SUB800 by MarekW

Założenia:

Subwoofer powstał na życzenie kolegi nick „Jajors” który nie był zadowolony z brzmienia swoich pełnopasmowych kolumn, napędzanych amplitunerem kina domowego Yamahy. Wybrałem bez wahania konstrukcję opartą o tandem (isobaric) ponieważ sub miał być wspomaganiem dla najniższych partii materiału, nie musiał być głośny ale wyrównany, dobrze kontrolowany i integrujący się z posiadanym sprzętem. Założenia dodatkowe którym musiałem sprostać to, płytka osobna wnęka na elektronikę (52mm + 10 mm grubość sklejki stanowiącej pokrywę), zaprojektowanie ładnej obudowy, automatyczne włączanie i wyłączanie przy małym poborze mocy w standby, wejście dedykowane sygnałowi LFE. Układ elektroniczny miał dawać jak najlepsze rezultaty w założonym budżecie 800 zł. (stad nazwa sub800) z czego połowę pochłonęły przetworniki. Niektórzy pewnie jękną że można by kupić jeden przetwornik za 300zł. i dorobić elektronikę droższą, z korekcją i bajerami, ale nie o to chodziło. Ponownie udowodniłem że można sobie ułatwiać życie i upraszczać układy co daje często wyśmienite efekty końcowe.

Projekt:

Graficznie nie ma co pokazywać, narysowałem na kartce bazgroły z wyliczonymi wymiarami dostosowanymi do wybranych przetworników Visaton W250S (4 Ohm). Parametry głośników są tutaj

http://www.visaton.de/en/1/19/471.html

Zaraz ktoś zakrzyczy że w granicach pracy suba głośniki te maja małą efektywność , ale wystarczy przy 150 Watowym wzmacniaczu (niżej piszę skąd wziąłem tyle mocy), względem 80Wat na kanał amplitunera, no i tandem robi swoje, czyli wytwarza naprawdę niezłe ciśnienie akustyczne. Odpowiednie strojenie nie pozwala także na przekraczanie maksymalnego wychylenia membran, zresztą wytrzymałość mocową dwóch połączonych głośników jest z zapasem względem napędu. Kołnierze wypełniłem specjalną samoprzylepną pianka uszczelniającą (nie gąbkową ani silikonową).

Głośnik tylny (ustawienie jeden za drugim) dla uzyskania minimalnej odległości pomiędzy membranami, poddałem modyfikacji polegającej na wycięciu nakładki przeciwpyłowej i wklejeniu wklęsłej. Wagę i sztywność przeliczyłem dokładnie biorąc pod uwagę wagę lakieru mokrego, wyschniętego, wagę samej nakładki nie powlekanej, kleju itd. Użyczono mi wagi laboratoryjnej.

Z tymi rysunkami skanowanymi później i pomniejszanymi w e-poczcie było różnie dlatego małe nieścisłości były. Między innymi dlatego bawiłem się nakładkami. Oprócz tego pokazywałem koledze projekty wzornicze innych subwooferów i ostatecznie linia wzornicza była jego wyborem, dostosowana do posiadanego sprzętu. Żałowałem że nie zdążyłem zaprojektować rozłożenia taili na tylnej klapie , wtedy fachowcy zrobili by piękne otwory technologiczne co poprawiło by wygląd „panelu”. Miałem sporo powierzchni więc dla wygody podzieliłem elektronikę na moduły na osobnych wykręcanych płytach z laminatu (czarny panel był niecelowy). Dodatkowo rozłożenie modułów daje możliwość odsunięcia np. Potencjometrów od źródła ciepła, czy przedwzmacniacza od zasilacza, oraz ustawiłem manipulatory tak żeby swobodnie sięgać do nich. Można by pokusić się o dodatkową blachę na całą powierzchnię panelu ale to następna warstwa na pokrywę, brak izolacji galwanicznej radiatora no i niepotrzebny koszt (wiadomo blacha 4mm to spory wydatek na takiej wielkości pokrywę).

Obudowa:

Skrzynia została wykonana z największym kunsztem stolarskim jaki widziałem, przez zaprzyjaźnionych ludzi „Jajors'a”. Trzy rodzaje materiału konstrukcyjnego (płyta wiórowa, MDF, i klejonka bukowa na wierzch, na obcym piórze), szlifowana idealnie, oraz lakierowana matowym lakierem gładko jak lodowisko. Do tego na wysoki połysk kołnierz z krytymi wkrętami na przedni przetwornik (kołnierz był wymagany lub podwójna płyta czołowa odkręcana, aby zamocować od przodu głośnik wewnętrzny). Klej wyschnięty tworzący spoiny wyglądał jak pianka, ale nie wiem jakiego rodzaju był. Strojenie policzyłem o 3-4 Hz wyższe niż optymalne dla tego tandemu w 31 litrach objętości czynnej, czyli na około 35Hz. Tunel wykonany jest także z drewna i pięknie profilowany, odpowiada powierzchni okrągłego otworu o średnicy 7,5cm. Taki zabieg pozwala przy częst. rezonansowej bardzo skutecznie i swobodnie promieniować otworowi a poniżej ch-ka głośników szybciej opada i nie trzeba mocno filtrować subsonicznie (wystarczą odpowiednio dobrane układy wejściowe), Ponieważ odstrojenie nie było krytyczne , wręcz w granicach błędu, przetworniki są świetnie kontrolowane. Brak wytłumienia.

