Dosenverstärker - Do-it-yourself Projekt für Gitarristen

Der Sound aus der (Kaffee-)Dose

Manchmal kommt man ja auf Ideen. Und während so mancher noch denkt "Warum denn?", habe ich meist schon laut "Warum denn nicht?" gesagt.

So geschehen vor einiger Zeit, als ich für ein anderes Elektronikprojekt einen Mikrofon-Vorverstärker benötigt habe. Ich wusste nicht so recht, was ich genau brauche, also habe ich gleich ein paar Verstärker-Bausätze gekauft.

Einer davon stellte sich als zu potent heraus, genauer gesagt hatte er eine Leistungsaufnahme von mehr als 1 Watt und konnte problemlos einen kleinen Lautsprecher antreiben. Das hat mich spontan interessiert, deshalb habe ich kurzerhand einen Lautsprecher und eine Klinkenbuchse angelötet und meine Gitarre angeschlossen.

Das "Kombo-chen" stellte sich als so laut heraus, dass der Lautsprecher hüpfend und schnarrend über den Tisch wanderte. Das ging so natürlich nicht, also suchte ich nach irgendeinem Behältnis, in das ich den kleinen Versuchsaufbau einbauen konnte.

In der Küche fiel mir alsbald eine leere Espresso-Dose in die Hände und geboren war: Der Dosenverstärker.

Außen "Eros Ramazotti", innen "Rock 'n' Roll":
Der Dosenverstärker (Hörprobe am Ende dieses Artikels)

 

 

Wer braucht sowas?

Es ist natürlich klar, dass so ein Dosenverstärker nicht in Konkurrenz zu einem "echten" Gitarrenverstärker treten kann. Er kann auch nicht unbedingt gegen die diversen Gitarren-Apps antreten. Aber: Der Dosenverstärker ist lauter als jedes Handy, er ist genauso transportabel, er ist unschlagbar günstig in der Herstellung und er hat einige Eigenschaften, die man auch von großen Gitarren-Verstärkern kennt. Nicht zuletzt ist er ein Hingucker!

Der Dosenverstärker ist beispielsweise ideal für den Sommer geeignet, für alle, die am Lagerfeuer lieber ihre E-Gitarre als die Akustik-Klampfe spielen wollen. Für alle Rock-Heroen und Lead Monster, die den Rock gerne auch in die freie Wildnis tragen.

Stellen Sie sich die Augen der Ed Sheeran Klampfer vor, wenn Sie am Lagerfeuer auch das Solo von "Stairway to Heaven" originalgetreu raushauen können.

Spaß beseite, dies ist kein verfrühter Aprilscherz oder Faschings-Gag. Es ist durchaus ernst gemeint, der Dosenverstärker ist ein prima Projekt für Do-it-Yourself Fans: Ob sie denn selbst Gitarristen sind oder ob sie nach einem individuellen und originellen Geschenk für einen Gitarristen suchen.

Um selbst einen Dosenverstärker bauen zu können, muss man nicht die Meisterschule besucht haben. Ganz im Gegenteil. Wenn man bereit ist, im schlimmsten Fall etwas Lehrgeld zu bezahlen, dann ist der Dosenverstärker sogar ein ideales Projekt für den Einstieg ins Elektronik-Hobby.

Etwas Geduld sollte man allerdings mitbringen, auch erfahrene Hände werden für den kompletten Bau ein paar Stunden einplanen müssen.

Was braucht man und wieviel kostet das?

 

Die Kosten belaufen sich auf unter 30 ,- €. Wie immer gehe ich davon aus, dass alle benötigten Werkzeuge schon vorhanden sind. Bei den Bestandteilen des Dosenverstärkers gehe ich hingegen davon aus, dass alle noch gekauft werden müssen.

Wenn man z.B. die Kaffeedose schon herumliegen hat, reduzieren sich die Kosten entsprechend noch.

