SPEAKERS
Trojpásmová konštrukcia. Páskový výškový reproduktor spolu so stredotonovým reproduktorom s celkovou citlivostou 100db/2,8V/1m dosahujú extrémne SPL s minimálnym príkonom.
Basová sekcia používa moderné reproduktory ktoré hrajú extremne hlboko v minimálnom objeme.
Basové reproduktory majú obrovský magnet/pohon, pevnú polypropylenovú membránu a výchylku až 24mm peak-peak. Tiež masívny hliníkový koš s dobrým vetraním pre prúdenie vzduchu a chladenie.
Stredotonový reproduktor má cievku s priemerom až 45mm s velmi malou dlžkou vdaka čomu má extremne nízku tepelnú kompresiu a je velkou plochou prepojená k extremne lahkou papierovou membránou.
Asi najzaujímavejším reproduktorom je výškový reproduktor. Je páskovej technologie/ribbon. Celý kmitací systém ktorý tvorí membránu váži len 0,051g. Čo je približne 10x menej než hmotnosť kalotových reproduktorov. Hrúbka membrány je len 0,01mm čím sú akékolvek rezonancie vylúčené. Obsahuje extremne silné a masívne tyče neodymových magnetov a masívnu kovovú konštrukciu hrubú asi 1cm ktorách ich drží od seba. Váha výšového reproduktoru je teda až extremnych 3,8kg/kus.
Reprobedne obsahujú 800W zosilňovače, prakticky monobloky, vyvíjané namieru basovým reproduktorom s použitím aktívnej výhybky. Prepojenie medzi zosilňovačom a basovými reproduktormi je extrémne krátke, následkom čoho je odpor medzi zosilňovačom a reproduktormi na najnižšej možnej úrovni. Zosilňovač je schopný dodať prúd až 60A peak-peak pri maximálnej amplitúde. A to nie len ako špičkový výkon ale výkon trvalý.
Maximálny akustický tlak reprobední je 127db (v pásme od 80Hz vyššie pri súčte oboch reprobední)
Reprobedne sú vystužené velmi hustou sietou priečok pre maximálnu tuhosť. Bass reflex má extrémne zaoblenie koncov pre odstránenie turbulencií pri prúdení vzduchu. Reprobedna stojí na masívnych a tažkých podstavcoch frézovaných z masívnych a tažkých blokov ocele na CNC 3D fréze na základe presného modelu.
Hmotnosť každej reprobedni presahuje 90kg. Vďaka čomu je reprobedna maximálne stabilná a tuhá.
kompletný 3D model:
kompletný render (26.1. 2018):
render panelu elektroniky (27. 10. 2019):
konštrukcia a výroba:
Samotný návrh vizuálnej a konštrukčnej stránky tejto časti projektu prebehol v dvoch programoch. Prvý pre kreslenie 2D a 3D a další špeciálne pre vytvorenie renderov. Všetky diely vrátane reproduktorov boli modelované od uplného základu. Teda žiadne predpripravené ani hotové modely. Ani v prípade reproduktorov. Dokonca aj materialom pri renderovaní boli pridelené individuálne parametre ktoré určujú štruktúru povrchu, farbu, nerovnosti a podobne.
Všetky diely ako vypínače, konektory, prepínače, LED, šrouby boli tiež modelované a renderované od uplného základu.
Na základe všetkých modelov vznikli výrobné data pre CNC stroje. To bolo v prípade hliníku a ocele, teda zadný panel a podstavce.
Dalej vznikli okotované výkresy pre uplne všetky diely z MDF. Na ich základe prebehlo rezanie dielov na formátovacej pile a tiež všetky frézovania ručne hornou frézou. Data k frézovaniu som si dal vytlačiť na papier. Jednalo sa o okotované uplne všetky rozmery, vrátane všetkých drážok, kruhov, oválov a podobne.
toto sú všetký potrebné diely, velkosť 0,1618m3 a váha asi 113kg:
skladanie z dielov:
so všetkými otvormi a drážkami:
čiastočne zložené:
Špeciálne návrhu priečok bolo venovaného vela času. Vzniklo niekolko variánt rozloženia. Vždy sa jednalo o nejaky rozumný kompromis medzi prúdením vzduchu a pevnostou. Tiež snaha zachovať systém v rozložení priečok a ich otvoroch napriek tomu že do neho zasahujú rozostupy rôzne velkých reproduktorov, bass-reflex, panel elektroniky, komora elektroniky.
