Stromversorgung von Effektgeräten – ein Kompendium [in Arbeit ]

Begriffe

Möglichkeiten der Einspeisung

Grundsätzlich sollte jeder, der sich ein Pedalboard baut, Gedanken machen zur Stromversorgung der einzelnen Effektgeräte und dem Tuner. Potentielle Fehlerquellen sowie Umweltschutz spielen hier eine wichtige Rolle.

Fakten

Buchsen und Stecker

Mittlerweile ist der Einsatz der DC-Buchse für Effektgeräte derart verbreitet, dass man von einem Standard sprechen kann. Die Firma BOSS hatte 1977 bei ihren Effektgeräten (wie z.B. dem OD-1) die 2.1mm Center-Negative-Buchse eingeführt und wurde von Ibanez, Maxon, MXR und vielen anderen Herstellern übernommen. Damit die Batterie nicht innert kürzester Zeit geleert wurde, koppelte man den Minuspol der Batterie über die 6mm Klinkenbuchse (Gitarren-Eingangssignal). Wer folglich eine Batterie abgeschlossen hat und vergisst, das Gitarrenkabel auszustecken hat am nächsten Tag bereits eine leere Batterie. Spätesten einen Tag später.

Damit eine angeschlossene Batterie durch ein zusätzlich, extern angeschlossenes Netzteil nicht explodiert, löste BOSS dies durch den Schaltkontakt in der DC-Buchse am Pluspol, welcher durch den eingesteckten Hohlstecker vom Netzgerät den elektrischen Kontakt zur Batterie öffnet. Nachteilig finde ich, dass dies eine Kunststoff-Buchse erfordert, da eine Metallbuchse den äusseren Pluspol mit dem Gehäuse kurzschliesst. Wie auch immer – der Standard ist gesetzt.

Symbol und Polarität der standardisierten DC-Buchse

Diverse ältere Effektgeräte wie zum Beispiel die ProCo RAT sowie der MXR Dyna Comp verwendeten früher eine 3.5mm Klinkenbuchse – genau wie ein Kopfhörer. Zu beachten: Der Minuspol der Batterie ist mit dem Gehäuse verbunden. Der Pluspol der Batterie ist mit dem Kontakt der Spitze verbunden. Dies macht in meinen Augen mehr Sinn als das BOSS-Konzept. Dennoch gut, dass heutige Modelle eine standardisierte DC-Buchse verwenden.

Schema-Symbol und Polarität der 3.5mm-Klinkenbuchse

Mit etwas Geschick lässt sich bei diesen Effekten eine moderne DC-Buchse einbauen und einlöten. Wer sich damit abfindet, kann sich auch ein Adapterkabel zulegen.

Adapterkabel 3.5mm auf DC-Buchse

PS: Die Ausnahme bestätigt die Regel. Bestimmt gibt es Hersteller, welche sich weder an den BOSS-Standard, noch an das 3.5mm Klinkenkonzept halten. Es ist also immer die nötige Vorsicht geboten bei unbekannten Effektgerätchen.

Netzteil Technologien

Ältere Netzteile bestanden aus einem Transformator, einem Gleichrichter, möglichst grossen Glättungskondensatoren (Elko’s) sowie einer simplen Spannungsstabilisierung. Vorteil: Simple Schaltung, keine überlagerte Störsignale ausser etwas Glättungsbrumm. Die Chance für eine Reparatur ist gegeben. Nachteil: hohes Gewicht im Vergleich zu modernen Netzteilen, hoher Preis und Wärmeerzeugung wegen schlechtem Wirkungsgrad. Je nach eingesetztem Spannungsregler ist die Schaltung einigermassen kurzschlussfest oder nicht.

Klassische Schaltung mit Trafo und Spannungsstabilisierung

Die günstigsten Modelle besitzen nicht mal eine Spannungsstabilisierung. Ein Trafo, ein Gleichrichter oder eine einzelne Gleichrichterdiode und ein Elko reichen dafür. Nebst dem tiefen Herstellungskosten handelt man sich Spannungsschwankungen ein. Unter stärkerer Last sinkt die sonst höhere Leerlaufspannung schnell ein. Einem solches Netzteil möchte ich nicht vertrauen. Glücklicherweise wurde diese simple «Technik» verdrängt durch Schaltnetzteile!