 

 

  Position               Lieferant         Menge        Preis (Summe)
  =========================================================================

  Kemo Bausatz B182      Conrad            1            ca. 5,69 €

 Miniatur-Abstands-     musikding.de      2            ca. 1,60 €
 halter 9,5mm

 Clip für 9V Batterie   musikding.de      1            ca. 0,75 €
 I-Form

 Litze 0,25mm2 5m       musikding.de      1            ca. 0,80 €
 schwarz

 Litze 0,25mm2 5m       musikding.de      1            ca. 0,80 €
 rot

 Stereo Klinkenbuchse   musikding.de      1            ca. 1,00 €

 Mini Potentiometer     musikding.de
 500kOhm logaryhthmisch                   1            ca. 1,00 €

 M3 Maschinenschrauben  Baumarkt          4            ca. 1,00 €
 und passende Muttern

 Isolierband            Baumarkt          1            ca. 1,00 €

 9-Volt Block           Baumarkt          1            ca. 2,00 €

 
 Visaton FR 58          Conrad            1            ca. 7,09 €
 Lautsprecher

 Kaffedose              Edeka u.a.        1            ca. 5,49 €
  
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                                                                                                Summe:    28,22 €     

 

 

 

Beschreibung der einzelnen Komponenten

Der Kemo Verstärker B182 (1 Watt, laut Herstellerangaben Spitzen bis zu 2 Watt) ist ein Universalverstärker, deshalb deckt er von 20 Hz bis 20 kHz auch ein recht weites Spektrum ab. Viel mehr als bei einem Gitarrensignal überhaupt anfallen wird.

Seine Eingangsempfindlichkeit von ca. 80 mV (Millivolt) sollte auch in keiner Situation ein Problem darstellen. Der Output von Gitarren-Pickups ist unter anderem frequenzabhängig, deshalb ist es schwierig zu sagen, was für eine Ausgangsspannung genau aus der Gitarre rauskommt.

Ich habe nichts konkret bemerkt, könnte mir aber vorstellen, dass bei manchen Gitarren mit schwächeren Pickups beim Ausschwingen der Saiten eventuell dieser Empfindlichkeitswert unterschritten wird und der Verstärker dann nichts mehr verstärkt. Wir reden hier dann davon, dass das Sustain eventuell kürzer ist als mit einem anderen Verstärker bzw. als man es sonst gewohnt ist. Beim Ausschwingen wohlgemerkt, nicht beim Anschlagen.


Wie gesagt, das sind nur theoretische Überlegungen, ich halte den Kemo Verstärker für dieses Projekt vom Preis-Leistungs-Verhältnis für genau die richtige Wahl.


Der Kemo Verstärker arbeitet mit Spannungen zwischen 6 und 9 Volt. Je weniger Spannung, desto weniger Leistung, also leiser. Aber nicht nur leiser, mit weniger Spannung nimmt auch der "Headroom" des Verstärkers ab, er gerät leichter in die Verzerrung. Das ist ein interessanter Nebeneffekt, ich werde ganz am Schluss dieses Blog-Posts dazu noch ein paar Worte verlieren.

Gehen wir aber mal davon aus, dass wir den Verstärker mit 9 Volt betreiben. In diesem Projekt arbeite ich mit einer 9-Volt-Blockbatterie, aber es gibt hier dennoch einige Überlegungen anzustellen. Denn der Nachteil der gängigen "9-Volt Blöcke" ist, dass sie meist nur eine Kapazität von weniger als 700 mAh (Milliampere-Stunden) haben.

