Lautsprecher und Sound im Arcade-Automat

Der Sound ist beim Cabinet-Bau fast immer das Bauteil, das zuletzt kommt und am schlechtesten geplant ist. Du hast Control Panel, Monitor und Frontend fertig, steckst zwei billige Aktivboxen rein und wunderst dich, warum das Ganze entweder viel zu leise ist oder ständig brummt, sobald der Bildschirm läuft. Beides hat dieselbe Wurzel: Der Kopfhörerausgang deiner Recheneinheit ist für einen offenen Holzkasten voller Netzteile schlicht nicht gebaut. Diese Anleitung geht deshalb bewusst über „welcher Lautsprecher ist gut“ hinaus und kümmert sich um Verstärker, Stromführung und die Masseschleife, also die Punkte, an denen die meisten scheitern.

Warum ein Verstärker meist nötig ist

Der 3,5-mm-Klinkenausgang eines Mini-PCs oder eines Raspberry Pi liefert einen sogenannten Line- bis Kopfhörerpegel. Der reicht für einen Kopfhörer direkt am Ohr, aber nicht, um in einem 1,7 Meter hohen Cabinet über Umgebungsgeräusche hinweg spielbaren Krach zu machen. Passive Lautsprecher, also nackte Chassis ohne eigene Elektronik, brauchen zwingend einen Verstärker davor. Und selbst wenn du fertige Aktivboxen einbaust, steckt in denen ein billiger Mini-Amp, der oft rauscht.

Beim Raspberry Pi kommt ein zweites Problem dazu. Der analoge Audioausgang der Pi-Modelle mit Klinkenbuchse wird per PWM erzeugt und klingt hörbar dünn und verrauscht. Wer es sauber will, umgeht die Klinke komplett und nutzt entweder HDMI-Audio in den Monitor oder ein I2S-Modul wie den MAX98357A, das digital ein Chassis direkt ansteuert. Der Pi 4 und der Pi 5 unterscheiden sich hier übrigens: Der Pi 5 hat gar keine analoge Klinkenbuchse mehr, du musst also ohnehin über HDMI oder I2S gehen. Details zum Emulator- und Audio-Setup in der Software findest du auf unserer Schwester-Site mame.app.

Arcade-Automat-Lautsprecher auswählen und platzieren

Du brauchst kein Hi-Fi. Ein Arcade-Automat spielt komprimierte Chip- und Sample-Sounds ab, kein Orchester. Zwei Breitband-Chassis mit 3 bis 4 Zoll (rund 8 bis 10 cm) und 4 oder 8 Ohm reichen völlig. Achte auf die Impedanz, weil dein Verstärker dazu passen muss (dazu gleich mehr). Grober Kostenrahmen für ein brauchbares Paar Chassis: unteres bis mittleres zweistelliges Eurofeld, teurer lohnt sich hier selten.

Für die Platzierung gibt es zwei bewährte Wege:

• Hinter dem Marquee, nach vorn oben abstrahlend. Klassisch bei Upright-Cabinets, der Ton kommt dem Spieler entgegen. Bohre ein Lochraster oder setze ein Lautsprechergitter, sonst dämpft das MDF den Klang.
• Unter dem Control Panel oder seitlich in den Kanzeln. Näher am Ohr, aber anfälliger dafür, von Armen und Kabeln verdeckt zu werden.

Wichtig ist, dass du das Chassis dicht in sein Loch setzt und die Rückseite nicht völlig offen im Kasten schwingt. Ein kleines abgeteiltes Volumen aus einem MDF-Kästchen dahinter gibt spürbar mehr Bass und verhindert, dass die Membran gegen den ganzen Cabinet-Innenraum arbeitet. Das ist zehn Minuten Arbeit mit vier Schrauben und dem Rest deines 18-mm-MDF.

Verstärker auswählen und verkabeln

Für die meisten Cabinets ist ein kleiner Class-D-Verstärker die richtige Wahl. Diese Module sind winzig, effizient und werden kaum warm. Verbreitete, echte Klassiker:

• PAM8403: 2 mal 3 Watt, spielend billig, ideal für ein leises Bartop. Läuft an 5 Volt.
• PAM8610 oder ein TPA3118-Board: 2 mal 10 bis 30 Watt, guter Kompromiss für ein Upright. (Finger weg vom oft empfohlenen TDA7297, der ist Class-AB, braucht einen Kühlkörper und wird spürbar warm.)
• TPA3116-Board: 2 mal 50 Watt auf dem Papier, deutlich mehr Reserve, wenn du wirklich laut spielen willst.

Nimm die Wattzahlen der No-Name-Boards nicht wörtlich, die sind stark geschönt. Für ein Wohnzimmer-Cabinet ist ein 2-mal-10-Watt-Modul praktisch immer genug.