Napęd:

W wytrawianie moimi starymi metodami bawię się tylko w pomniejszych układach. Okazało się że Altron ( www.altron.com.pl ) robi płytki pod mostek na TDA właśnie takich rozmiarów jak potrzebowałem . Jedyne co mogę podsunąć to poprawienie wielkości otworów na grube przewody zasilające i zwory które także przenoszą odpowiednie prądy. Płytki dostosowałem do swoich potrzeb. Pierwotnie myślałem o osobnym napędzie do każdego głośnika tandemu ale stwierdziłem że może wystąpić pewien rozrzut, wiec wybrałem układ mostkowy. Zasilanie dobierałem najdłużej mierząc prostymi sposobami zniekształcenia. Wstawiłem sobie szereg odpornych diod na każdy gorący przewód i poprzez odczepy regulowałem napięcie które ustaliłem na poziomie +-38V DC a zniekształcenia w przybliżeniu wynosiły 1,2% przy pełnym wysterowaniu generatorem. Podczas słuchania normalnie w domu nie dochodzi się właściwie do poziomu zniekształceń 0,5% bo po prostu nie odkręca się tak gałki. Nawet jeśli by jechać na maxa to przy takiej głośności niewiele słychać tych niepożądanych zniekształceń, raczej wcześniej odzywają się wibracje różnych przedmiotów w domu. Myślałem sobie żeby nawet pozostawić te diody które podczas normalnej pracy sie nie grzały zbyt mocno, ale koniec końców odwinąłem toroida (zamówionego wcześniej z zapasem na stronie www.toroidy.pl ) mierząc napięcie na biegu jałowym. Mostek 15A i bateria kondensatorów 15000 mikroFaradów. Samo trafo ma 200VA co z kondensatorami daje prawidłowy „atak” impulsom i jest i tak zdecydowanie lepsze niż większość fabrycznych zasilaczy. Sporo czasu poświęciłem na budowę układu automatycznego załączania i jego strojenie. Podczas prób okazało się że przy takiej mocy zasilacza nie jest konieczny układ miękkiego startu (choć dawał odciążenie) więc go ostatecznie pominąłem (pozostał po nim tylko przekaźnik na płytce uniwersalnej) żeby zredukować ilość ogniw które mogą ulec ew. awarii. Dioda LED pomiędzy bezpiecznikami za zasilaczem wskazuje jego działanie, a włączenie całego suba do 230V - neonówka w dobrym , dwu sekcyjnym wyłączniku sieciowym.

Aby nie było wąskiego gardła termicznego i żeby kostki (nawet nie Thomsona) mogły bez problemów oddawać pełną moc zastosowałem kilka rozwiązań. Po pierwsze wypróbowałem kilka radiatorów i w końcu do prob z większymi napięciami wybrałem dwa zestawione obok siebie o rozmiarach: 16,5x7,5cm z 5mm blachy i żeberkami 4cm. Ustawienie płytki jest nietypowe (nie poziome) gdyż nie było można kupić pojedynczego radiatora z pionowym przebiegiem żeber o wymaganej wielkości. Ostatecznie przy napięciu pracy jakie dobrałem , radiator ma zapas i mógłby być nieco mniejszy. Drugie rozwiązanie polegało na tym że nie stosowałem podkładek mikowych a więc na radiatorze występuje ujemne napięcie zasilania, za to lepiej przewodzi ciepło. Aby powiększyć powierzchnię blaszki radiacyjnej kostki, dodatkowo z drugiej strony przykręciłem małe rozpraszacze z blachy 5mm pod którą jest pasta silikonowa poprawiająca przewodność termiczną. Całość radiatora wywalona na zewnątrz obudowy (wnęka na elektronikę wszak była płytka) dlatego musiałem dla bezpieczeństwa układów i ludzi zastosować osłonę galwanicznie odizolowaną w postaci blachy perforowanej. Układy wejściowe to modyfikowany filtr przestrajany także z Altrona. Dobrałem wartości rezystora wejściowego (jednego bo wejście jest dedykowane) no i rozgałęzienie dla układu automatyki włączania i wyłączania, zmieniłem także same kostki operacyjne. Dobieranie elementów było ściśle powiązane z wielkością sygnału wejściowego, przydźwiękiem i poziomem zadziałania automatyki. Okazało się że automatyczne włączanie działa powyżej 130mV i dalsze zwiększanie czułości powodowało nasycanie układów odpowiedzialnych za wyłączanie w skrócie mówiąc, i sub nie wyłączał się po zaniku sygnału wejściowego gdyż zbliżałem sie do granicy szczątkowych przydźwięków zasilacza.

