Ηχείο O.B.1 (Ανοιχτής Μπάφλας)

[PeterMeni]

Η ιστορία της κατασκευής <<Ηχείου Ανοιχτής Μπάφλας>> ξεκίνησε, στην ουσία, πριν από τέσσερα περίπου χρόνια.
Ένα ωραίο απόγευμα χτυπάει το τηλέφωνο.
Δυο φίλοι με ενημέρωναν πως είχαν φέρει από Αμερική δύο 8ιντσα μεγάφωνα <<πλήρους φάσματος>> (Full Range) για τα οποία είχαν διαβάσει, είπαν, τα καλύτερα.
Τα τοποθέτησαν, για δοκιμή, σε αυτοσχέδιες κλειστές καμπίνες 35 λίτρων, που υπήρχαν από μια παλαιότερη κατασκευή.

<<Να περάσουμε από το χώρο σου να το ακούσουμε?>> Με ρώτησαν.
<<Και βέβαια>> ήταν η απάντηση μου, αφού πετάω τη σκούφια μου για κάτι τέτοια.
Λες, σκέφτηκα, να έβγαλαν λαβράκι?
Αυτό, επειδή τα μεγάφωνα <<πλήρους φάσματος>> δεν είναι καθόλου του γούστου μου.

Σε μισή ώρα ήταν εκεί και αφού τα στήσαμε, ετοιμαστήκαμε για το άκουσμα τους.
Από τα πρώτα δευτερόλεπτα της ακρόασης πλήρης απογοήτευση.
Ανυπαρξία χαμηλού, ασθενές μεσο-χαμηλό, φωνακλάδικη μεσαία περιοχή και πρίμα στο πουθενά.

Μετά από τρία λεπτά τους κοιτάζω και λέω: <<Παίδες λυπάμαι αλλά τσάμπα ο κόπος>>.
Πήρα και μια μέτρηση της απόκρισης συχνότητας, που απλά επιβεβαίωσε τα παραπάνω.

Συμφώνησαν πως το αποτέλεσμα δεν ήταν καθόλου καλό και βγήκαμε έξω για καφέ.
Τα ηχεία μου τα παράτησαν όπως ήταν και μπήκαν στην αποθήκη μου.
Κάποια στιγμή λύθηκαν τα μεγάφωνα και μπήκαν στο συρτάρι, ενώ οι καμπίνες χρησιμοποιήθηκαν σε άλλη κατασκευή.
Ψάχνοντας στο διαδίκτυο βρήκα πως οι συγκεκριμένες μονάδες είναι κατάλληλες για σχεδίαση <<Ανοιχτής Μπάφλας>>. Μια λογική ηχείου που δεν με είχε απασχολήσει ποτέ πριν.

Στο συρτάρι έμειναν λοιπόν μέχρι τον φετινό Ιούλιο (2017), οπότε και αποφάσισα να τους δώσω μια ευκαιρία μπας και...

 

[tyler durden]

8ιντσο fullrange που να μην πεφτει μετα τους 10000 κυκλους δεν βρισκεις ευκολα... w8 της tangband και μερικα ακομη, πανακριβα. Τι ετοιμάζεις πάλι φίλτατε? Παντρεμα με μικρο fr και τουιτερ θολου ισως. Iντριγκαρισε μας λίγο, θέλω sneak peek

 

[PeterMeni]

Λίγη υπομονή αγαπητέ, καθότι υπάρχει μεγάλη διαδρομή στην σχεδίαση!

 

[PeterMeni]

Το 8ιντσο μεγάφωνο <<πλήρους φάσματος>> ήταν το Betsy της Wild Burro Audio και σχετικά μπορείτε να βρείτε στην σελίδα τους.
http://www.wildburroaudio.com/speakers.php

Παρεμπίπτοντος, τα στοιχεία που ανακοινώνει η εταιρία είναι ακριβέστατα.
Μπορείτε λοιπόν να παρατηρήσετε στην απόκριση του τα εξής:
1) Υπάρχει στους 3,3 KHz ένας πολύ έντονος συντονισμός ή αν προτιμάτε <<σπάσιμο>> του μεγαφώνου, αιτία της <<φωνακλάδικης>> συμπεριφοράς του, στη μεσαία περιοχή.

