Status und Geschichte des Heimkinos „Tron“

Bericht zur Doppelcenterkonfiguration

Fazit:

• Ohne akustisch transparenter Leinwand kommen Dialoge nun virtuell aus der Mitte des Bildes.
• Ich bin mit dem Ergebnis sehr zufrieden – Ziel erreicht.

Aufbau:

• Mein bisheriger Center (Klipsch RC-35), platziert über der Leinwand, wurde ergänzt durch einen zweiten RC-35 (aus der Bucht um 100€) der nun unter der Leinwand steht.
• Dämmungen für die Erstreflexion an Decke und Boden sind angebracht.
• Angesteuert werden die Center von einem miniDSP 2x4 HD und zwei separaten Kanälen der t.amp E4-250.
• Die Center sind so angewinkelt, dass sich der Direktschall auf Entfernung der Sitzreihe in Kopfhöhe trifft.
• Die Einmessung mit REW ergab 0dB Pegeldifferenz und 0,2ms Delay – Ich sitze anscheinend ziemlich zentral. Ginge wahrscheinklich auch ohne miniDSP.
• Ohne Aktualisierung der MultEQ-X Messung war der Klang gar nicht gut und es hat sich kein virtueller Center ergeben.
• Nach der Einmessung ist der Klang nun sehr gut (Im Rahmen eines RC35) und die Dialoge kommen jetzt klar aus der Mitte der Leinwand.

Bericht zur automatischen Leinwandmaskierung

Das Thema automatische Leinwandmaskierung geht mir schon lange im Kopf herum, nun habe ich das Projekt endlich erfolgreich umgesetzt.

Bisher konnte ich die Leinwand per Fensterladentechnik manuell von 21:9 auf 17:9 maskieren und mit dem NZ8 ist eine Maskierung imho nicht ganz zu erforderlich wie bei Bildwerfern mit schlechteren Schwarzwert, daher war der Leidensdruck nicht ganz so groß.

Beim Streaming jedoch, hat gefühlt jeder Film ein anderes Seitenverhältnis, was den Leidensdruck doch wieder erhöht hat.

Alte Lösung:

Also habe ich das Thema nicht aus dem Auge verloren, aber ich fand keine machbare, günstige und zuverlässige Lösung für die Problemstellungen:

1. Mechanik: Meine 21:9 Leinwand reicht praktisch von einer Seitenwand zur anderen. Wo ist hier Platz für die Maskierung, wenn diese bei 21:9 ganz zur Seite geschoben werden muss? Wie löse ich das mechanisch?
2. Antrieb: Mit welchem Antrieb, kann ich die Maskierung an beliebige Positionen zuverlässig und rasch bewegen?
3. Software: Wie kann man auf Basis des aktuell projizierten Bildformats die Maskierung automatisch auf die richtige Position einstellen?

Vor zwei Wochen hatte ich nun für alle diese Problemstellungen umsetzbare Lösungen gefunden und so habe ich mich an die Umsetzung gemacht.

1. Mechanik

Zunächst hatte ich damit experimentiert, dass ein Stoff oder ein Panel und die Ecke fährt. Das hat aber immer wieder gehakt und geklemmt. Also unbrauchbar für einen zuverlässigen Betrieb.

Schlussendlich ist es die dargestellte Konstruktion geworden. Ein Seiten-Panel ist an zwei Punkten ("A", "B" ) aufgehängt und jeder dieser Punkte macht nur eine gerade Bewegung vor und zurück. Verschiebt man am Punkt "A" stellt sich Punkt "B" ohne verklemmen automatisch ein. Also ist Punkt "A" der ideale Angriffspunkt für einen Antrieb. An der Rückseite, zwischen Panel und Leinwand ist Stoff (Adamantium, blau eingezeichnet) angebracht, wobei die Distanz die der Stoff abdecken muss bei allen Formaten etwa gleich bleibt (plus/minus 2cm).

In real sah das so aus:

2. Antrieb

Die wesentliche Anleitungen zur Realisierung des Antriebs habe ich von Bert Kößler übernommen.

heimkino-praxis.de

Ich wiederhole hier nicht was Bert schon perfekt ausgeführt hat, sondern beschränke mich auf meine Anpassungen.