Moderne Schaltnetzteile sind wesentlich leichter, wandeln die Netzspannung in eine hochfrequent zerhackte DC-Spannung um. Sie kommen dadurch mit einem winzigen Übertrager und nachgeschalteter Gleichrichter-Diode und Regelungschaltung mit Feedback auf einen sehr hohen Wirkungsgrad. Durch die hohe Frequenz werden kleinere Glättungskondensatoren benötigt. Im Idealfall sind dies Keramikkondensatoren und keine Elkos. Folglich macht sich dies extrem positiv bemerkbar bei der zu erwartenden Lebensdauer. Das Ergebnis ist eine 9-Volt DC-Spannung, welche wegen der Zerhackerschaltung überlagerte Störfrequenzen aufweist. Zum Glück sind heutzutags die meisten Hersteller in der Lage, diese Störungen weitestgehend zu eliminieren dank ausgeklügelter Filterschaltungen. Durch die intelligente Regelung sind diese Netzteile zudem kurzschlussfest. Weiterer Vorteil: Je nach Hersteller arbeiten die Netzgeräte mit einer Eingangsspannung von 110VAC bis 230VAC. Für internationale tätige Musiker unabdingbar!

Batterie versus Akku

Um ein Effektgerät kurz auszutesten, geht eine Batterie für die Speisung sicher in Ordnung. Spätestens nach dem dritten verbrauchten 9-Volt-Block solltest du dir jedoch Gedanken machen, welche anderen Lösungen möglich sind. Zudem machen es einem einige Hersteller schwer, die Batterie schnell und effizient zu wechseln. In diesem Fall muss meist die Bodenplatte abgeschraubt werden. Für einen Live-Auftritt ist diese Betriebsart für mich deshalb undenkbar.

Als Alternative für den Proberaum und Heimgebrauch kommt auch ein Akku in derselben Bauform in Frage. Da jedoch die Zellenspannung bei Nickel-Metallhydrid-Akkus lediglich sieben Zellen à 1.2 Volt haben, beträgt die Leerlaufspannung nur 8.4V. Je nach Effektgerät und Schaltung ist diese Spannung schon zu tief, um den Effekt ohne üble Nebeneffekte (unerwartetes Clipping, Aussetzer, hässliche Verzerrungen, Begrenzung der Dynamik) einzusetzen. In diesem Fall schaffen Akkus mit 8 Zellen und einer Leerlaufspannung von 9.6V Sinn.

9.6V schaded keinem Effektgerät

Speisungskonzepte

Um sämtliche Effektgeräte einzuspeisen gibt es verschiedene Konzepte:

Betrieb mit Original-Netzteilen

Diese Lösung wird immer noch von erstaunlich vielen Musiker eingesetzt. Falsch ist an diesem System nichts. Bedenke aber, dass es intelligentere Methoden gibt. Dies spart letztlich Gewicht und überlange Steckerleisten mit unzähligen, verschieden grossen Netzteilen werden überflüssig. Original-Netzteile werden oft zu überteuerten Preisen verkauft, sind technologisch rückständig, werden heiss, oder sind unförmig gross. Die Verkabelung sieht erwartungsgemäss schnell unordentlich und unübersichtlich aus. Der Vorteil dabei ist höchstens, dass man sich keine Sekunde mit der Stromaufnahme der Effektgeräte befassen muss.

Einzelnes Netzteil mit Daisychain-Kabel

Das Grundprinzip ist, ein einzelnes Netzteil mit genügend Leistungsreserve einzusetzen. Über ein langes Kabel mit unzähligen DC-Stecker werden sämtliche Effektgeräte angeschlossen und miteinander eingespiesen.

Mein kleines 1spot 9V-Netzteil von Visual Sound. Hervorragend seit 20 Jahren!

Zu beachten:

Ich betreibe meine analogen Effektgeräte ohne Probleme mit nur einem Netzteil. Falls ich mal den Looper anschliessen möchte, bekommt er eine separates Netzteil. Wer keine digitalen Effektgeräte hat, kommt mit 9V/1A sehr weit. Die Effektgeräte wurden ja so designt, dass sich ein sparsamer Batterieb möglich ist. In der Regel sind dies zwischen 5 und 30mA.

Ein Daisy-Chain Kabel für 10 Effektgeräte

Effektgeräte wie digitale Delays, Looper oder digitale all-in-one Multieffektgeräte benötigen meist 100mA oder mehr. Effektgeräte mit integrierter Röhre benötigen allein wegen der Heizspannung und Betriebsart 150 bis 300mA.

