De vraag naar voren hoe je je het beste je eigen speakers kan bouwen komt vaak voor in het forum. Daarom heb ik besloten een soort mini-guide te maken, die als eerste referentie gebruikt kan worden. Met dit stuk beoog ik geenszins wetenschappelijk noch volledig te zijn, maar een goed te lezen gids neer te zetten voor een ieder, die zijn eerste stappen in de zelfbouw wil zetten.
Voor de goede orde noem ik een paar projecten, die ik zelf in elkaar heb gezet. Zelf heb ik goedkope Tonsil GTC 20/40 woofers (FL 45,- p/st) en Tonsil GTC 8/11 (FL 25,-) of zo in de huiskamer staan. Deze zitten in 70 liter per kast, een 10cm baspijp, 15 cm lengte, wat een dikke bas oplevert, maar niet helemaal toppie is qua kwaliteit. De bas is een tikkeltje hol, het mid wat tetterend bij hogere volumes en de tweeter is voldoende maar niet hoogstaand. Het verslaat echter ruimschoots de standaard prut die bij een stereotorentje van de spreekwoordelijke plank zit. Mijn speakers gaan tot 40Hz en daarna komt de afval van de frequentiecurve, waarbij de dome-tweeters zoals gezegd niet heel opmerkelijk zijn, maar ook niet agressief klinken en lekker zacht zijn.
Zelf speakers bouwen loont absoluut. Mijn kasten zijn megastrak gebouwd, zodat er meer impuls behouden blijft, dan bij standaard prut met spaanplaat. Zelf met een MDF kast valt nog een hoop te winnen door de behuizing extra te verstevigen met in het achterhoofd het tegengaan van trillingen. Hout (MDF) kost niet zoveel, alleen tijd om te verwerken.
Verder heb ik nog 13 cm Visaton woofers gebruikt in 30 liter basreflex kasten. Die gaan zo ongeveer nog dieper dan de 20 cm Tonsils in de huiskamer en verder loopt er nog een project met Visaton 17 cm woofers met eindelijk eens een klasse tweeter. Die beesten gaan echt beuken, maar helaas zijn ze nog niet af.
Hoofdregel is dat je moet beginnen met de basis. Een aantal zaken betreffende Hi-fi, waaronder met name de begrippen, moeten je bekend zijn. Begin eens met rustig rond te lezen in de topics hier of andere literatuur en maak jezelf bekend met de fabels over hifi en de feiten. Het begrip vermogen kan je gevoeglijk vergeten, het zijn hele andere zaken die belangrijk zijn.
Over vermogen worden overigens een heleboel vragen gesteld. Aangezien deze al ten uitentreuren en uitstekend besproken zijn in ander topics, zal ik er niet diep op ingaan. Bij dit begrip is het goed om te bedenken, dat je gemiddeld gezien met het luisteren van muziek de 1 watt per speaker vaak niet eens haalt. Je versterker staat dan op zijn dooie akkertje signaal te leveren (wat is nou 2 x 1 watt RMS?). Verder is niet alleen het vermogen van belang voor pure SPL (hoe hard gaat het geluid gemeten in dB), maar ook de werkingsgraad van een speaker (hoe hard klinkt een speaker indien je er 1 watt aan signaal op zet). Staar je daarom niet blind op vermogen en hou de volgende zaken in het oog:
1. je gebruikt bijna nooit het volledig vermogen wat beschikbaar is (of je bent asociaal  );
2. de werkingsgraad van een speaker is bij pure SPL minstens van evengroot belang.
Daarbij is het zo dat om het geluidsniveau zoals je dit ervaart 2x zo groot te maken (wat dan +3dB betekent) je ook (theoretisch) 2x zoveel vermogen in een speaker moet stoppen. Een beetje normale speaker haalt minstens 90 dB met 1 watt aan ingangvermogen. Als je weet dat 90 dB al ongeveer gelijk staat aan een zware vrachtwagen die van dichtbij langkomt, begrijp je dat 1 watt per speaker al een aardig geluidsniveau oplevert. Echter, op het moment dat de knop omgaat, zal om het geluid 2x zo hard te krijgen, de versterker ook 2x zoveel vermogen moeten leveren. Dit levert het volgende plaatje op: 1-2-4-8-16-32-64-128 watt etc., waarbij elke stap een verdubbeling van het geluidsniveau betekent. Om het geluid vanaf het niveau wat bij 1 watt geproduceerd wordt 6x zo hard te maken, moet je al 64 watt per speaker hebben. Dan zit je op een zatte 108 dB. Dit geeft meteen waarom een 2x128 watt versterker in mijn ogen maar relatief waardevoller is dan een 2x64 watt, behalve extra reserve. Je kan er maar liefst drie hele dB’s op vooruitgaan. Bedenk dat er chassis bestaan, die een werkingsgraad hebben van 100 db/1 watt. Deze speakers zou je dus met een walkman versterker al behoorlijk aan de gang kunnen krijgen. De werkingsgraad is dus van groot belang voor het behalen van een grote SPL, maar zoals gezegd is 90 dB/1 watt een prima uitgangswaarde voor een speaker.