Die Verkabelung ist simpel, wenn du sie in dieser Reihenfolge machst: Audioeingang des Amps an den Klinken- oder Line-Ausgang der Recheneinheit, Lautsprecherausgänge an die Chassis (auf Plus und Minus achten, sonst arbeiten beide Boxen gegeneinander und der Bass verschwindet), zuletzt die Stromversorgung. Halte die Audioleitung vom Eingang zum Amp kurz und verdrillt, und führe sie nicht parallel neben Netzkabeln oder dem Monitor-Netzteil. Eingestreute Störungen holst du dir genau hier ins System. Wenn du Buttons und Stick verdrahtest, gilt dasselbe Sauberkeitsprinzip wie beim Ton, das kannst du in Buttons und Joystick verkabeln nachlesen.

Stromversorgung des Amps lösen

Jetzt der Teil, den fast jeder falsch macht. Der Verstärker braucht saubere Gleichspannung. Die naheliegende Idee, den Amp einfach an denselben 5-Volt-USB-Port oder dieselbe 12-Volt-Schiene wie Pi, Monitor und LED-Beleuchtung zu hängen, ist genau die Quelle für Brummen und Pfeifen. Digitalgeräte ziehen den Strom stoßweise, und der Verstärker macht diese Schwankungen als Störgeräusch hörbar.

Sauberer sind diese Optionen:

• Ein eigener kleiner Stecknetzteil-Ausgang nur für den Amp, getrennt von der Logik.
• Eine stabile 12-Volt-Schiene aus deinem Hauptnetzteil, aber mit einem eigenen Kabelweg direkt vom Netzteil, nicht abgezweigt hinter Monitor oder Pi.
• Bei kleinen 5-Volt-Amps ein separater USB-Netzstecker statt des Pi-USB-Ports.

Wie du im Cabinet überhaupt saubere 5- und 12-Volt-Schienen aufbaust und absicherst, steht ausführlich in Netzteil und Stromversorgung. Und immer, wenn 230 Volt im Spiel sind, gilt: Netzseite nur mit gezogenem Stecker anfassen, Zugentlastung an jedes Netzkabel, und offene 230-Volt-Kontakte gehören berührungssicher abgedeckt. Strom im Kasten ist der Punkt, an dem Pfusch gefährlich wird, nicht nur laut.

Brummen durch Masseschleife beseitigen

Wenn es trotz separater Stromversorgung tief brummt (typisch die 50-Hz-Netzbrummfrequenz), hast du fast sicher eine Masseschleife. Die entsteht, weil Audioquelle und Verstärker über zwei verschiedene Wege mit Masse verbunden sind, zum Beispiel einmal über das Audiokabel und einmal über das gemeinsame Netzteil oder das Monitor-Massegeflecht. Dann fließt ein kleiner Ausgleichsstrom über die Audiomasse, und den hörst du.

So gehst du der Sache systematisch nach:

1. Isolieren, wo es herkommt. Ziehe die Audioleitung vom Amp und lege eine Batterie- oder Handyquelle an den Eingang. Brummt es weg, liegt es an der Verbindung zur Recheneinheit, nicht am Amp selbst.
2. Ground-Loop-Isolator einsetzen. Ein kleiner Audio-Übertrager (Ground-Loop-Isolator) in der Klinkenleitung trennt die Massen galvanisch und ist die schnellste, ehrlichste Lösung. Kostet wenig und wirkt meist sofort.
3. Digital statt analog übertragen. Führst du den Ton über HDMI in den Monitor oder über ein I2S-Modul, gibt es keine analoge Massebrücke mehr, an der sich eine Schleife bilden kann.
4. Sternförmige Masse. Führe alle Massen an genau einen zentralen Punkt am Netzteil, statt Geräte kreuz und quer aneinanderzuketten.

Was du nicht machen solltest: den Schutzleiter am Netzstecker abkleben, um das Brummen loszuwerden. Das nimmt zwar oft den Brumm weg, hebelt aber die Schutzerdung aus und ist lebensgefährlich. Nutze den Isolator, nicht die Schere. Wenn du tiefer in die Ursachen einsteigen willst, ist das Build Your Own Arcade Controls Forum seit Jahren die beste Fundgrube für genau solche Massedebatten.

Lautstärke im System einstellen

Zum Schluss die Kette richtig einpegeln, sonst rauscht oder verzerrt es. Die Regel: Die digitale Lautstärke im Betriebssystem und im Emulator relativ hoch lassen (nicht auf Maximum, aber deutlich über der Hälfte) und die eigentliche Endlautstärke am Verstärker-Poti einstellen. Drehst du das System leise und den Amp voll auf, verstärkst du hauptsächlich das Grundrauschen.

Praktisch ist ein kleines Lautstärke-Poti, das du von außen erreichst, zum Beispiel unter der Coin-Door oder an der Rückseite. Wie du die Coin-Door sauber einpasst und dort Platz für so einen Regler schaffst, zeigt Coin-Door einbauen. Und die Grundlautstärke pro Spiel sowie das Frontend-Feedback stellst du in der Software ein, das gehört zum Setup in MAME-Frontend einrichten. Wenn du diese Kette einmal richtig aufgebaut hast, klingt selbst ein einfaches Chassis erstaunlich souverän, und das nervige Brummen bleibt dauerhaft weg.