Die Komponenten (Schrittmotor, Treiber und Gewindespindel) habe ich wie von ihm beschrieben 1:1 bestellt und testweise aufgebaut. Diese Komponenten waren alle sofort lieferbar und sehr günstig.

Ich wollte jedoch keine Maskierung mit Seilzügen realisieren, daher habe ich zwei getrennte Antriebe, Einen für links und Einen für rechts bestellt.

Anm.: Zunächst hatte ich die beiden Antriebe bis in die Software hinein getrennt ausgeführt. Ich hatte dann aber Probleme damit, diese zeitgleich und korrekt anzusteuern, und die Stepper-Positionen waren für links und recht ohnehin gleich. Somit steuert die Software jetzt nur einmal die GPIO-Pins an und beide Motoren sind paralell an eine gemeinsamen Stepper-Treiber angeschalten. Hierfür war jedoch noch die Stromabgabe (4A) am Stepper-Treiber zu erhöhen um Aussetzer zu vermeiden.

Da ich RasperryPis auf Lager habe und Python kein Fremdsprache ist, war das Steuer-Script von Bert schnell zum Laufen gebracht und auf der Testplatte konnte man gut damit herumspielen.

Ich war dann schnell sehr ernüchtert, bzw. ich dachte die billigen China-Komponenten sind Schrott.

Der Motor hat zwar die gewünschten Positionen korrekt angefahren, lief aber sehr unruhig und laut. So wollte ich das nicht im Kino haben.

Um Defekte des Motors auszuschließen habe ich diesen testweise an einen HP-Frequenzgenerator aus dem Labor angeschlossen.

Der Motor lief damit sehr ruhig und ohne jegliche Rhythmusstörung. Im Frequenzbereich von ca. 600 bis 2400Hz (=Schrittfrequenz) lief der Motor perfekt.

Da der Motor 200 Schritte pro Umdrehung macht und die Spindel eine Umdrehung auf ca. 8mm übersetzt ergibt sich damit ein Geschwindigkeitsbereich von 2,4 bis 9,6cm pro Sekunde.

Das passt gut. Somit sollte der Antrieb für die 40cm (von 21.9 auf 16:9) etwa 4 Sekunden benötigen. Das wäre schneller als gedacht.

Aber wie kann ich den unruhigen Motorlauf beheben??

Mein erster Aufbau war mit einem alten RaspberryPi 1 (Single-Core). Ich dachte: „Ev. ist der das Problem.“

Ja, mit dem RPi3 (Quad-Core) lief es besser, aber noch lange nicht perfekt.

Eine Recherche ergab, dass die Ansteuerung der GPIO-Kontakte des RPi mit dem Standard-GPIO-Treibern zeitlich recht ungenau arbeitet. Dh. die Impulse die der RPi an den Schrittmotor sendet kommen je nach CPU-Last und aktiven Hintergrundprozessen nicht mit exaktem Takt.

Aber zum Glück gibt es eine für den Raspberry optimierte GPIO-Library. Die „pigpio“-Library. Diese lässt sich am Raspian einfach über apt-get installieren. Diese Library ermöglicht das Ansteuern der GPIOs - laut Beschreibung - mit einer Genauigkeit von wenigen µ-Sekunden.

Ich habe dann das Script von Bert für diese Lib umgebaut, nutze jedoch nun die PWM-Funktion dieser Lib. Damit gibt der RPi ein PWM-Signal mit definierter Frequenz aus und man muss so die Kontakte nicht mehr selbst per Timer tausende Male ein- und ausschalten.

Das macht den Lauf des Motors nochmals ruhiger. Damit man aber nun weiß, wann der Motor an der richtigen Stelle angekommen ist, muss das Script die PWM-Impulse mitzählen und zum richtigen Zeitpunkt das PWM-Signal unterbrechen.

Das funktioniert ganz gut (Das Script gibt es gerne auf Anfrage).

Anm: Die PWM-Funktion der pigpio-Lib kann nur ausgewählte Frequenzen liefern. zB 2000 und dann 4000Hz. Somit musste ich 2000Hz als maximale Geschwindigkeit wählen. Für die ersten beiden und letzten beiden Umdrehungen des Motors stelle ich 800Hz ein. Quasi langsames Anfahren und Bremsen.