Der Kemo-Verstärker hat eine maximale Stromaufnahme von 380 mA (Milliampere), wenn man ihn also immer auf voller Lautstärke fährt, ist die Batterie nach etwa zwei Stunden leer. Das ist schon ziemlich lange für den Dosenverstärker, so ein Set fahren ja oft nichtmal mehr die großen Bands dieser Welt :-) Wer will, kann als Alternative aber durchaus zwei 4,5 Volt Flachbatterien in Reihe schalten. Daraus ergeben sich auch 9 Volt, die Flachbatterien haben aber eine Kapazität von meist mehr als 2500 mAh. Damit wird der Dosenverstärker etwas unhandlicher, aber der Vollständigkeit halber soll dies hier auch gesagt sein.

Als Lautsprecher empfehle ich für den Dosenverstärker den Visaton FR58. Dies ist ein 2,3 Zoll (5,8 cm) Lautsprecher mit 8 Ohm Impedanz und einer Belastbarkeit von 10 Watt. Sein Übertragungsbereich deckt sich bei 120 Hz bis 20 kHz in etwa mit dem des Kemo Verstärkers und ist ihm damit ein würdiger Partner. So klein der Kleine auch sein mag, bei einem mittleren Schalldruck von 81 dB (1 Watt bei 1 Meter Abstand) sollte klar werden, dass der Dosenverstärker kein Leisetreter ist!

Damit wir diese Lautstärke nicht dauerhaft etrag... ähem genießen müssen, hat der Dosenverstärker auch eine Lautstärkeregelung. Es ist in diesem Projekt nicht so wichtig, was für ein Potentiometer man einbaut, denn das Poti befindet sich im Schaltbild noch vor dem Kemo Verstärker. Es regelt also die Lautstärke der Gitarre herunter, also das Eingangssignal vor dem Verstärker, nicht die des verstärkten Signals.

Ich habe ein logarithmisches 500 kOhm Poti genommen, aber auch nur, weil ich es gerade herumliegen hatte. Man könnte auch genausogut ein 100 kOhm Poti verwenden, denn wir reden von einer Ausgangsspannung der Gitarre von vielleicht maximal 300 - 400 mV.

Wenn bei einer solchen Spannung das Poti voll zugedreht ist, also der höchste Widerstand anliegt, dann ist der Strom, der rechnerisch selbst bei einem 100 kOhm Poti noch zum Kemo Verstärker fließt, bereits unter 1 mA gefallen und damit weit unterhalb der Empfindlichkeit des Verstärkers. Will sagen: Was auch immer man für ein Poti aus dem Bereich Gitarren- oder Effektgerätebau nimmt, es wird den Dosenverstärker in der gegebenen Schaltung leise kriegen können.

Natürlich gibt es noch die Unterschiede im Regelweg bei linearen und logarithmischen Potis, aber auch das ist für das vorliegende Projekt egal. Wichtig ist, dass man die Lautstärke regulieren kann. Wir haben für die Lautstärkeregelung außen am Dosenverstärker ohnehin keine Skala vorgesehen, deshalb ist die Charakteristik des Regelweges nicht von Bedeutung.

Die in der Materialauflistung genannte Stereo-Klinkenbuchse ist allerdings essentiell wichtig, dazu später mehr.

Jetzt basteln wir aber mal endlich...

Zusammenlöten des eigentlichen Verstärker-Bausatzes

Bewegte Bilder sagen mehr als tausend Worte, deshalb habe ich ein Video gemacht: Es zeigt das komplette Zusammenlöten des Kemo Verstärkerbausatzes B182 (Verstärker 1 Watt) und gibt hierbei auch einige Tipps für Lötanfänger.

 

 

 

Verbindungsschema der einzelnen Komponenten

 

 

Der Kemo Verstärker hat sechs Lötösen für den Anschluss von Kabeln. Die rechten zwei sind der Ausgang zum Lautsprecher.

Ich folge hier dem Schema, dass + immer rot ist und - immer schwarz dargestellt. Man muss bei dem Verstärker etwas aufpassen, da + nicht immer links und - nicht immer rechts ist! Im "Einkaufszettel" für dieses Projekt habe ich deshalb auch schwarze und rote Litze aufgelistet, damit man immer gleich sieht, was Signal führt und was Erde ist. Wer es leicht hat, den Überblick zu bewahren, kann natürlich auch einfarbige Kabel verwenden.