Samozrejme je potrebné dodržať objem ktorý je určený zase na základe reálne zmeraných parametrov reproduktorov ktoré sú dosadené do elektro-akustického simulačného software, kde sa určí aj naladenie bass-reflexu. Je teda nutný presný výpočet objemu ktorý zaberajú priečky a dalšie vnútorné komponenty.
Do návrhu inak patrili aj veci ako výber fontu písma zadného panelu a neskôr výber farby pre gravírovací stroj. Farba nie je uplne biela...
V modeloch je vidieť ešte mierny vývoj oproti realite. Neskôr boli použité dva samostatné transformátory na miesto jedného alebo kruhy priečok boli kvôli lepšiemu prúdeniu vzduchu prepojené čím vznikli oválne otvory.
plášť a rozložený 3D model (21.12. 2019:
Tu je vidieť prakticky všetky diely MDF a vnútornú konštrukciu.
2D s kótami (21.12. 2019):
predná stena:
vnútorné priečky:
Takto približne vyzeralo kótovanie dielov.
všetky diely s kótami a 3D model pláštu na papieri formátu A3 a A4:
potom začalo prekreslovanie na skutočný materiál:
K prekreslovaniu boli použité tenké pentelky a špeciálne presné značkové ocelové pravítka pretože rôzne metre a školské pravítka niesu presné, čo môže urobiť rozdiel pri najväčších džkach až niekolko mm. Čo by v prípade drážok a nameriavaní napríklad z rôznych strán mohlo znamenať že by vôbec nepasovali do seba. Hlavne v takejto konštrukcií kde do seba musia presne a naraz zapadať desiatky dielov.
všetok material (6.9. 2019):
Takto vyzerali komplet všetky diely z MDF. Vrátane malej rezervy pre prípady že by sa nejaky diel pokazil.
basové reproduktory (6.8. 2018):
Basové reproduktory a ich masívna konštrukcia.
material pre vytlmenie jedného kusu reprobedni (06.10.2024):
frézovanie zadnej steny (13.01. 2020):
Všetko frézovanie prebehlo ručne s tzv. "hornou frézou". Konkretne makita do ktorej sa investícia určite oplatí. Velmi presný a robustný stroj. Na rozdiel od lacnejších fréz bosch kategorie hobby. K fréze bolo použité rôzne príslušenstvo ako vodiaca lišta a rôzne dalšie prípravky ako svorky, plastový úchyt pre frézu. Plastový úchyt odsávania.
Tiež bola použitá hromada fréz CMT. Niektoré typy slúžili na zapustenie rôznych dielov s rôznymi rádiusmi v rohoch. Iné pre frézovanie krížom cez celú hrúbku materialu. Další typ pre extremne zaoblenie bass-reflexu.
frézovanie prednej steny (03.02. 2020):
Značenie dier prebehlo zase na stojanovej vrtačke BOSCH s laserovím zameriavaním a svetielkom. Bohužial limitom vrtačky občas sú rozmery základne a vzdialenosť stlpiku od vrtáku a občas aj vysoká tolerancia osi hlavy... Ale to paltí hlavne v prípade práce s hliníkom.
Makita v plnej prevádzke aj s odsávaním.
Na vyrezávanie kruhov poslúžilo "pravítko" z plexiskla s ocelovými vodiacami lištami. Vyrobené kedysi dávno pánom Pavolkom vo firme audium... Velmi užitočná vec ktorá sa pre mnoho fréz vôbec nedá kúpiť.
Všetky značenia aj frézovanie bolo mimoriadne náročné na presnosť. Obzvlášť v prípade stredotonového reproduktoru ktorého tvar sa skladá zo štvorca a kruhu zároveň tiež je extremne blízko výškového reproduktoru kde by bolo vidieť nepresnosť už pár desatín mm. V prípade výškového reproduktoru je to o niečo lepšie. Basové reproduktory sú zase len jednotky mm vzdialené od uplných okrajov prednej steny. Takže to je opäť velmi náročné na presnosť.