2) Στους 10,8 KHz υπάρχει ο έντονος συντονισμός από το χωνί, ενώ πριν ακύρωση και μετά αποκοπή.

Για την αξιολόγηση του μεγαφώνου χρησιμοποίησα ένα πρόχειρο πάνελ, από ξυλεία που υπήρχε στην αποθήκη μου, διαστάσεων 63 εκατοστά πλάτος και 115 ύψος.
Το μεγάφωνο τοποθετήθηκε στο κέντρο και σε ύψος 75 εκατοστά.

Μετά της πρώτες δοκιμές, θεώρησα απαραίτητη την προσθήκη δεύτερου δρόμου στις πολλοί υψηλές συχνότητες.
Αποκοπή λοιπόν του 8ιντσου ψηλά, ώστε να εκλείψει ο έντονος συντονισμός στους 10,8 KHz, ενώ ταυτόχρονα να υπάρξει ικανή στάθμη σε όλο το φάσμα.
Από την άλλη όμως δεν ήθελα να προσδώσω στη σχεδίαση <<αυστηρό χαρακτήρα>>, τοποθετώντας κάποιο σκληρό κύκλωμα διαχωρισμού.
Επιθυμούσα το μεγαλύτερο μέρος του φάσματος να αναπαράγεται από το 8ιντσο και το μεγάφωνο υψηλών να έχει βοηθητικό μόνο ρόλο.
Έτσι η προσπάθεια επικεντρώθηκε σε κροσόβερ με ομαλές κλίσεις κύκλωμα και διαχωρισμό όσων το δυνατόν υψηλότερα.

Δυστυχώς όλες οι προσπάθειες αποκοπής, απέβησαν άκαρπες και το χωνάκι (whizzer) έκανε έντονη την παρουσία του σε κάθε περίπτωση.
Η χρήση notch κυκλώματος αρχικά και κυκλώματος διαχωρισμού δεύτερης τάξης δεν έφεραν το επιθυμητό αποτέλεσμα. Η συχνότητα διασταύρωσης, με τη μονάδα υψηλών, θα έπρεπε να πέσει κάτω από τους 5 KHz, κάτι μη επιθυμητό.
Ακόμα και η χρήση μονωτικών μεταξύ του χωνιού και του κώνου απλά περιόριζε το <<πρόβλημα>> χωρίς να το εξαλείφει.

Έχοντες ξοδέψει αρκετό χρόνο σε πειραματισμούς, σκεφτόμουν σοβαρά την επιστροφή των μεγαφώνων στο συρτάρι, αφού το αποτέλεσμα δεν με ικανοποιούσε.

 

[PeterMeni]

Λοιπόν όταν τα πράγματα ζορίζουν θα πρέπει ζόρικες να είναι και οι αποφάσεις.

Το μεγάφωνο από το συρτάρι θα μου ήταν άχρηστο... οπότε δεν υπήρχε κάτι να χάσω.
Έχοντας φτάσει στο αμήν και μετά από ώριμη (λέμε τώρα) σκέψη, αποφάσισα να τροποποιήσω το μεγάφωνο.
Συγκεκριμένα σκέφτηκα να αφαιρέσω το χωνάκι (whizzer) και στη θέση του να τοποθετήσω ένα κλασικό κάλυμμα (dust cap).

Από ότι μου είχε δείξει η μέχρι τώρα συμπεριφορά του μεγαφώνου, κάτι τέτοιο θα δούλευε και πλέον θα είχα τα χαρακτηριστικά που ζητούσα.
Βέβαια μέχρι να γίνει και να δω πως όντως δουλεύει, ομολογώ πως υπήρξε μπόλικο άγχος για τα 130 ευρώ που θα πήγαιναν στο κάλαθο των αχρήστων.

Εδώ είναι το μεγάφωνο στην αρχική του μορφή:

και εδώ το τροποποιημένο:

Και ευτυχώς όλα δούλεψαν θαυμάσια!
Η απόδοση της τροποποίησης ήταν ακριβώς ότι περίμενα και ακόμα παραπάνω!
Το μεγάφωνο πλέον ψηλά αποκόπτει περίφημα, με μια κλήση ανάλογη ενός κυκλώματος διαχωρισμού τέταρτης τάξης!
Η απόκριση είναι πλέον ομαλότερη και μόνο ο συντονισμός στους 3,3 KHz απαιτεί βελτίωση.