Als je gaat voor een goedkope speaker, die lekker diep moet gaan maar niet al te duur moet zijn, zijn er mogelijkheden te over. Feitelijk kan je met een woofer van 20 tot 30 euro per stuk al een heel eind komen. Het is niet voldoende voor een absoluut maagpompend geluid, maar prima om 40 hz door je studentenhuis te pompen. Tonen lager dan 40 Hz komen wel voor in muziek, maar zijn voor praktisch gebruik niet erg relevant. Deze superlage tonen komen vaak niet echt goed uit de verf en zijn meer iets voor car hi-fi. Met 40 Hz bereik cover je bijna alle muziek keurig zonder dat je het gevoel hebt iets te missen.
Dan heb je ook nog een tweeter nodig. Voor 10 tot 15 euro kan je al een bruikbaar exemplaar vinden. Let daarbij op, dat je absoluut geen tweeter met simpel papieren membraam koopt. Dat is wat ik nou zonde geld vind. Een polycarbonaat (plastic) membraam zou ik ook passeren en net zo lang geld bijpassen, tot je in de metalen membramen sectie komt qua prijs. Papieren en polycarbonaat tweeters klinken over het algemeen erg schel en zijn het goedkoopste van het goedkoopste. Een bruikbare dome-tweeter hoeft je de kop niet te kosten en een tweeter werkt in het gebied waar je gehoor het meest gevoelig is. Een slechte woofer geeft je oren minder last, dan een slechte tweeter.
Verder zitten er nog kosten in hout voor een kast, een scheidingsfilter en wat losse spullen, waaronder houtlijm, schroeven, noppenschuim (voor interne demping), aansluitklemmen, snoer en eventueel wat zaagjes voor in de decoupeerzaag. De decoupeerzaag leen je maar gewoon even. Mijn ervaring is dat bij een kleine speaker (30-70 liter) deze kosten ongeveer rond de 50 euro liggen voor 2 kasten van MDF gemaakt. MDF is het meest ideale materiaal om te gebruiken in dit geval. Het is relatief goedkoop, hard en makkelijk te bewerken en is gemaakt van in elkaar geperst houtzaagsel. Ben je van plan een testkast te maken en daar veel speakers in te testen, dan is multiplex voor deze kast beter, omdat je in multiplex minder problemen hebt met het meerdere malen in- en uitschroeven in dezelfde gaten. Scheep jezelf niet af met spaanplaat omdat het zo goedkoop is. Er gaan enorme krachten uit van de beweging van een woofer, die dito maatregelen vereisen om dit geweld te beteugelen. Kies je voor spaanplaat, dan kan je bij wijze van spreken net zo goed rijstepapier kiezen als bouwmateriaal. Spaanplaat is alleen te overwegen als je een testkastje wil maken om eens wat te proberen. Na het testen met genoegen is het raadzaam deze kast gewoon in MDF nogmaals te bouwen.
Ga een zoeken op algemene verhalen over Thiele/Small parameters (de specificaties van een speakerchassis), haal het programma Lspcad.zip van http://www.speakerbuilding.com en ga eens experimenteren. Surf naar http://www.conrad.nl en vraag een gids aan. Daar staan mega el cheapo speakerchassis in, met tevens de Thiele/Small parameters. Met lspcad kan je deze parameters (met spkrunit.exe) invoeren en de chassis in verschillende behuizingen simuleren. Door wat rond te spelen met verschillende chassis krijg je een beetje een beeld van wat een speaker bij benadering zal doen in een bepaalde behuizing. Je komt er al snel achter dat het niet zomaar een kastje uitzoeken geblazen is, maar een stuk nauwer ligt. Elke speaker heeft zijn eigen voorkeuren en rariteiten. Zo zoek je een speaker die ongeveer gaat doen wat je wilt met een behuizinggrootte en type die je nog voor ogen wil zien.
