermag. Einzelne ältere analoge Effektpedale machen gelegentlich Probleme in der Zusammenschaltung mit anderen (insbesondere digitalen) Geräten, das sind aber wie gesagt seltene Einzelfälle, für die es entweder eine Lösung im Internet gibt oder ein spezielles Netzteil.
Schwieriger wird es, wenn ich auf dem gleichen Board Effekte mit unterschiedlichen Spannungsanforderungen habe. In vielen Fällen funktioniert es zwar, daß man den exotischen wechselapannungsgespeisten Effekt oder das einzige 12V-Gerät mit eigenem Netzteil versorgt, gelegentlich gibt es bei Verwendung mehrerer Netzteile aber Probleme mit der gemeinsamen Signalmasse oder es kommt durch Potenzialunterschiede zu Brummstörungen. Ideal ist es daher, wenn in so einem Mischbetrieb die Spannung für alle Effekte aus einem einzigen Netzteil kommt, das dann allerdings meist etwas teurer ist. Auch dafür ist http://www.ollmann.eu/ eine gute Adresse, wenn man nicht selbst basteln will (oder kann), eine andere gute Quelle ist http://www.tone-toys.de/de/Strom_fuer_Effekte.html
- Eigenschaft
Grund: Bilder gefixt - Userwunsch
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