Układ wejściowy ma przełącznik fazy i zakres odcięcia 55-180Hz. Zaraz ktoś zapyta czemu w ogóle regulacja odcięcia dla kanału LFE. Okazuje się jednak że efektywność głośnika rośnie wraz z częstotliwością więc i tak trzeba by zastosować jakiś układ korekcji lub linearyzacji ch-ki w zakresie np. 30-150Hz, a dodatkowy filtr o konkretnej dobroci załatwia sprawę. W praktyce wygląda to tak że nawet jeśli amplituner cyfrowo wycina do 60 czy 90Hz to puszczenie sygnału bez korekcji powoduje nadmierną aktywność i udział składowych które uznawane są już za kierunkowe. Podobnie jest jeśli ustawi się odcinanie na subie zbyt wysoko, gdyż filtr w wyższych położeniach wykazuje podbicie no i wzmacniacz i głośnik tracą kontrolę a sub wychodzi z „ukrycia”

W pozycji standby subwoofer pobierał z sieci energetycznej 2VA czyli jest ekologiczny :) Wyłącza się po 2,5 minutach od całkowitego zaniku sygnału. Czasem przy zbyt małej głośności (w nocy) lub przy filmach z dłuższymi przerwami pomiędzy efektami z premedytacją używałem wyłącznika automatyki, wiadomo.

Okablowanie:

Głośniki połączone są przewodem beztlenowym 1,5 mm kw, między sobą i z panelem. Strat nie ma ze względu na małą długość przewodów, wiec po co przesadzać a łatwiej się lutuje. Tutaj wskazówka dla młodych niecierpliwych, wiadomo nie wolno przegrzewać miejsc lutowania jak w każdym przypadku ale warto też podkładać sobie pod miejscem lutowania cos żeby w razie odpryskiwania kropelek cyny , nie uszkodzić membrany, czy resoru. Wynika to z różnej zwilżalności elementów lutowanych (można sobie teorię na ten temat poszukać) . Warto także zabezpieczyć przód głośnika.

Przepusty przewodów są uszczelniane silikonem, a ich długość minimalna do montażu, szczególnie wewnątrz komory izobarycznej.

Sygnał wewnątrz został poprowadzony przewodem ekranowanym montażowym, gniazdo chinch jest złocone. Dobre wtyki Nakamichi i odpowiedni przewód zlutowałem jako przewód sygnałowy. Przewody w środku panelu zostały „pochwytane” w wiązki i gdzie było trzeba dodatkowo zabezpieczone, podobnie jak newralgiczne miejsca lutowania (koszulkami termokurczliwymi).

Brzmienie:

Krótko mówiąc kultura, kontrola, naprawdę imponujące zejście i natężenie, bardzo dobre współgranie z zestawami zasilanymi pełnym pasmem jak i ciętymi z dołu. Firanki się poruszały, brak zmulenia. Na początku nerwowo kręciłem gałkami jakby chcąc go usłyszeć, a przecież nie każdy materiał zawiera składowe które ma przetwarzać subwoofer. Odcięcie u mnie najlepiej wypadało przy -6dB na 80-90Hz i tyleż samo na subie. Poprostu odzywa się tylko wtedy kiedy trzeba i różnicuje bas nie wprowadzając od siebie zabarwień. Trzeba sie wyluzować, spuścić z głośności do polowy (co daje zapas dynamiki na gwałtowne efekty) i wtedy zabawa jest najlepsza. W moim małym mieszkaniu nie zawsze dźwięk był w stanie się rozwinąć ale właściciel który nacieszy się nim dłużej pewnie uzupełni opinię brzmieniową o swoje spostrzeżenia w warunkach swojego lokalu. Ciężar urządzenia sprawia ze na masywnych nogach pewnie stoi, a sztywna obudowa pod ręką prawie nie drga (myślę że to zasługa różnicowanej kanapki) . Głośniki wygrzewały się przez jeden dzień i zaskoczyły mnie tym jak szybko nabrały mięsistości, ułożyły się.

Koszty:

Bebechy niecałe 800zł.

Za obudowę pewnie trzeba by dać sporo, ale to już sprawa „Jajors'a” jak to załatwiał.

W sklepie pewnie taki potwór ponad 2K zł (albo i lepiej bo to niepowtarzalna sztuka :) )

Dziękuję Grzesiowi i Irkowi za konsultacje

CPR MW

2004-2005 Audiomania . Wszelkie prawa zastrzeżone.