De techniek van crossovers zou ik rustig laten voor wat het is. Dat is een bijzonder moeilijk onderwerp, dus daar kan je even voor passen. Gewoon in de winkel een crossover kiezen en niet denken over ingewikkelde zaken als notch-filters, impedantieaanpassing etc, gewoon standaard en verder niet over nadenken (dat doet de winkel wel voor je binnen je budget), alleen het kantelpunt is van belang (en uiteraard de impendantie van je speakers). Het kantelpunt is het aantal Hz waarop een filter gaat werken of een signaal gaat beïnvloeden of juist niet meer. Je kan voor simpele bi-polaire condensatoren gaan, maar beter is MKT of nog iets betere shit. Ik heb altijd met bi-polair gewerkt, tot ik het simpele verschil met MKT’s hoorde. Het hoog klinkt gewoon beter met gebruikt van MKT’s in plaats van bi-polair. Nu gebruik ik dus niets minders meer dan MKT’s, al werd me verteld dat ook MKT’s vrij prut zijn en beter spul niet veel duurder. Zoals gezegd is het kantelpunt het punt waarbij bijvoorbeeld je woofer langzaamaan een lager niveau hogere tonen toegediend krijgt en je tweeter juist een steeds hoger niveau aan hoge tonen (dus door middel van twee filters, een voor de woofer en een voor de tweeter). Je kan ook werken met alleen een filter op je tweeter en die voor je woofer achterwege laten, zodat je woofer qua hoge tonen uit zichzelf wel afvalt (de natuurlijke afval).
Als theorie achter de componenten van een cross-over en wat ze doen het volgende niet theoretisch correcte, maar versimpelde verhaal: een condensator laadt zichzelf op als er spanning op gezet wordt. Nu is het zo dat de spanning op een speakerdraad elke keer ompoolt. Min wordt plus en vice versa. Deze afwisselende stroom zorgt ervoor dat de spoel die aan de conus van de speaker (het bewegende deel van de speaker)vastzit, afwisselend aangetrokken of afgestoten wordt door de magneet achter de conus. De conus gaat dus heen en weer trillen en laat de lucht meetrillen: het geluid ontstaat. Een condensator die tussen de min en plus wordt gezet gaat deze stroom opsparen en weer loslaten. De condensator gaat dus als een soort buffer fungeren en vangt klappen op. Aangezien de stroomwisseling het langzaamst is in de gebieden van de lage tonen, zal de condensator daar het meeste bufferen. De hoge tonen herbergen veel snellere wisselingen van spanning, wat de condensator steeds minder goed bij kan houden. Daar zal ie dus wat minder bufferen. Een condensator vangt dus lagere tonen uit het signaal, terwijl het hogere tonen met rust laat. Afhankelijk van de capaciteit filtert een condensator dus laag uit je signaal. Een spoel doet juist het omgekeerde. De langzame wisselingen van stroom in het laaggebied worden nauwelijks gedeerd door de rondgang in de spoel. De hoge tonen ondervinden echter hinder van de spoel en zullen weggebufferd worden door de spoel. Door verschillende combinaties van spoel en condensator kan je de werking van het filter variëren. Met een enkele spoel zorg je ervoor, dat hoge tonen per octaaf met 6dB vanaf een bepaald punt (het kantelpunt) afgezwakt worden. Door een spoel in combinatie met een condensator in te zetten, kan je die afval ook 12 dB per octaaf maken. Zo zijn er ook schakelingen voor 18 en 24 dB, die echter steeds meer componenten vereisen. Over het algemeen is een filter met 12 dB voldoende. 18 of 24 dB wordt meestal ingezet bij een subwoofer of een woofer die aan het eindpunt van zijn bereik gekanteld wordt.
Voor basfreaks ligt een dikke woofer voor de hand. Nadeel is dat je al snel op een 3 weg systeem komt, omdat een dikke woofer meestal niet zover speelt op de tonenladder (500-1000 Hz). Ik heb een 20cm systeem, waarvan de 20cm nogal breedbandig is. Echte hifi gasten branden me nu af (en gelijk hebben ze) maar het is dus van belang, dat je je componenten goed bij elkaar zoekt en er voor zorgt dat ze het hele spectrum bij elkaar spelen (van 20(40)-20.000 Hz).Een 30 cm woofer moet je niet echt voor zaken boven de 1000 Hz gaan gebruiken (uitzonderingen daargelaten). Beter is het om een stevige 20'er of misschien wel 16 cm te zoeken. Als je het goed bij elkaar zoekt en vooral goed bouwt kan je een baskanon bouwen met 13 cm woofertjes. Het is vaak voordeliger om een kleine, goed toepasbare woofer te kopen en daarmee een 2 weg te maken, ipv een grote woofer te nemen wat bijna automatisch tot een 3 weg systeem leidt. Er zijn wel grote woofers die ook hogerop spelen, maar die vind je niet al te snel.