Die mittleren beiden Lötösen sind für die Spannungsversorgung des Kemo-Verstärkers. Hier ist zu beachten, dass wir nur das Plus-Kabel (+) von der Spannungsquelle am Verstärker anschließen, die Lötöse für die Erde bleibt unbelegt.

Verkabelungsschema des Dosenverstärkers

Dies hat einen einfachen Grund. Wenn wir + und - der Spannungsquelle direkt an den Verstärker anlöten würden, dann würde der Verstärker immer laufen, solange eine Batterie angeschlossen ist. Zum Ausschalten müsste immer die Batterie entfernt werden. Dies ist sehr unpraktisch und kann leicht vergessen werden. Der Kemo Verstärker zieht im Leerlauf immerhin einen Strom von fast 11 mA, das würde die Batterie in zwei bis drei Tagen leeren.

Der Minuspol vom Batterie-Clip (schwarzes Kabel) wird deshalb an den dritten Pol der Klinkenbuchse angeschlossen. Wir benutzen in diesem Projekt eine Stereo-Klinkenbuchse aus folgendem Grund.

Aufbau und Funktion der Stereo-Klinkenbuchse

Die Stereo Klinkenbuchse hat drei Anschlüsse: Tip (T), Sleeve (S) und Ring (R). Wofür diese benötigt werden, wird aus dem mittleren Teilbild oben ersichtlich. Ein Stereo-Klinkenkabel ist in drei Teile unterteilt, jeder dieser Teile hat beim Einstecken in die Buchse Kontakt zu je einem der drei Anschlüsse der Klinkenbuchse. Tip und Ring werden für Links und Rechts des Stereo-Signals verwendet, Sleeve ist die Erde, also Minus.

Wie aus dem mittleren Bild ersichtlich ist, hat ein Mono-Klinkenkabel nur Tip und Sleeve. Das führt dazu, dass beim Anschluss eines Mono-Kabels in eine Stereo-Buchse die Anschlüsse Ring und Sleeve kurzgeschlossen werden.

Was bedeutet das nun für unsere Verdrahtung der Komponenten?

Wenn wir das Minuskabel von der Batterie an Ring anschließen, dann wird Ring mit Sleeve kurzgeschlossen, Ring wird also zur Erde und der Batteriestromkreis ist geschlossen.

Der Verstärker erhält also nur Spannung, wenn ein Kabel eingesteckt ist. Eine ganz saubere Lösung, wie sie auch in Gitarren mit aktiven Tonabnehmern verwendet wird.

Der Rest der Verkabelung ist Standard. Vom Tip der Klinkenbuchse wird eine Verbindung zum Eingang des Potis gelegt. Der Ausgang des Potis geht auf den Eingang des Verstärkers. Die Einganssektion des Verstärkers sind die linken beiden Lötösen. Wir können dadurch über das Poti die Signalstärke zum Eingang des Verstärkers regeln, also die Gesamtlautstärke.

Man könnte das Poti zur Lautstärkeregelung theoretisch auch an den Ausgang des Verstärkers setzen. In der Praxis würde das aber nicht gut funktionieren, da hier bereits ein Strom fließt, der deutlich höher ist. Beim Drehen des Potis würde es fürchterlich kratzen.

Zuletzt müssen jetzt noch die Erde (-) des Verstärkereingangs und die Erde des Potis angeschlossen werden. Beide können an den Anschluss Sleeve der Klinkenbuchse gelötet werden.

Ich habe des Weiteren noch eine kurze Brücke zwischen der Erde des Poti zur Kaffeedosenwand gelegt, damit die Dose etwas besser gegen EM-Einstrahlung geschützt ist. Für eine solche Brücke nehme ich gerne die Beinchen von Widerständen oder Transistoren, denn die sind dicker als Litze und besser zu verarbeiten. Am besten regelmäßig die Reste aufheben, die man abschneidet.