Επόμενο βήμα, η εύρεση του κατάλληλου μεγαφώνου υψηλών που θα ταιριάξει με το, τροποποιημένο πλέον, Betsy PM.

 

[SOCO]

Η χρηστικοτητα του γουιζερ ειναι για να βελτιωσει την αποδοση της πολικης αποκρισης ? Αρα η χρηση-προσθηκη τουιτερ το καθιστα αχρηστο και αποβαλλονται ετσι τα αρνητικα του?

 

[PeterMeni]

Μια μονάδα 8 ιντσών, όπως η συγκεκριμένη που μιλάμε, από μόνη της αδυνατεί να αναπαράξει υψηλές συχνότητες και λόγο μεγέθους-γεωμετρίας αλλά και μάζας.
Ένα tweeter που φτάνει τους 20 KHz έχει μάζα κάτω από 0,5 gr όταν ένας ελαφρύς κώνος μεγαφώνου <<Πλήρους Φάσματος>> φτάνει τα 8 gr.

Η προσθήκη του χωνιού (Whizzer) σκοπό έχει να βελτιώσει, όσο αυτό είναι εφικτό, αυτές τις αδυναμίες και να παρέχει έκταση ψηλά. Μικρό μέγεθος και βάρος προσπαθούν γιαυτό. Αυτή είναι η κύρια αποστολή του.

Για το λόγο αυτό τοποθετείτε επάνω στο Former του πηνίου φωνής, δηλαδή την κυλινδρική επιφάνεια περιέλιξης του, ώστε να περνάει σε αυτό όσον το δυνατόν περισσότερη ενέργεια, μένοντας ανεπηρέαστο από τον κώνο.

Βέβαια, ένα <<χωνί>> τοποθετημένο στο κέντρο του κώνου έχει επίδραση σε όλη την λειτουργία του μεγαφώνου και όχι μόνο στις υψηλές συχνότητες.
Φτάνει μέχρι και την μεσαία περιοχή, επηρεάζοντας βέβαια την πολική απόκριση του μεγαφώνου.
Το πόσος είναι ο βαθμός που επηρεάζει την απόκριση εντός και εκτός άξονα έχει να κάνει με το μέγεθος του αλλά και την γωνία του βασικού κώνου.

Υποτίθεται πως ο κατασκευαστής του μεγαφώνου λαμβάνει υπόψιν του αυτή τη συμπεριφορά του χωνιού, διαφοροποιώντας κάποιες παραμέτρους και φέρνοντας το μεγάφωνα στα μέτρα του.

 

[PeterMeni]

Για την επιλογή μονάδας υψηλών συχνοτήτων δοκιμάστηκαν 5 tweeters μέχρι να βρεθεί το κατάλληλο. (Θα ανέβει και σχετική φωτογραφία)
Ουσιαστικά η μονάδα αυτή θα λειτουργεί από τους 8,5 KHz και άνω, άρα οι δυνατότητες της δεν απαιτείται να είναι κάτι ιδιαίτερο.
Τελικά, επιλέχθηκε μονάδα μιας ίντσας, με μεταλλικό θόλο και μαγνήτη νεοδυμίου, μικρού όγκου, δίνοντας έτσι την δυνατότητα τοποθέτησης πολύ κοντά στο 8ιντσο.
Η ευαισθησία της ταιριάζει ακριβώς με το 8ιντσο, μην απαιτώντας αντιστάσεις για μείωση στάθμης.

Έχοντας πλέον πλήρη απόκριση ψηλά, έμενε να συμπληρωθεί το φάσμα για τις συχνότητες κάτω των 200 κύκλων, όπου η έλλειψη όγκου ήταν εμφανής, ακουστικά αλλά και με μετρήσεις.
Εδώ πλέον χρειάζονται ίντσες και κατάλληλο σχεδιασμό μεγαφώνου για τέτοια εφαρμογή.