Anyway, kijk dus naar die simulaties. Verder naar het frequentiebereik van die speakerchassis. Hoofdregel is dat je cross-over punt twee keer binnen dat uiterste punt moet liggen. Gaat je woofer tot 6000 Hz (volgens specificaties), dan moet je cross-over punt hoogstens op 3000 Hz met 12 dB kantelvlak liggen. Voor je tweeter geldt het precies andersom. Aangezien de afval bij een 12 dB helling slechts 12 dB per octaaf is, zal het geluid pas na een octaaf (omhoog bij de woofer, omlaag bij de tweeter) minus 12 dB zijn. Overigens is je tweeter het duurste onderdeeltje uit het project. Een goedkope woofer kan al hele leuke dingen doen, maar een 3 tienen tweeter blijft 3 tienen klinken. Een beetje tweeter wordt al 60 euro per stuk, prijzige shit dus. Luister vooral even en als je een el cheapo tweeter koopt, liever eentje die wat soft en lekker zacht klinkt.
Let ook op de werkingsgraad van een en ander, want die is belangrijk voor een goede aansluiting van woofer op tweeter. Grof gezegd houdt dit in (zoals boven uiteengezet), dat je als je 1 watt door een speaker jaagt, je een bepaald geluidsniveau krijgt. Dit is de dB waarde. Nu is het het makkelijkste als je tweeter en woofer even hard spelen als je door beiden 1 watt heenjaagt. In de praktijk is het vaak anders. Je kan je wel voorstellen dat het meer voor de hand ligt om een tweeter iets te dempen, dan een woofer. Een woofer dempen gebeurd dus niet in de praktijk. Je zoekt dus je tweeter bij de woofer en niet andersom. Je tweeter kan je desnoods met een spanningsdeler (een netwerkje van weerstanden) afzwakken zodat ie 'even hard speelt' als de woofer. De winkel helpt je daarin graag verder. Verder is het handig als je de impedantie (in Ohm) van je woofer gelijk kiest als die van je tweeter en vice versa.
Ander punt is de behuizing. Je koop niet de woofer en rekent de behuizing uit, maar precies andersom. Bekijk eerst de benodigde behuizing middels simulaties en ga dan pas een speakerchassis daadwerkelijk aanschaffen. Dit betekent in de praktijk dus dat je eerst de boel gaat simuleren en kijkt wat voor behuizing er nodig is. Die kan variëren qua grootte, vorm en type. De volgende types zijn veelvoorkomend:
Gesloten:
Lekker strakke bas, weinig kritisch qua bouwwijze en exacte maten. Niet al te best belastbaar en gaan niet superdiep. Het rendement is namelijk niet superhoog en voor een harde sound moet je er dus meer vermogen inpompen, wat de speaker dus al eerder aan zijn limieten brengt.
basreflex:
Dikke bas, ook weinig kritisch qua bouwwijze en exacte inhoud, lekker belastbaar, maar niet zo strak en impulstrouw als een gesloten behuizing. De kast en poort moet tevens goed berekend worden.
bandpass:
Niet van toepassing, geen car hi-fi verhaal.
Nu kan je met het genoemde (gratis) programma lspcad deze behuizingen simuleren met een bepaalde speaker, zodra je een speaker-file gemaakt hebt met spkunit.exe en daarin de Thiele/Small parameters hebt ingevoerd. Voor huiskamergebruik is de basreflex variant nogal in gebruik geraakt. Ik denk dat het voor je bedoelingen het makkelijkste is om deze variant te gebruiken. Het theoretische idee hierachter is dat de speaker op een gegeven moment niet lekker meer reageert op lage tonen in het signaal. De bastonen worden naarmate de tonen lager worden steeds minder hard weergegeven. Nu ga je dit kunstmatig oppompen door de basbuis. Door een bepaalde buis met een berekende doorsnee en lengte te gebruiken, kan je het afvallen van de speaker in het basbereik compenseren. Je brengt gewoon een pijp aan, waarin lucht gaat trillen. Dat mik je dus zo uit, dat je speaker op een gegeven moment minder bas gaat geven, maar je baspijp hoe langer hoe meer trillende lucht heeft, die gezamenlijk de basweergave weergeven op een niveau als de speaker op een hogere frequentie nog zelf kan weergegeven. Je speaker gaat steeds minder hard spelen naarmate de tonen lager worden maar je baspijp vult deze afval van geluid weer aan met een steeds meer resonerende pijp totdat de resonantiefrequentie van de pijp bereikt is. Nadat de resonatiefrequentie van de baspijp bereikt is, valt het basbereik rigoureus weg. De speaker doet allang niets meer en de baspijp wil onder deze frequentie ook niet meer meewerken.
