Pluggen, stekkers, connectors …

XLR Ook wel “Cannon” plug genaamd, naar de originele fabrikant. Deze worden in de 3-polige uitvoering standaard voor microfoons & symmetrische verbindingen op Line niveau gebruikt. In de “vrouwtjes”-pluggen (met de gaatjes) komt het signaal binnen. Deze worden dus op de microfoon gestoken. Aan de andere kant zit een mannetje, hier komt het signaal uit.. Een XLR kabel kun je simpel verlengen door er een volgende aan te klikken. De pluggen hebben het voordeel dat ze gezekerd zijn, ze zitten aan de microfoon en aan elkaar vast geklikt zodat ze niet vanzelf los kunnen gaan. Bij aansluiten maakt eerst pin 1 (aarde) contact. Dat voorkomt brommen tijdens het aansluiten. XLR pluggen

xlr female met schakelaar

Combo input

Jack Ook “phone” plug genoemd. Standaard plug voor gitaren, keyboards, effectapparatuur, koptelefoons, randapparatuur ed. Bestaat in mono en stereo uitvoering.  In veel soorten en kwaliteiten verkrijgbaar: met metalen en met plastic behuizing, geklonken en gegoten constructies, haakse en rechte modellen.

 

Jack pluggen
Silent plug
Mini jack Jack plugjes van 3,5mm of 2,5mm worden vaak gebruikt als koptelefoonplugjes in draagbare audio apparatuur, smartphones, tablets en laptops. Ze worden ook wel miniatuurjacks resp. subminiatuurjacks genoemd. Mini jackpluggen
Cinch Ook wel RCA-plug, phono plug of tulp-plug genaamd. Wordt ook in thuis-stereo installaties gebruikt. In de professionele PA-wereld minder, zeker de plastic uitvoering. Nadelen: kwetsbaar, slechte trekontlasting, aarde maakt vaak als laatste contact bij inpluggen. Cinch pluggen komen veel voor in DJ installaties. Plastic Cinch plug
Professionele RCA plug
DIN plug Tegenwoordig wordt de 5-polige DIN plug nog alleen maar voor MIDI gebruikt, niet meer voor audio. De 3 polige plug is er helemaal niet meer. DIN staat trouwens voor “Deutsches Institut für Normung”. 5-polige DIN plug
Speakon Standaard voor luidsprekers met groot vermogen. Hier kan een dikke kabel aan bevestigd worden die grote stromen kan verwerken. Indien gebruikt met een 4-polige kabel kun je twee sets speakers met één toevoerkabel toch elk apart op een eindtrap aansluiten. Als de pluggen goed aan de kabels gemonteerd zitten is verkeerd aansluiten uitgesloten. Speakon pluggen
PowerCon 3 polige stroomaansluiting van Neutrik, geschikt voor flinke stromen tot 250V/20A! Versies voor chassisbevestiging (dus aan een apparaat) en versies voor aan (verleng-)kabels. Vast te klikken, zodat ze niet kunnen losschieten zoals de normale 230V stekkers. Te gebruiken tot wel 20A/250V. Powercon connectors zijn bedoeld als connectors in een vast circuit en mogen dus niet aangesloten of losgekoppeld worden terwijl apparatuur is ingeschakeld!

Het Powercon systeem werkt met twee kleuren connectors, zodat kortsluiting uitgesloten is:

  • A-type (stroom inlaat, “stekker”) kabel connector: blauw, chassis connector: blauw.
  • B-type (stroom uitlaat, “stopcontact”) kabel connector: grijs, met blauwe rand, chassis connector: grijs.

De stekers moeten dus kleur bij kleur! Een POWER OUTLET is dus een grijs chassisdeel waar een grijzeconnector in moet. Een POWER INLET is blauw en daar moet een blauw kabeldeel in.

 

Powercon A chassisdeel
PowerCon A stekker
Powercon A-type
PowerCon B stekker en chassisdeel

Spanning, stroom, vermogen …. hoe zit dat ?

We kennen allemaal de woorden stroom en spanning. En van 230 Volt hebben de meesten ook al wel gehoord. Maar hoe zit dat nu precies, wat is bvb de samenhang tussen spanning, stroom en vermogen … enz ?