Naštastie výsledná presnosť bola takmer dokonalá.
bass reflex 18.02. 2020:
Asi nemá zmysel rozpisovať. Celý spôsob konštrukcie bass reflexu je najlepšie vidieť z fotiek. Bol použitý extremne velký radius kvôli čomu bolo nutné ešte o niečo zduplovať hrúbku prednej steny nalepením dalšieho kruhu z MDF ktorý zároveň obsahuje drážku pre nasadenie trubky bassreflexu. Velkosť drážky, teda priemer je opäť velmi náročný na presnosť. Možno o 2 desatiny viac a trubka by nedržala. O dve desatiny menej a trubka by dnu nevošla.
pohlad na všetky priečky: (19.02. 2020):
Priečky do seba naštastie tiež s prehladom pasovali. Vrátane malých tolerancí k pohybu dielov pri lepení.
frézovanie otvorov do priečok (11.03. 2020):
Nakoniec som sa rozhodol kruhy prepojiť aby priečky príliš neovplyvnili prietok vzduchu v reprobedni. Presné nadpojenie kruhov bolo opäť náročné na presnosť.
skladanie (24.10. 2020):
koniec frézovania (29.12.2020):
Vlastne som zabudol spemenúť že celý plášť reprobedni je rezaný na 45° kvôli vysokolesklému povrchu kde jednoducho prechod medzi materialmi pri spájaním označovanom tušim "na tupo" (/90°) jenoducho vždy po čase "vylezie".
Vlastne pod dokonale lesklým povrchom vylezie uplne všetko, nie len 90° spoj ale aj rôzne tmelenia a to kludne aj pomocných šroub pri lepení ktoré sa predvrtajú vrtákom vo velkosti špendlíkovej hlavičky. Takže aj pretmelená diera sa v lesklom povrchu časom ukáže. Bez ohladu na to či ju zatmelíte tak ako je alebo sa pokúsite o plynulejší kuželový prechod... Vylezie aj v prípade použitia doporučovaných impregnačných tmelov a lakov samotnými výrobcami farieb. Aj v prípade použitia 10 vrstiev vrchnej farby a hrubej vrstvy základu a tmelu pod tým.
Kvôli stálosti povrchu materialu je na všetkých dieloch z vnútornej strany použitý špeciálny izolačný lak pre MDF. Zabráni materialu reagovať na vlhkosť vzduchu. Na plášť z vonkajších strán použitý nebude pretože rovnakú funkciu údajne dokaže plniť aj striekací tmel. Narozdiel od laku nie je uplne transparentný a slúži primárne na uzatváranie hrán a zbavenie sa všetkých drobných nerovností a oderkov materialu.
lak a striekací tmel spolu s tužidlami a riedidlom (04.12.2020):
Reálne spotrebované množstvo bolo dvojnásobné.
striekanie tmelu na skušobný material:
Približne všetké technika vrátane vzorky materialu - MDF pod všetkou technikou a plechovkami.
bočnica, strikanie tmelu, prvá vrstva (02.01.2021):
bočnica, brúsenie prvej vrstvy tmelu (17.01.2021):
použité brúsne materiály (27.08.2021):
V skutočnosti sa spotrebovalo mnohonásobne viac všetkých brúsnych materialov a bolo tiež použitých násobne viac typov. Klasický žltý bol napríklad uplne nevhodný a neskôr bol nahradený pokrokovejšími prípravkami.
bočnica, druhá vrstva tmelu po zaschnutí (08.02.2021):
Nasledovalo prebrúsenie druhej vrstvy tmelu, pred tretou vrstvou tmelu pred striekaním základnej farby.
bočnica, prvá vrstva izolačného laku po prebrúsení, pred striekaním druhej vrstvy laku (06.02.2021):
S lakom na vnútorné strany je to podobné. Prvá vrstva, prebrúsenie, druhá vrstva. MDF natolko absorbuje že nastriekať lak v jednej vrstve nie je možné.