Python-Script für die PIGPIO-Lib zur Ansteuerung des Steppers.

Beim Programmieren und Testen der Software kam es immer wieder dazu, dass der Motor nicht wie gewünscht gestoppt hat. Am Test-Brett war das egal, ist der Antrieb aber dann montiert könnte dies zur Zerstörung von Teilen des Antriebs führen. Daher habe ich noch Endschalter eingebaut. Diese beenden die Bewegung aber nicht per Software, sondern unterbrechen die elektrischen Impulse (GPIO-PUL) beim Erreichen einer Endposition (ca. 1cm außerhalb von 21:9 bzw. 16:9) und der Motor bleibt sofort stehen. Diese Funktion war für die Entwicklung und Optimierung des Ansteuer-Script sehr wichtig. Und sollte im Betrieb mal die SW oder der RPi abstürzen fährt der Antrieb maximal bis zu diesen Not-Aus-Schaltern. Check!

Den Antrieb (Motor, Spindel und Endschalter) wurde dann neben die Gardinenschiene moniert und mit dem Punkt "A" der Maskierung verbunden.

3. Software

Damit das Ansteuer-Script für den Schrittmotor Befehle von der Welt bekommen kann, wurde wie von Bert empfohlen ein Node.js WebService am RPi installiert. Damit kann man per WebRequests (http GET und PUT) das Ansteuer-Script mit Argumenten aufrufen.

Dieses WebService ist somit die Schnittstelle zwischen der Welt (MadVR) und der Maskierung mit folgenden Aufgaben.

1. MadVR erkennt zwar das Seitenverhältnis (Cropped AR) kann diese Info aber nicht direkt an ein Kommando weitergeben. Daher muss man in MadVR Profile anlegen die je nach Seitenverhältnis die passende Maskierungsposition aufrufen.

Das sieht hier so aus:

2. MadVR schaltet recht häufig die ARs um (beim Starten, Pause, etc.), schneller als die Maskierung sich bewegen kann. Daher filtert ein Shedule-Script zu häufige Befehlsfolgen an die Maskierung heraus.

Es ist ein Kompromiss zwischen rascher Maskierung und permanentem Auf und Zu zu finden.

Hier bin ich noch am Optimieren.

3. Leider kann die Harmony nicht direkt http-Befehle senden.

Daher kann ich jetzt über Buttons am Smartphone (Automate App) die Maskierung gezielt ansteuern und auch die MadVR-Automatik deaktivieren.

4. Abschluss

Zum Abschluss folgt jetzt noch die Verkleidung des Antriebs.

Leider gibt es aktuelle kein Adamantium-Glue. Somit wurde jetzt DC-Fix bestellt.

Zur Lautstärke

Bei Filmbetrieb mit Zimmerlautstärke ist der Antrieb gar nicht zu hören. Ist es still im Kino, dann ist er jedoch deutlich zu vernehmen, aber noch immer leiser als mein höhenverstellbarer Schreibtisch von Ikea.

Mit der Verkleidung wird es wahrscheinlich noch ein wenig leiser (-3dB) werden.

Komplett geräuschlos wäre natürlich noch netter - Also, wenn jemand flüsterleise Stepper kennt, könnte ich die ja noch versuchen. Aber die Stepp-Frequenz wird man wohl immer hören.

Fazit:

Es sieht echt cool aus, wenn die Maskierung sich automatisch und flott exakt einstellt.

Aber der Aufwand dafür war doch sehr beträchtlich.

Update 2023-04-30

Ein Stepper-Treiber (TB6600) war leider nach ein paar Wochen defekt. Es funktionierte nur mehr die 800Hz-Steppfrequenz.

Habe jetzt beide gegen DM542T ausgetauscht. Motoren laufen noch etwas ruhiger damit und wieder mit 2000Hz.

Zitat von lorddr1nkalot

also ich hatte das Problem auch das die Dinger sehr laut waren, in meinem Fall waren auch 4 Stepper die Lärm machten.