Deze aanduidingen worden bij elektriciteit gebruikt:

  • Spanning en volt (V): In volt druk je de hoeveelheid spanning uit. Zo staat er op onze stopcontacten tegenwoordig een    spanning van 230 V.
  • Weerstanden en Ohm:  is de elektrische eigenschap van materialen om de doorgang van elektrische stroom te belemmeren, wordt uitgedrukt in Ohm.
  • Stroom en ampère (A): De stroom wordt uitgedrukt in ampère. Er gaat pas een stroom lopen, wanneer een apparaat aan staat en elektrische energie gaat gebruiken. De hoeveelheid stroom wordt bepaald door de inwendige weerstand (Ohm) van het aangesloten apparaat.
  • Vermogen en watt (W): Het vermogen wordt uitgedrukt in watt of in kilowatt (1000 watt = 1 Kw) Het vermogen dat het apparaat opneemt is afhankelijk van de stroom en de spanning. Een hogere stroom betekent meer vermogen.

Zet je een apparaat aan dan gaat er stroom lopen. Bij een mengpaneel is dat weinig, omdat er weinig energie nodig is om de functies van het apparaat uit te voeren. Een Fogger bvb. “verbruikt”  veel meer door het verwarmingselement dat erin zit …

En het vermogen dan ?

Bij een gelijkspanning is de relatie tussen stroom en vermogen erg simpel. Je kan gewoon de spanning (in volt) vermenigvuldigen met de stroom (in ampère) en daarmee het vermogen (in Watt) berekenen. Dus als een apparaat 2 Ampère aan stroom verbruikt, betekent dit dat er 2 A x 230 V = 460 watt verbruikt wordt. Je kan het ook omdraaien: door het vermogen te delen door 230, krijg je de hoeveelheid stroom…  Heb je een spot van 2000 watt, dan wordt dat een stroom van 2000 : 230 = 8,69 ampère. De benodigde stroom is belangrijk in verband met de zekering die de kring beveiligd, een “normaal” stopcontact is in België beveiligd door een zekering van 16 Ampere, wat gelijk staat aan 230 V x 16 A = 3680 watt…. of toch niet ???

Wisselspanning: Cosinus phi (cos φ), VA, blindvermogen, schijnvermogen … enz. 

Al het voorgaande geldt voor gelijkspanning, echter al onze apparaten werken op wisselspanning ! Het wordt dus iets ingewikkelder. Voor gelijkstroom en wisselstroom met zuiver Ohmse belastingen (bvb een halogeenlamp) klopt het bovenstaande precies, bij wisselstroom moeten we ook rekening houden met de zogenaamde reactieve/inductieve belasting, dit zijn verliezen door de opgewekte magnetische velden in bvb transformators. Het totale verbruikte vermogen in Watt bestaat dan uit een deel zogenaamd “blindvermogen” en een deel uit “werkelijk vermogen”, dit laatste is het vermogen dat ook rendement oplevert  De verhoudingsfactor hiertussen wordt de cosinus phi genoemd, kort geschreven als: cos φ. Deze factor verschilt per soort apparaat. Bij een gloeilamp is geen spoel of magnetisch veld betrokken: hier is de cosinus phi dus 1, geen verliezen. Het werkelijke vermogen is gelijk aan het rendement, geen blindvermogen dus. Bij een TL lamp (waar een spoel onder de vorm van een “ballast” in zit) is de cosinus phi  0,7.  Voor het zelfde vermogen loopt er bij een lage cosinus phi dus méér stroom door de kabels.

Een opgerolde kabel vormt in feite een spoel en heeft een grotere wisselstroomweerstand dan een afgerolde kabel. Bij grote belastingen zal de kabel door de combinatie van de grotere weerstand en de slechte warmte afvoer zeer warm worden en kan de isolatie gaan smelten met kortsluiting tot gevolg ! Dit is dus de reden waarom je steeds een kabelrol volledig dient af te rollen ! (al zit In sommige kabelrollen een thermo zekering ter beveiliging)

De formule voor de berekening van vermogen bij wisselstroom ziet er dus zo uit:

Watt = Volt x Ampère x cos φ

Stel: de cos phi van een apparaat is 0.85 en het aantal watt is 2300 bij een 230 V. netspanning. Men spreek dan van (230V x 10A) = 2300 voltampére (VA)  of “schijnbaar vermogen” om aan te geven dat dit het verbruiksvermogen is en niet het aan arbeid geleverde vermogen. Normaal zou je dan verwachten dat er 10A stroom loopt…. Dit klopt echter niet, rekening houdend met de cos phi wordt dat 10A x (1/0 : 0,85) of 10 A x 1,176 = 11.76 A.