Το 15 ιντσών Eminence Alpha-15Α ήταν η επιλογή μου για εδώ μιας και η, ουσιαστική, ευαισθησία των 92 db του μεγαφώνου στις χαμηλές συχνότητες, ήταν αυτό που χρειαζόμουν.
Επιπλέον, το πολύ υψηλό Qts (1,26) είναι ότι καλύτερο για τέτοιες εφαρμογές. Η απόκριση χαμηλά εκτείνεται σχεδόν επίπεδα μέχρι τη συχνότητα συντονισμού του, των 41 Hz, ενώ μετά βουτάει ομαλά.

Όπως είπα και πριν, μια πρόχειρη κατασκευή μπάφλας 63 Χ 115, με ξυλεία από την αποθήκη μου, στήθηκε ώστε να τοποθετηθούν τα μεγάφωνα επάνω και να γίνουν οι απαραίτητες δοκιμές.
Για το πως συμπεριφέρονται οι επιφάνειες σε μια τέτοια κατασκευή υπάρχουν πάμπολλες πληροφορίες στο διαδίκτυο.
Κάποιες είναι σωστές και έχουν βάση και κάποιες είναι ότι νάναι!
Για την απόκτηση εμπειρίας, έκανα διάφορες δοκιμές στις διαστάσεις των επιφανειών, προσθαφαίρεσα πλαϊνά ακόμα και U ή Η frame διατάξεις.

Παραθέτω και μια φωτογραφία της πρόχειρης κατασκευής , με τα τρία μεγάφωνα τοποθετημένα...

 

[PeterMeni]

Αυτό που θα έπρεπε να κάνω και δεν το έκανα, είναι να κρατήσω την απόκριση συχνότητας του μεγαφώνου <<Πλήρους Φάσματος>> πριν και μετά την τροποποίηση.
Μάλιστα έχει ενδιαφέρον και σε γωνίες 15 και 30 μοιρών.
Με έφαγε η βιασύνη!

Δυο ακόμα φωτογραφίες από τη μέχρι τώρα πορεία της κατασκευής...

Τα πέντε tweeters που συνολικά δοκιμάστηκαν:


και μια φωτογραφία της πρόχειρης και ταλαιπωρημένης κατασκευής από πίσω:

 

[wizzy]

Άρα, για να καταλάβω, το αρχικό full range μεγάφωνο, με την προσθήκη των tweeters και του woofer, μετατράπηκε σε mid range, σωστά;

 

[PeterMeni]

Άρα, για να καταλάβω, το αρχικό full range μεγάφωνο, με την προσθήκη των tweeters και του woofer, μετατράπηκε σε mid range, σωστά;

Όχι ακριβώς...
Οι συχνότητες διασταύρωσης του μεγαφώνου <<Πλήρους Φάσματος>> με το 15ιντσο είναι οι 200 κύκλοι, ενώ με το tweeter οι 8,3 KHz.
Με δυο λόγια, συνεχίζει να αναπαράγει το μεγαλύτερο μέρος του ακουστικού φάσματος.

 

[PeterMeni]

Η σχεδίαση αυτή πήγε λίγο πίσω, πρωτίστως λόγο καθυστέρησης από το κοπτικό CNC.
Για μέγιστη ακρίβεια στην κοπή των τμημάτων της καμπίνα, η δουλειά ανατέθηκε σε CNC.
Αυτό δυστυχώς παρουσίασε μια βλάβη, της οποία η αποκατάσταση πήρε αρκετούς μήνες.
Τέλος καλό όλα καλά όμως και πλέον προχωράει ολοταχώς η ολοκλήρωση του παρόντος έργου.

Για την καμπίνα επιλέχθηκε, βάση των ιδιοτήτων του, καλής ποιότητας επενδεδυμένο κόντρα πλακέ θαλάσσης.
Το πάχος του ξύλου είναι 2,1 εκατοστά για βάση και στήριξη, ενώ η μεγάλης σπουδαιότητας πρόσοψη αποτελείται από σάντουιτς δύο τέτοιων ξύλων, σύνολο 4,2 cm, με τα μεγάφωνα να τοποθετούνται ενδιάμεσα.

Εδώ βλέπουμε την καμπίνα λίγο πριν την ολοκλήρωση της.
Στο κάτω τμήμα υπάρχει ξεχωριστός θάλαμος (το καπάκι του λείπει), ο οποίος θα φιλοξενεί το κύκλωμα διαχωρισμού.