Ich hab den Stepper vom Halter und von der Welle entkoppelt:

https://amzn.eu/d/aJDdoI7

https://amzn.eu/d/83iEJfW

Danke! Diese Entkoppler sind schon angebracht - laut Empfehlung von Bert.

Die Motoren sind wirklich nicht mehr laut mit der PWM-Ansteuerung der PIGPIO-Library. Bei Stille hört man aber dennoch ein gemühtliches Brummen, es ist halt nicht lautlos.

Zitat

das hab ich über Home-Assistant und der "Fake-Roku" integration gelöst, falls do sowas ähnliches im Einsatz hast (FHEM, ioBroker) gibts das vielleicht auch, das funktioniert sehr gut.

Genial, danke für den Tipp - Kannte ich nicht!

Zitat von Stoermerchen

Wie hast Du eingemessen? Mit beiden gleichzeitig oder einzeln?

Ich hatte bei mir den Effekt, dass Audyssey mit beiden Centern nicht klar kam und es wie aus einem Eimer klang.

Erst als ich nur einen Center eingemessen, den zweiten danach dazu geschaltet und beide dann mit dem miniDSP eingestellt hatte, klang es vernünftig.

Zunächst war ja das System mit dem oberen Center eingemessen und ich habe den unteren mit REW und miniDSP hinzugefügt. Das Ergebnis war nicht gut. Unter 300Hz hat sich der Pegel erhöht, oberhalb ergaben sind Pegelschwankungen. Mit 180°-Phasendrehung war der Bass dann schwächer, obenrum haben sich aber auch wieder die Pegelschwankungen gezeigt.

Schlussendlich habe ich die Phase auf 0° belassen, Pegel und Delay mit REW optimiert und dann mit MultiEQ-X neu eingemessen (Korrekturen nur unterhalb von 500Hz). So passt dass jetzt sehr gut für mich.

Gehäuseformat für SBA Subs

Ich habe ja mein SBA noch immer nicht realisiert, da ich mich vor dem Aufwand etwas scheue, noch nicht ganz vom Mehrwert überzeugt bin und es platzmäßig eine Herausforderung ist.

Betreffend "Mehrwert" werde ich nochmals bei Mankra vorbeischauen.

Betreffend "platzmäßig eine Herausforderung" eine Frage:

Plan ist noch ein 3x2 SBA mit SWG1244. Laut Hersteller werden 34Liter empfohlen.

Ist es nun absolut egal, wie das Verhältnis von BTH gewählt wird?

Könnte ich auch ein gleichwertiges 35Liter-Gehäuse bauen das nur 15cm Tief ist?

Die Polkernbohrung kann ich ja auch seitlich platzieren, oder?

Mein aktuelles Projekt "Heimkino-Steuerung mit Home Assistant" hat nun einen nutzbaren Status erreicht.

Nachdem ich das Bass-Thema nun schon lange vor mir her schiebe, habe ich mich entschlossen ein DBA in meinem Kino installieren.

Pro:

• Einen Kick bei JohnWick gibt es bei mir ohne iBeams nicht. Und warum SilentPlace2 so gut klingen soll, kann ich mit einem Setup auch nicht nachvollziehen
• Die SBA/DBA-Theorie klingt vielversprechend
• In echtes Heimkino gehört ein SBA/DBA, um mit dem großen Kindern mitspielen zu können!

Kontra:

• Subjektiv und für sich betrachtet klingt ist der Bass eigentlich nicht so schlecht.
• Der Aufwand, ein SBA/DBA in ein fertiges Heimkino einzubauen ist schon sehr groß.

Aber, die Entscheidung ist gefallen und ich freue mich schon auf das Ergebnis.

Also ist als nächstes ein Konzept zu erarbeiten:

Ausgangspunkt

• Dach diversen klassischen Subwoofern von Magnat, Klipsch und Velodyne bin ich bei einem Reckhorn Eckhorn H-100 mit einem A409 gelandet. Diesen betreibe ich jetzt schon seit mind. 7 Jahren.
• Als DSP für Sub und iBeam nutze ich schon viel länger einen Behringer Feedback Destroyer.

