Wissenswertes zu Schallwandlern und Kleinlautsprechern

Schallwandler und Kleinlautsprecher sind elektromechanische Komponenten, die akustische Signale abgeben. Sie werden zum Beispiel als Summer oder Alarmhinweis bei Ereignissen verwendet. Miniatur-Lautsprecher können nicht nur einfache Tonfolgen abspielen, sondern auch Sprachinhalte wiedergeben. Zum Einsatz kommen die Produkte in dieser Kategorie trotzdem nur als funktionale Lautsprecher, da sie aufgrund ihrer sehr kompakten Bauweise nur wenig Klangqualität bieten und zum Teil nur festgelegte Sequenzen als Töne wiedergeben können. Das Angebot richtet sich daher vornehmlich an Bastler und Gewerbetreibende.

Wie funktionieren Schallwandler und Kleinlautsprecher?

Schallwandler sind elektromechanische Bauteile. Sie wandeln elektrische Signale in akustische Signale um.

Oftmals wird dabei der piezoelektrische Effekt als Wandlerprinzip genutzt: Fließt Strom, verändern die mechanischen Bauteile ihre Form. Diese Verformung wird mechanisch auf die Membrane des Schallwandlers übertragen, wodurch ein akustisches Signal erzeugt wird.

Bei der Komplexität der Tonwiedergabe unterscheiden sich die Modelle:

Schallwandler in einfacher Bauweise können nur bestimmte Töne erzeugen. Dabei handelt es sich um Dauertöne, Intervalltöne oder Alarmgeräusche wie Sirenentöne.

Lautsprecher hingegen können, wie ihr Name es besagt, auch „sprechen“, also eingehende elektro-akustische Signale verständlich wiedergeben.

Piezo-Signalgeber mit 82 dB

Miniatur-Lautsprecher

Tipp: Der Schall wird durch die schwingende Luft einer Schallwelle erzeugt oder durch ein elektromagnetisches Feld, das durch eine Spule angetrieben wird. Durch die mitschwingenden Membrane der akustischen Signalgeber wird die jeweilige Schwingung hörbar. Bei einigen Kleinstlautsprechern wird die Frequenzschwingung zudem technisch so verstärkt, dass ein Summen oder gar ein merkliches Schwingen des gesamten Bauteils entsteht, also ein Vibrationsalarm.

Das gibt es bei der Auswahl von Schallwandlern und Kleinlautsprecher zu beachten

Unser Praxistipp:

Insbesondere, wenn am gewünschten Einsatzort wenig Platz vorhanden ist, werden Kleinstlautsprecher oder elektrodynamische Akustikbauteile wegen ihrer kompakten Bauweise der Verwendung normaler Lautsprecher mit gutem Klang vorgezogen.

Grundlegende Fragen für die Auswahl

Für die Auswahl eines Schallwandlers oder Kleinlautsprechers ist in erster Linie relevant, für welchen Zweck Sie einen akustischen Signalgeber benötigen. Dabei stellen sich drei Fragen:

Welche Töne soll der Schallwandler erzeugen?
Einfache Schallwandler erzeugen nur fest vorgegebene Tonfolgen, wenn ein elektrisches Signal anliegt. Lautsprecher hingegen können komplexere Sprachsignale verständlich wiedergeben.

Wie laut soll das akustische Signal sein?
Je nach Einsatzzweck ist ein eher lautes oder leises akustisches Signal erwünscht. Die Wahrnehmung hängt maßgeblich mit der Größe der zu beschallenden Fläche, der sonstigen Geräuschkulisse und der zu erwartenden Aufmerksamkeit der Zielpersonen zusammen. Beispielsweise reicht für elektronische Versuchsaufbauten ein kleiner Schalldruckpegel, da sich der Anwender mit voller Konzentration dem Signal zuwendet. Auch Batteriewarntöne müssen nicht sonderlich laut ertönen. Für Evakuierungs-Systeme in größeren Räumen oder ganzen Gebäudeteilen hingegen wird selbstverständlich eine starke Schallquelle benötigt. Zur Auswahl stehen Wandler mit 65 bis 120 dB an Geräuschentwicklung.

Wo soll der Schallwandler beziehungsweise Kleinlautsprecher installiert werden? 
Bei der Auswahl sollten Sie auf die Form des Bauteils und passende Abmaße achten. Außerdem benötigen Sie noch ausreichend vorhandenen Platz für Kabelzuleitungen und eventuelle Verstärker. Auch die mechanische Befestigungsart spielt eine Rolle.

Hinweis: Der Klang wird beeinträchtigt, wenn der Schallwandler verdeckt installiert wird. Denn dann können sich die Schallwellen nicht gleichmäßig ausbreiten.

Akustische Kenngrößen

Dezibel ist eine logarithmische Größe als Hilfsmaßeinheit in der Elektronik und in der Akustik. Sie beschreibt die wahrgenommene Geräuschentwicklung. Hörbar sind Geräusche ab 0 Dezibel. Die normale Gesprächslautstärke liegt etwa bei 55 dB. Bei einer Steigerung um 10 dB tritt bereits eine gefühlte Verdoppelung der Lautstärke ein. Gemessen wird der Schalldruck-Pegel mithilfe von Mikrofonen.

Die Resonanz-Frequenz eines Schallwandlers sagt etwas über die Wellenlängen der erzeugten akustischen Signale aus, was wiederum Einfluss auf die Reichweite des hörbaren Signals hat. Bei der kleinsten angebotenen Frequenz von 4,5 Hz handelt es sich um einen Dauerton-Erzeuger. Die höchste Frequenz weisen Summer auf. Für Menschen hörbar sind Schallwellen zwischen 16 Hz bis 20 kHZ.

Elektrische Parameter

Schwallwandler als elektrodynamische Bauteile haben keinen festen Widerstand, sondern eine Impedanz, die wegen der eingebauten Schwingspulen eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung erzeugt. Auch Impedanzen werden in der Einheit Ohm angegeben.
Neben der zulässigen Eingangsspannung ist bei der Auswahl von Schallwandlern und Kleinlautsprechern die maximale Belastbarkeit in Watt zu beachten.

Hinweis: Angaben zu den einzelnen Modellen finden Sie in den technischen Daten auf den Produktseiten und in den zugehörigen Dokumenten zum Download.

Optionen für die Installation

Für die Installation von Schallwandlern und Kleinlautsprechern gibt es mehrere Optionen: Bei Fronteinbau oder Schraubbefestigung wird das Gehäuse des Signalgebers mechanisch fixiert. Die elektrischen Signale gelangen über Kabel an den Eingang des Schallwandlers. Der Anschluss der häufig offenen Kabelenden verlangt elektrische Fachkenntnis. Bei Platinen-Schallwandlern zur Installation auf einer Leiterplatte kommen Löttechniken oder Stecksysteme zum Einsatz.

Info: Meist ist ein Schalter oder eine komplexere elektronische Steuerung dem Schallwandler vorgeschaltet, die ein elektrisches Signal weiterleitet, wenn die Signale ertönen sollen.

Tipp: Soll ein Kleinlautsprecher installiert werden, benötigt dieser neben der Stromversorgung eine zusätzliche Leitung am Eingang, die komplexe Audio-Inhalte überträgt.

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