 

[PPG]

Η σχεδίαση αυτή πήγε λίγο πίσω, πρωτίστως λόγο καθυστέρησης από το κοπτικό CNC.
Για μέγιστη ακρίβεια στην κοπή των τμημάτων της καμπίνα, η δουλειά ανατέθηκε σε CNC.
Αυτό δυστυχώς παρουσίασε μια βλάβη, της οποία η αποκατάσταση πήρε αρκετούς μήνες.
Τέλος καλό όλα καλά όμως και πλέον προχωράει ολοταχώς η ολοκλήρωση του παρόντος έργου.

Για την καμπίνα επιλέχθηκε, βάση των ιδιοτήτων του, καλής ποιότητας επενδεδυμένο κόντρα πλακέ θαλάσσης.
Το πάχος του ξύλου είναι 2,1 εκατοστά για βάση και στήριξη, ενώ η μεγάλης σπουδαιότητας πρόσοψη αποτελείται από σάντουιτς δύο τέτοιων ξύλων, σύνολο 4,2 cm, με τα μεγάφωνα να τοποθετούνται ενδιάμεσα.

Εδώ βλέπουμε την καμπίνα λίγο πριν την ολοκλήρωση της.
Στο κάτω τμήμα υπάρχει ξεχωριστός θάλαμος (το καπάκι του λείπει), ο οποίος θα φιλοξενεί το κύκλωμα διαχωρισμού.

View attachment 105766

 

[PeterMeni]

και μία φωτογραφία του πίσω τμήματος, όπου διακρίνονται καλύτερα τα στηρίγματα και ο θάλαμος του κυκλώματος διαχωρισμού, πάντα χωρίς το καπάκι του...

 

[fotis90]

Πολύ όμορφα,αναμένουμε!
Είμαι περίεργος να δω πώς θα μπουν ανάμεσα στα ξύλα.

 

[PeterMeni]

Πολύ όμορφα,αναμένουμε!
Είμαι περίεργος να δω πώς θα μπουν ανάμεσα στα ξύλα.

Η μπάφλα του ηχείου είναι σάντουιτς δύο ίσου πάχους τμημάτων, όπως είπα και πριν.
Το εσωτερικό τμήμα λοιπόν σκάφτηκε από το CNC σύμφωνα με τις πατούρες των μεγαφώνων.
Εδώ φαίνεται μόνο το εσωτερικό τμήμα:

 

[attas]

Η μπάφλα του ηχείου είναι σάντουιτς δύο ίσου πάχους τμημάτων, όπως είπα και πριν.
Το εσωτερικό τμήμα λοιπόν σκάφτηκε από το CNC σύμφωνα με τις πατούρες των μεγαφώνων.
Εδώ φαίνεται μόνο το εσωτερικό τμήμα:
View attachment 105921

[DOUBLEPOST=1537898244][/DOUBLEPOST]Για αυτό εγώ μένω πίσω

 

[PeterMeni]

Μιας και το μοντάρισμα του ηχείου προχωράει αργά μεν, σταθερά δε, να ανεβάσω κάποιες φωτογραφίες.
Η πρώτη αφορά το ογκώδες πηνίο που τροφοδοτεί το 15 inch woofer, στερεωμένο στον θάλαμο του κυκλώματος διαχωρισμού.
Διακρίνονται επίσης οι μπόρνες ροδίου, που θα φροντίζουν για την επικοινωνία με τον <<έξω κόσμο>> και η επάργυρη καλωδίωση.

 

[costas EAR]

Διακρίνονται επίσης οι μπόρνες ροδίου, που θα φροντίζουν για την επικοινωνία με τον <<έξω κόσμο>> και η επάργυρη καλωδίωση.

Έχεις πυρετό;

Καμία περαστική ίωση;

Ή να ανησυχήσω;

 

[PeterMeni]

Έχεις πυρετό;

Καμία περαστική ίωση;

Ή να ανησυχήσω;

Με έχεις κόψει για High-Endα;
Σιγά μην πέταγα λεφτά σε μπόρνες!
Απλά τις βρήκα σε πολύ καλή τιμή σε στοκ ενός φίλου και πήρα μερικές.