Kinoraum und Haus - Messung mit Reckhorn-Sub

Als Referenz für einen Vorher-Nachher-Vergleich habe ich noch einige Messungen mit dem Reckhorn H-100 Setup gemacht

• Messungen im Heimkino (ohne Filter und mit Filter)
• Messungen im Haus (Kinoraum, Keller und Wohnzimmer)

Man erkennt die Probleme mit der aktueller Sub-Lösung

• Starke Mode bei 30Hz (Längs 5,75m)
• Leichte Mode bei 50Hz (Quer 3,3m)
• Inhomogene Bass-Pegel im Raum
• Nur 19dB Dämpfung zum Wohnzimmer bei 40Hz
• Hausmoden bei 20 und 40Hz

Ich gehe davon aus, dass ich die Probleme im Kinoraum beheben kann.

Bei der Schallausbreitung im Haus habe ich die Hoffnung, dass durch die zusätzliche Bass-Absorption eine deutliche Verbesserung eintritt.

Rahmenbedingungen

• Stauraum im Regal an der Rückwand muss großteils erhalten bleiben. Das war der Kompromiss für die Bewilligung.
• Möglichst preiswerte Lösung. Ich bin ansich mehr der Bildqualität-Typ und mit dem NZ8 ist das HK-Budget der nächsten Jahre ohnehin schon aufgebraucht.
• Raumaufteilung und Größe soll möglichst unverändert bleiben
• Ziellautstärke max. -8dB-Ref. Mehr macht mir nur kurze Zeit Spaß.
• Der Kinobetrieb soll möglichst nicht unterbrochen werden.
• Der Umbau soll in maximal 6 Wochen abgeschlossen sein.

Konzept

• DBA 3x2
  => Kein Platz für eine ausreichend dicke SBA-Bassfalle
  => Symmetrischer Raum
  => Spaß am Optimieren

• Alpine SWG1244
  => Günstigste und empfohlene Einsteigerlösung
• Flache Gehäuse hinter der Leinwand für minimalen Platzverlust im Raum
• Tiefe Gehäuse hinten für maximaler Stauraum in den Regalen zwischen Subs
• Umsetzung in abgeschlossenen Phasen. Nach jeder Phase sollte der Kinobetrieb wieder möglich
• Alles selbstgemacht
  => Spart Budget und macht Spass

Umsetzungsphasen

1. Planen der Sub-Gehäuse und Testaufabau
2. Regal und HiFi-Rack an der Rückwand neu aufbauen.
3. Gehäuse für rückwertige Subwoofer bauen
4. Subwoofer in Rückwand einbauen
5. Gehäuse für vordere Subwoofer bauen
6. DBA-Front aufbauen
   a. Leinwand und Maskierung demontieren
   b. Gerüst an der Front aufbauen
   c. Subwoofer in Rückwand einbauen
   d. Dämmung anbringen
   e. Leinwand und Maskierung wieder montieren
7. DBA einmessen
8. John Wick starten

Kosten

• Für alles Zusammen sollte ich mit 2k€ auskommen.

DBA Phase 1) Planen der Sub-Gehäuse und Testaufabau

Laut meinem Konzept mache ich vorne maximal schmale Gehäuse und hinten welche mit minimaler Frontgröße. Da ja für die akustischen Eigenschaften nur das Volumen des Gehäuses relevant sein soll, sollte dies am Ende hoffentlich kein Problem in Punkto DBA-Symmetrie sein.

Basierend auf dem Datenblatt der SWG-1244 habe ich also zwei Gehäusetypen konstruiert. Schlussendlich sind es dann drei Typen geworden, da ich an der Rückwand noch den Heizkörper bei einen Sub berücksichtigen musste.

Um zu prüfen, ob meine Konstruktion auch umsetzbar ist, habe ich 'mal zwei Subs gebaut.

(Meine ersten LS-Gehäuse: Geschraubt und mit Montagekleber gedichtet)

Nachdem dies erfoglreich war habe dann weitere 10 Chassis, den Verstärkers (E-1200) und den DSP (mini4x4)) bestellt.

Der Baumarkt muss für meine weiteren 10m² MDF-Zuschnitt Material nachbestellen. Sollte diese Woche kommen.

Frage:

1) Macht man dann für jeden Sub eine Testmessung um zu prüfen, ob FQ-Gang und Polung bei allen gleich ist? Wie macht man das am besten?