Wat betekend dit alles in de praktijk ? 

Voor zover er gebruik gemaakt wordt van de netspanning hoef je enkel rekening te houden dat je bvb. op een kring van 230V beveiligd met een zekering van 16 A. als max. belasting geen (230 V x 16 A) = 3680 watt maar slechts 3680 x 0,8 (gemiddelde cos φ) = 2944 watt aansluit (in de praktijk 3000 watt of 3 Kw)

Bij gebruik van generators wordt het echter een totaal ander verhaal ! We nemen als voorbeeld een generator met een vermogen van 40 KVA. (kilovoltampere) In theorie kan deze generator 40.000 watt leveren. Onder een spanning van 230V komt dit overeen met een stroomsterkte van (40.000VA : 230V) = 173,91A.  Dit klopt echter niet, door rekening te houden met een gemiddelde cos phi van 0,8 daalt de max. beschikbare stroomsterkte naar (173,91A x 0,8) = 139,12 A. En nog zijn we er niet: een generator mag slechts voor 75% van zijn vol vermogen continue belast worden, waardoor de beschikbare continue stroomsterkte daalt tot  (139,12 x 0,75) = 104,34 A ! Met andere woorden: onze 40 KVA generator kan continue slechts (104,34A x 230V) = 23.998 watt leveren !!

Om volledig te zijn: bij wisselspanning bestaat ook reactieve/capacitief vermogen, dit is van toepassing bij condensators, kabels, onbelaste hoogspanningslijnen en overgedimensioneerde synchroonmachienes.

 

Line arrays, een woordje uitleg …

Line arrayBij een conventioneel PA systeem staan de speaker voor in de zaal. Publiek voor hoort het dus hard, achter in de zaal is het zachter.

Een line-array systeem werkt volgens een ander principe: een aantal identieke luidsprekers (cluster) wordt verticaal onder elkaar gehangen. Door deze verticale opstelling vindt een bundeling plaats. De verticale dekkingshoek van de array wordt bepaald door het aantal speakers. Hoe meer speakers, hoe groter de verticale dekkingshoek dus …

In de gangbare line-array systemen komen de lage tonen uit bassboxen, die op de grond staan. Het midden en hoog komt uit de clusters die zodanig zijn opgehangen dat ze het publiek precies dekkend bestralen met geluid en dat de boxen elkaars gebied niet overlappen. Er zijn speciale computerprogramma’s om te berekenen hoe in een zaal of open air de speakers gehangen en gericht moeten worden. Iedere speaker heeft een kleine verticale (10° – 15°) spreiding en een grote horizontale spreiding.

Op deze manier voorkom je een deel akoestische problemen als ongewenste galm door reflecties. Ook in zalen met moeilijke akoestiek is zo een betere oplossing mogelijk.

Eigenschappen van line-arrays:

  • Verdubbelen van het aantal speakers levert 6dB meer volume op
  • De verticale dekkingshoek van de array wordt bepaald door het aantal speakers. Hoe meer speakers, hoe groter de dekkingshoek.
  • De horizontale dekkingshoek hangt nauwelijks af van het aantal speakers en is ongeveer 90°, afhankelijk van het soort speakers.

Een line-array is eigenlijk alleen een écht line-array als de boxen loodrecht boven elkaar staan. In de vorm van een banaan opgehangen, zoals ze vaak gebruikt worden, gaat een deel van de eigenschappen van een pure line array verloren en krijgen sommige frequenties meer richteffect dan andere. De vorm van de banaan bepaalt het afstraal gedrag op korte en lange afstand. Vaak zie je een J-vorm. De onderste speakers bestralen het publiek dichtbij. Het bovenste, rechte deel van de J is dan een echte line-array en straalt op afstand.

Endfire array baskasten

Probleem van het plaatsen van baskasten onder of in de buurt van het podium is dat er veel lage tonen in het podiumgeluid terecht komen. Dit omdat lage tonen (onder 125Hz) slecht te richten zijn. Een oplossing die hiervoor bedacht is werkt eigenlijk in de vorm van “antigeluid” maken in de buurt van het podium door een slim geplaatste array van achter elkaar geplaatste baskasten en goed gekozen delays. Hierdoor wordt door de faserelatie van de geluidsgolven een “akoestisch gat” geproduceerd in de buurt van het podium, terwijl het publiek wél de bassen hoort. Hoe meer baskasten achter elkaar gezet worden, hoe meer richteffect.