Een behuizing trilt mee met je speaker. Dit is niet te voorkomen, alleen de mate waarin wel. Dit betekent dat je een behuizing zo stevig mogelijk moet maken. Ook voor basreflex geldt dat de behuizing absoluut luchtdicht moet zijn. De behuizing maak je van dik MDF (1.8 mm-3 mm) of desnoods van 2 lagen MDF (2 kasten: een buitenkast, dempingswol en nog een kast daarbinnen!!). Voor iedere inspanning die je de kast steviger maakt, behoudt je meer impuls. Gratis bas dus en meer impact. Zoals eerder gezegd, hout kost weinig, alleen tijd. Je behuizingen moeten dus enorm stevig en strak worden. Een mooie manier is een kast maken en daarin een of meer tussenschotten in de lengte/hoogte zetten met gaten erin, zodat je dus een aantal ‘wanden’ hebt, alleen de wanden binnen de kast dus met gaten erin. Een dergelijke ‘wand’ direct achter je woofer kan je voorzien van een zodanige uitsparing, dat de magneet van je woofer direct in die uitsparing klem komt te zitten, ultiem strak bouwen zou dat zijn (kijk eens naar de Andromedia of zo bij de http://www.speakerbuilding.com projecten, daar is een mooi voorbeeld van dit principe te zien).
De vorm van je kast maakt in principe uit, maar in de praktijk zou ik er niet al te moeilijk over doen. In principe is de gulden regel voor de verhoudingen van de verschillende zijden van een speakerkast 0.6:1:1.6 maar daar moet je maar niet al teveel op letten. Belangrijk is dat je je behuizing van binnen goed dempt met noppenschuim of wol. Dit gaat resonantie tegen en resonantie van je behuizing is iets wat je wilt tegengaan. Verder is het raadzaam bij echt buisvormige constructies een schuine onder/bovenplaat maken, zodat je het ‘pijp’ idee ietwat ontgaat door een staande golf (van boven naar onder en vice versa) te vermijden door die schuine wand. Hoe minder wanden parallel aan elkaar staan, hoe minder staande golfen je kan verwachten. Een bol van binnen is dus ideaal, maar ook voor de buitenkant.
Een box trilt namelijk, en dat is niet te voorkomen. De box maakt dus behalve het chassis ook geluid. Dit wil je niet hebben en daarom moet je kast dus ook zo stevig mogelijk zijn. Een goed gebruik is daarbij om de hoeken en randen van de voorkant van de behuizing af te slijpen in een hoek van 45 graden of ze iets af te ronden dmv schuren. Zo komt een schok van die kant of hoek bij een trilling van de behuizing niet als een scherpe golf van je behuizing af, maar als een afgeronde golf, wat minder storing van je echte geluid geeft. Het lijkt allemaal wat futiel, maar alle beetjes helpen. Slijp of schuur daarom alle scherpe kantjes en hoekjes van de voorkant van je behuizing af, als ie in elkaar zit.
Met de inhoud en het type van je behuizing kan je tijdens de simulatie lekker spelen. Je zal er al snel achterkomen, dat je bij een basreflex je basbereik flink kan rekken, door je behuizing flink groot te maken en even met de basbuis parameters de boel weer recht te trekken. Fijn, heb ik ook al ontdekt. Voordeel is dat je zo maximaal bas uit je speaker kan trekken. Helaas heeft dit ook een nadeel, en dat is dat je bas wat minder gecontroleerd wordt naarmate je je behuizing maximaal groot maakt. Dit kan een wat boemerige speaker opleveren. Dit valt enigszins te corrigeren door de baspijp iets korter te maken, maar het risico van een ‘boemspeaker’ is dus aanwezig. Ik maak persoonlijk elke speaker maximaal van zijn kunnen (in de simulatie) en ben daarbij nog niet teleurgesteld. Kwestie van smaak en wat je precies wilt bereiken met je speaker).
Met bovenstaande zou je al een flink eind op weg moeten komen. Veel plezier met het zelf bouwen.
Als toevoeging nog enkele linkjes voor de beginnende en gevorderde DIY'er:
WinISD, hét freeware simulatie programma (eenvoudig)
Uitgebreid simulatie programma (gevorderd)
Handige calculator voor het berekenen van eenvoudige filters
De verschillende kastprincipes uitgelegd
Database met veel T/S parameters
Verschillende gevorderde calculatie tooltje's
Nederlandse site over zelfbouwaudio
|
|
:strip_icc():strip_exif()/u/2919/kevlar_cone.jpg?f=community)
Dit topic is gesloten.