Rovnaký postup je pri zvyšku plášta reprobedni. Na vnútorných stranách je použitý impregnačný lak vo dvoch vrstvách. Tmel je použitý dokonca v 3 tenkých vrstvách.
Po nanesení každej vrstvy laku, tmelu, základnej alebo vrchnej farby nasleduje prebrúsenie. Nie uplne dôkladné ani nie uplne jemné.
plášť po zlepení a 3 vrstvách striekacieho tmelu a brúsení (14.8.2021):
Dobrý výsledok, reprobedna je celistvá a ako z umelej hmoty, hladké rovné plochy pripravené pre striekanie základnej farby.
dva typy základnej farby, dva typy vrchnej, tri typy tužidiel a dva typy riedidiel:
Reálne sa opäť spotreboval 2x väčšie množstvo farieb a riedidla mnohonásobne viac kvôli čisteniu techniky.
bočnica po nastriekaní základnej farby (11.03.2021):
plášť po nastriekaní základnej farby, prvá vrstva (13.8.2021):
Ako je vidieť prvá vrstva je dosť tenká a priesvitná.
plášť po prebrúsení základnej farby (07.02.2022):
základná farba vrstva 2 zo 4... (14.06.2022):
test zloženia plášta a osadenia reproduktorov (matné základné farby čierna+biela) (15.08.2021):
boky po nastriekaní poslednej desiatej vrstvy vrchnej farby (31.12.2023):
plášť po nastriekaní prvej vrstvy vrchnej farby (10.02.2023):
Reálne bolo použitých 11 vrstiev vrchnej farby kvôli lepšej časovej stálosti povrchu a tiež kvôli lešteniu kedy sa vrstva oslabí.
test zloženia plášta a osadenia reproduktorov (vrchné farby) (14.06.2022):
Samozrejme pred leštením takže výsledok nie je dokonalý, čo z týchto uhlov fotiek nie je až tak vidieť.
Takže všetky vrchné farby boli nanášané na každý diel v 10 až 11 jednotlivých vrstvách s medzi brúsením.
vzorka so sivou lesklou vrchnou farbou pred leštením (15.12.2021):
vzorka s čiernou lesklou vrchnou farbou pred leštením (3.6.2021):
Opäť pri týchto uhloch fotiek chyby v povrchu nie je až tak vidieť.
leštiace prípravky (9.8.2021):
Pred leštením sú použité jemné šmirgle na odstránenie tzv. "pomaranču" z povrchu. Opäť použitých bolo omnoho viac druhov aj vyšší počet šmirglov než je vidieť na fotke.
vyleštená vzorka sivej lesklej farby ():
Reálne som sa ešte mal čo učiť. Výsledok tiež nejako ohurujúco nevyzerá kedže sa fotilo cez zimu v dielni. Celkovo čím sú farby svetlejšie tým menej výrazný je lesk. Najzrkadlovejší je vždy čierny povrch.
vyleštená vzorka čiernej lesklej farby (9.8.2021):
Ako je vidieť v exterieri na čiernej je lesk daleko väčší. Každopádne proces stále nebol uplne bez chýb a vyžadoval viac učenia sa skúšaním.
po vyleštených čiernych častí (28.07.2024):
bočnica, vrchná farba po vyleštení (18.09.2024):
Absolutne rovné plochy sú najnáročnejšie na rovnosť povrchu pretože je v nich vidieť aj extremne vzdialené odrazy predmetov a pri týchto odrazochu dochádza k optickej deformácií hádam už pri zvlenení povrchu v desiatkách mikrometrov (odhad). To môžu byť rôzne vlnky a podobne. Dokonca aj stopy po excentrickej brúske. Hlavne tieto nerovnosti bohužial narastajú s počtom vrstiev farby kedže sa vždy robí medzibrus medzi vrstvami. Bez medzibrusu by sa okrem iného pravdepodobne mohli vrstvy farby aj odlupovať...
Všetko brúsenie prebehlo na excentrických brúskach bosch rady professionál. Hlavne 150mm a (bohužial až dosť pozde tiež kombinovaním s rozmerom 125mm) Teda v prípade velkých plôch.
Leštenie velkých plôch prebehlo zase na rotačnej leštičke bosch rady professionál.
Brúsenie malých plôch bolo robené ručne čo bolo časovo extrémne náročné. Hlavne v prípade príliš úzkych plôch a velmi ostrých hrán je riziko že vám ujde ruka a jednoducho zničití okraj. V horšom prípade zbrúsite rovno niekolko vrstiev z farby. Bohužial celý projekt obsahuje hromadu malých plôch a hromadu uplné ostrých okrajov.
Leštenie malých plôch bolo tiež náročnejšie. Pre najjemnejšie kroky bola použitá leštička s extremne malým kotúčom a akumulátorovým napájaním. V prípade brúsenie sa bohužial väčšinou použiť nedala. Udržať rovinu voči materialu dobre nešlo a malá leštička mala tendenciu okrajom kotúča robiť škrtance v materiali. Bohužial excentrický režim tiež nefungoval uspokojivo.
po finálnom zlepení ():
pasívna výhybka stredovýškovej sekcie:
Na testovacej reprobedni prebehli prvé základné merania a takto vyzerajú komponenty ktoré by mali byť použité už do finalnej výhybky. Bohužial impedancia stredotonového reproduktoru klesá pod 4R a vzhladom k minimálnym stratám citlivosti voči výškovému reproduktoru je nutné použiť cievky s minimálnym R DC... Teda navinuté velmi hrubým drôtom.
indukčnosti/ cievky výškovej a stredotonovej sekcie (12.8. 2020):
kondenzátory čisto stredotonovej sekcie (26.02.2021):
Do výškovej sekcie boli použité násobne drahšie a väčšie kondenzátory.
ocelové podstavce/nožičky model:
frézuje sa zo surových kusov ocele s celkovou váhou 24,7kg:
frézovanie (11.03.2021):
Bohužial rozhodol som sa opäť pre leštený povrch a stopy v oceli po fréze bolo mimoriadne náročné zbrúsiť. Celý proces zabral opäť desiatky hodín práce a extrémnu spotrebu brúsneho materialu.
hroty (12.01.2024):
Hroty sú z nehrdzavejúcej a extremne tvrdej ocele.
elektronika:
zadný panel pre elektroniku:
vizualizácia samotného panelu (02.02.2021):
surový material (22.11.2020):
po frézovaní (8.4.2021):
po frézovaní, gravírovaní a eloxovaní (18.4.2021):
po frézovaní, gravírovaní s farebnou výplňou a eloxovaní (27.4.2021):
Výplň je opäť nie biela ale svetlosivá.
chladiče (15.1.2021):
Vyberanie vhodného profilu pre projekt (pevne dané rozmery) bolo tiež náročné. Zároveň tieto cez formu tlačené profily nemusia byť rovné čo by spôsobilo dalšie problémy...
bafflestep kompenzácia, DPS:
Väčšina pasívnych reprobední je bez kompenzácie bafflestep. Teda nekompenzuje pokles 6db spôsobený tým že reprobedna už nevidí polopriestor 2pi ale celý priestor 4pi. Niektoré firmy majú kompenzáciu už zahrnutú v nárhu pasívnej výhybky.
Použitie tejto kompenzácie je problematické. Plná kompenzácia znamená 6db. Pre klasickú šírku reprobedni ako je táto sa pokles začína uplatnovať niekde okolo 400-500Hz a plná hodnota je okolo 100Hz a nižšie. No v každom priestore je minimálne podlaha. Čo znamená že od približne 200-300Hz nižšie by už kompenzácia nemala byť potrebná. Určite nebude potrebná ak sú reprobedne tesne pri stene. Celkovo jej použitie a miera kompenzovania a stanovenie nejakej hodnoty je trochu problematické.
Z toho dôvodu som sa rozhodol využiť maximálne výhody aktivneho riešenia a túto kompenzáciu urobiť nastavitelnú v krokoch 6-4,5-3-1,5-0db. 0db znamená uplný "direct" cez relé kedy žiadnym obvodom vôbec signál nemusí prechádzať.
subsonický filter 36db/okt. DPS:
Možnosť použiť subsonický filter je dalšia velká výhoda aktívneho riešenia. Hlavne pre ludí čo si potrpia na vysokej hlasitosti pri počúvaní. Subsonický filter je pri reproduktoroch s pasívnou výhybkou nerealizovatelný.
Ide o to že basovým reproduktorom pod ladením bassreflexu strmo stúpa výchylka a zatažitelnosť reproduktoru prudko klesá. Už s príkonom pod 20W reproduktory začínajú prekračovať výchylkové maximum. Zatial čo pri použití subsonického filtru neprekračujú maximálnu výchylku ani pri príkone stovky wattov.
Filter má tiež možnosť uplného "direct" kedy ide signál zo vstupnej svorky cez relé rovno na výstupnú a uplne obchádza všetky obvody.
high pass filter 24db/okt. DPS:
Napriek tomu že reprobedne subwoofer nepotrebujú použitie skutočne velkého a kvalitného subwooferu ako 2x18" alebo 2x21" s rozsahom od 20Hz ideálne viacerých kusoch môže byť prínos. Vo frekvenčnom pásme, ploche, SPL, zatažitelnosti, THD...
Z toho dôvodu som sa rozhodol doplniť aj kvalitný high pass filter so strmostou 24db/okt. preladitelný na 30-35-40-45-50Hz. Zámerne nie je možné nastaviť vyšší kmitočet kde už by použitím subwooferu bola degradovaná kvalita samotných basových reproduktorov 3 pásma...
Opät je možné funkciu uplne vyradiť použitím "direct". To by ale pri použití subwooferu mohol byť problém pri nadviazaní. Tiež bude THD pri použití skutočne velkého a kvalitného subwooferu zbytočne degradované samotným THD reprobední na najnižších frekvenciách a reprobedne budú zbytočne zatažované.
Takáto funkcia je tiež nerealizovatelná v reprobedniach s kompletne pasívnou výhybkou a v prípade zaradenia takéhoto obvodu pred zosilnovač pre celé pásmo môže obvod zbytočne degradovať pásmo výšok a prípadne stredov svojim šumom, skreslením a prakticky uplne všetkým...
koncové tranzistory (12.8. 2020):
Tie najrobustnejšie na trhu vôbec, v kategorií bipolárnych typov. 15A/ks, 24ks, NPN+PNP, pre 2 kanaly. Na fotke ich je ešte trochu viac...
zdroj, celková kapacita 120 000uF (29.11. 2022):
toroidné transformátory 4x800W:
4 transformátory pre dva zosilňovače. Takto majú obe vinutia rovnaký odpor a nedochádza k modulácií medzi nimi pri zatažení... Transformátory budú slúžiť len na test než sa dajú vyrobiť nové 800W transformátory na jadre 1kW. Kvôli nižšiemu syteniu a náchylnostiam k vybrovaniu a brumu.
testovacia 150W verzia zosilňovača (01.03.2021):
Ktorá sa neukázala ako prínosná a bola nahradená mierne inou.
koncové zosilňovače 800W/2R, prúd v špičkách 30A peak (16.08.2022):
bezindukčná odporová zátaž 800W (04.03.2021):
elektronika (25.01.2023):
osadzovanie dosiek zosilňovača 800W/2R:
prvé testy zosilňovača 800W/2R s laboratornym zdrojom:
prvý test zosilňovača 800W/2R a kompletná elektronika pre 1 kanal:
Pri plnom výkone do 2R zátaže necelých 30A pre každu polvlnu, peak-peak prúd tesne pod 60A. Vzhladom k extrémnemu prúdu zaobstaráva napájanie každej polvlny jeden samostatný transformátor. Ale pri navíjaní nemali dostatočne hrubý vodič pre takto vysoký prúd takže sekundárne vinutia sú dve zapojené paralelne.
rozloženie komponentov na chladiči:
panel s elektronikou (10.11.2024):
(reprobedna pohlad cez priečky, komplet repro + elektronika)