Die Innenwand der Dose ist auch mit der Erde verbunden

Perfekt ist das aber nicht, da die Dose einen Plastikdeckel hat (diesen mit einer Metallfolie auf der Innenseite leitfähig zu machen, habe ich mir erspart - einfach nicht unter einer Leuchtstoffröhre spielen :-) ).

Ich habe es als am praktischsten empfunden, bereits alle Kabel an den Verstärker anzulöten und diese Kabel entsprechend recht lang zu lassen. Man kann dann alle Einzelkomponenten nach und nach einbauen und verlöten. Ich würde die Kabel immer etwas länger lassen als es am Ort des EInbaus benötigt wird, dann kann man die angeschlossene Komponente auch später noch einmal rausnehmen, wenn z.B. mal etwas nachgelötet werden muss. Die überflüssigen Längen habe ich einfach etwas in Schlaufen verlegt und mit Isolierband an der Innenwand der Dose arretiert.

Einbau in die Dose

Es folgt die bebilderte Anleitung.

Der Verstärker wird in eine handelsübliche Blech-Kaffedose eingebaut

Wir bohren ein Loch in den Boden und schneiden mit der Blechschere eine
so große Öffnung aus, dass der Lautsprecher hineinpasst.

Lieber erstmal klein ausschneiden und nachprüfen. Bei Bedarf dann vergrößern.

Lieber erstmal klein ausschneiden und nachprüfen. Bei Bedarf dann vergrößern.

Nun die Löcher für die Schrauben anzeichnen und ausbohren.

Die Miniaturabstandshalter werden am Kemo Verstärker angebracht. Mit ihren Klebefüßen
werden sie in die Dose eingeklebt.

Die beiden Kabel vom Verstärker zum Lautsprecher werden angelötet. Der breitere Anschluss ist +

Um zur Befestigung des Lautsprechers die Muttern auf die Schrauben zu bekommen, ist an dieser Stelle ein ausreichend langer Steckschlüssel erforderlich, denn so eine Dose ist recht hoch! Am besten auch möglichst kurze Schrauben verwenden, damit die Muttern auch bis ganz unten geschraubt werden können. Bei zu langen Schrauben stößt diese eventuell hinten im Steckschlüsseleinsatz an bevor die Mutter unten angekommen ist.

Verlaufsbild: Loch für das Poti bohren, Poti einbauen, Kappe drauf. Kabel am
besten schon vorher anlöten und Litzen entsprechend lang lassen, damit kein Kabel spannt.
An Ort und Stelle noch Erd-Verbindung zur Dosenwand anlöten.

Loch für die Klinkenbuchse bohren und auch richtigen Durchmesser feilen. Dann die Buchse einbauen,
auch hier die Kabel schon im Vorfeld anlöten.

Das fertige Produkt: Damit die Drähte nicht wild durcheinander wuseln, habe ich sie mit Isolierband
überall fixiert.

Ich habe bislnag zwei Dosenverstärker gebaut, diese sind durch Wahl der Dose
und der Potiknöpfe leicht individualisierbar.

 

Wie klingt er nun?

Das Mikrofonieren von Verstärkern ist selbst ein Element der Klang-Formung, sprich: Jedes Mikrofon hat selbst charakteristische Eigenschaften, die den Klang des Verstärkers in der Aufnahme verändern. Ich habe zuerst versucht, den Dosenverstärker mit dem Klassiker Sure SM 57 aufzunehmen, fand aber, dass das Ergebnis nicht wirklich dem tatsächlichen Höreindruck entspricht.

Nach weiteren Versuchen mit den internen Mikros meines portablen Digital Rekorders habe ich die Dose einfach mit meinem iPhone aufgenommen. Was man hier hört, entspricht aber nahezu deckungsgleich dem Eindruck, den man live vor dem Dosenverstärker hat.

In Realität ist der verzerrte Ton des Dosenverstärkers eventuell noch etwas "knarziger". Ich habe die Aufnahmen mit Absicht aber nicht mit dem Equalizer malträtiert, die einzige Bearbeitung war die Umwandlung von Mono auf Stereo.

Auch kann eine Aufnahme nicht die Lautheit des Dosenverstärkers wiedergeben. Hier möge man mir glauben, dass er voll aufgedreht die Grenzen der Zimmerlautstärke schon sprengt.

Beispiel 1:

"Knarziger", crunchiger Sound

- Ohne Dosen-Deckel

- Steg-Humbucker ausgewählt

- Gitarren-Volume auf 100%; Verstärker Volume auf 50%

- Knackiger Anschlag, viele Up-Strokes

  

Beispiel 2:

Veranschaulichung der Reaktion auf Lautstärkeänderung der Gitarre

- Ohne Dosen-Deckel

- Steg-Humbucker ausgewählt

- Gitarren-Volume anfangs auf 50%, für angezerrten Sound dann auf 100% (ab 00:38 Sek.)

  

Beispiel 3:

Veranschaulichung der Reaktion des Verstärkers auf Dynamik-Änderungen

- Mit Dosen-Deckel

- Steg-Humbucker ausgewählt

- Gitarrenvolume auf 100%, zunächst leichter Anschlag bei glockigem, warmen Sound. Für 
  angezerrten Sound dann härterer Anschlag (ab 00:20 Sek.)

  

Fazit und weiterführende Ideen

Der Dosenverstärker teilt einige Eigenschaften seiner großen Brüder auf engstem Raum:

• Bei Reduzierung der Betriebsspannnung nimmt sein Headroom ab und er geht leichter in die Verzerrung. Nur nuanciert härtere Anschläge schaffen es dann von einem Clean Sound zu einem satten Crunch zu gelangen. Reduzierung der Spannung heißt beim Dosenverstärker, dass die Batterie nicht mehr 9 Volt liefert, sondern eventuell nur noch etwas mehr als 6 Volt. Eben eine Batterie die langsam leer wird.
  
  Es will nun niemand seine fast leeren 9 Volt Blöcke sammeln, um den Dosenverstärker agressiver klingen zu lassen. Eine weiterführende Bastelidee wäre es, einen passenden Trimmer zwischen dem Pluspol des Batterie-Clips und dem Spannungseingang des Kemo Verstärkers anzubringen (eventuell von außen regelbar). Man könnte so auch bei vollen Batterien die Eingangsspannung des Verstärkers auf nur etwas mehr als 6 Volt absenken. Er wird dann schneller zerren und sich generell "knarziger" anhören.

• Der Dosenverstärker reagiert sehr gut auf Pegeländerungen des Eingangssignals, d.h. man kann zwischen clean und angezerrt direkt über das Volume-Poti an der Gitarre wechseln - wie bei einem echten Röhrenverstärker. Auf Dynamikänderungen reagiert er genauso: Härterer Anschlag treibt ihn mehr in Richtung Verzerrung.

• Bei Speaker Cabinets gibt es "Open Back"- und "Closed Back"-Varianten. Beim einen ist der Holzkasten, in dem die Lautsprecher sitzen, hinten offen. Beim anderen ist er hinten auch durch eine Holzplatte verschlossen. Auch der Dosenverstärker hat einen Deckel, den man anbringen oder abnehmen kann.
  
  Ähnlich der Speaker Cabinets hat der Sound ohne Deckel mehr Presence, die oberen Mitten und Höhen werden stärker betont. Wenn der Deckel drauf ist, dann wirkt der Sound wärmer, glockiger, er hat mehr low-end.

So, genug geredet. Nun viel Spaß beim Selberbasteln, der Sommer kommt bestimmt!