Netzteil mit isolierten Ausgängen

Wer «ohne Sorgen» einspeisen will, verwendet ein Netzteil mit separaten Ausgängen, welche voneinander isoliert sind. Je nach Ausführung gibt es Netzteile mit fünf oder mehr Ausgängen, unterschiedliche Spannungen oder sogar umschaltbare.

Der T-Rex Fuel Tank Classic ist ein gutes Beispiel für eine kompakte Speisung mit ausreichendem Power

Vorteile:

Nachteile:

Sonderfälle

Digitale Effektgeräte

Vintage Effekte mit PNP-Schaltungen

Reverse Polarity…

Vintage Effekte ohne DC-Buchse (9 Volt)

Vintage-Effektgeräte bieten leider nicht immer eine Buchse für eine externe Einspeisung. Die Evolution hat glücklicherweise die Hersteller auf bessere Lösungen gezwungen.

Wer trotzdem ein Vintage-Effekt einsetzen will, hat entweder die Möglichkeit, weiterhin dieses eine Pedal mit einer Batterie einzuspeisen oder muss sich anders zu helfen wissen:

9V-Block Clip zu DC-Buchse Adapter

Vintage-Effektgeräte ohne DC-Buchse (1.5 und 3 Volt)

Extrem alte Fuzz-Effekte wie der Maestro FZ-1 werden teilweise sogar mit einer oder zwei einzelnen 1.5V Zellen betrieben. Einerseits ist dies ausreichend, um eine Schaltung mit Germanium-Transistoren zu betreiben. Andererseits muss in diesem Fall grösserer Aufwand betrieben werden, um das Pedal mit einer externen Speisung zu betreiben. Wer ein solches Gerät überhaupt an einen Live-Auftritt mitnehmen will, wird dies in Kauf nehmen müssen. Folgende Lösungsansätze sehe ich in diesem Fall:

  1. Separates Netzteil oder eines mit isolierten Ausgängen verwenden. Simpler Spannungsteiler unterbringen und DC-Buchse einbauen.
  2. Wie oben, aber mit Vorwiderstand, Z-Diode und DC-Buchse
  3. DC-DC-Wandler verwenden
  4. Akkus mit hoher Kapazität für lange Betriebszeit verwenden
  5. Wie bei 1. aber mit Spannungsregler und DC-Buchse einbauen für externen 9-Volt Betrieb.
  6. DC-Buchse einbauen und passendes Netzgerät verwenden.

Für einen Elektroniker sind dies mit etwas Aufwand und Erfahrung lösbare Probleme.

Vintage-Effekte mit 18V (2x 9V) Betrieb

Vintage Effektgeräte benötigen teilweise 18V statt 9V. Beispiel: MXR Dunlop M-117R Flanger. Dies wurde mit zwei 9V Batterien gelöst. Aus heutiger Sicht unglaublich, damals nicht anders lösbar. Zwei Batterien sind aus Sicht der Entwickler praktisch, da Opamp-Schaltungen optimal versorgt werden können mit +9V und -9V. So ist sicher genügend Headroom gegeben. Einerseits gibt es spezielle Kabel, um zwei isolierte Ausgänge in Serie zu schalten, andererseits gibt es auch speziell dafür ausgelegte, separate Netzteile.

Weiterer spannende Lösungen sind die Adapter-Kabel, welche mithilfe von DC-DC-Wandler, Chargepumps oder Stepup-Konverter aus 9Volt die doppelte Spannung erzeugen.

Truetone Spannungsverdoppler von 9V DC auf 18V DC
Xotic Adapter von 9V DC auf 18V DC (oder auf 15V DC
Achtung: Dieser Adapter macht 18V zu 9V. Das passt in diesem Fall nicht.

Hausaufgaben für Effektgerätehersteller

Kauf eines Netzteils

Wenn man bedenkt, dass in einem Netzteil haufenweise Elektrolytkondensatoren (Elkos) verbaut sind, muss man bedenken, dass diese in Abhängigkeit von Qualität, Spannungsfestigkeit, Betriebstemperatur und Alter irgendwann austrocknen. Mit dieser Abhängigkeit halten Elkos nur ein paar Jahre bis zu 10 Jahren oder etwas mehr. Sind die Elkos knapp dimensioniert, brummt es bald. Da viele Effektgeräte intern in der Speisung ebenfalls noch Elkos haben, entschärft sich das Thema wenigstens etwas.

Aus meiner Sicht macht es deshalb nur bedingt Sinn, ein Netzteil occasion zu kaufen. Möglicherweise hilft in diesem Fall das Typenschild mit dem Baujahr.

Weitere Kriterien: