0 Reacties
Hieronder vindt u een beschrijving over de opbouw van het eindontwerp. Hierbij zal ik per onderdeel beschrijven waar het voor dient en wat ervoor zorgt dat het deze functie zo goed mogelijk kan uitvoeren. De behuizing van de luidspreker wordt opgebouwd uit vier samenstellingen. Dit zijn de bracing, de horen voor de midden-frequenties, de horen voor de hoge frequenties en het solid waarvan de buitenzijde van de luidspreker is gemaakt. De bracing: De bracing is de eerste samenstelling welke nodig is voor de productie van de behuizing voor de luidspreker. Als geheel moet de bracing zorgen voor meer stevigheid in de luidspreker en moet deze ervoor zorgen dat ongewenste resonanties in het solid of in andere onderdelen zoveel mogelijk worden gedempt. Het eerste onderdeel van de bracing: Het eerste onderdeel waaruit de bracing is opgebouwd dat is de onderzijde. De onderzijde dient als basis voor de rest van de bracing. De onderzijde is voorzien van twee in gefreesde sleuven welke ervoor zorgen dat de rest van de bracing gemakkelijk te positioneren is en te verlijmen is. Aan de onderzijde van de bracing worden de bass-poort en het toegangsluik bevestigd waarvoor er zich drie gaten bevinden. Het middelste gat van het toegangsluik heeft aan de achterzijde een verdikking zodat er op het punt waar de poot van de luidspreker zich bevindt meer stevigheid is. Het is niet mogelijk om deze verdikking over de gehele breedte toe te passen doordat wanneer dit gedaan zou worden de woofer niet meer geplaatst zou kunnen worden. Eventuele openingen op de randen van de solid behuizing worden luchtdicht afgedicht doordat de onderkant van de bracing rondom aansluit op zowel de onderkant van de behuizing, de zijkanten van de behuizing, de voorkant van de behuizing en de achterkant van de behuizing. De onderkant van de bracing dient er daarnaast voor om ongewenste resonanties welke zich in het omringende solid kunnen bevinden te dempen. Het tweede en derde onderdeel van de bracing: Op de onderkant van de bracing worden de zijkanten van de bracing verlijmd. Deze twee zijkanten zorgen voor stevigheid in de behuizing en houden de tussen lagen van de bracing op hun plaats. De twee zijkanten zijn twee panelen welke ieder zijn voorzien van twee sleuven waar de eerste en de tweede laag van de bracing kunnen worden ingeschoven en worden verlijmd. De zes gaten in de zijkanten zorgen voor voldoende luchtdoorstroming en doordat deze rond zijn wordt de kracht gelijkmatig over de zijkanten verdeeld. De voorkant van de zijkant wordt schuin afgezaagd zodat deze naadloos aansluit op de voorzijde van het solid. Het vierde onderdeel van de bracing: In de zijkanten van de bracing wordt eerst de eerste laag van de bracing geschoven. Deze eerste laag vormt een van de drie verstevigingen welke zich horizontaal tussen de onderkant en de bovenkant van de bracing bevinden. De eerste laag van de bracing is voorzien van een grote opening in het midden waardoor er voldoende ruimte is voor de woofer en voor deze te plaatsen. Aan de zijkanten van de eerste laag van de bracing bevinden zich twee gaten om de luchtdoorstroming te verbeteren. Net zoals bij de onderkant van de bracing, loopt ook de eerste laag van de bracing rondom met het solid mee om zo resonanties in het solid te kunnen dempen. Het vijfde onderdeel van de bracing: Boven de eerste laag van de bracing bevindt zich de tweede laag van de bracing. Deze tweede laag van de bracing vormt de tweede horizontale versteviging tussen de onderkant en de bovenkant van de bracing. In het midden van de bracing bevindt zich een grote rechthoekige opening welke ervoor dient om de compressiedriver voor de hoge frequenties makkelijk te kunnen plaatsen. De overige vier gaten dienen voor een goede luchtdoorstroming en deze zijn zo gepositioneerd dat deze de stevigheid van de bracing zo min mogelijk in hinderen. De tweede laag van de bracing wordt net zoals de eerste laag in de zijkanten van de bracing geschoven en deze verbinding wordt verstevigd met lijm om ervoor te zorgen dat de onderdelen onderling niet kunnen gaan resoneren. De tweede laag van de bracing zorgt er daarnaast ook voor dat de ondersteuning van de horen voor de hoge frequenties op zijn plaats wordt gehouden, hiervoor worden er sleuven in gefreesd zodat deze makkelijk te positioneren en te lijmen zijn. Net zoals bij de onderkant en bij de eerste laag van de bracing loopt ook deze rondom rondt het solid om resonanties in het solid zoveel mogelijk te kunnen dempen. Het zesde en zevende onderdeel van de bracing: In de sleuven van de tweede laag van de bracing worden de ondersteuningen van de horen voor de hoge frequenties gelijmd. De horen dient ondersteund te worden omdat de compressiedriver welke aan de achterzijde van de horen wordt bevestigd ongeveer twee kilo weegt en bij het vervoeren of bij andere stoot belastingen kan deze mogelijk afbreken wanneer deze niet ondersteund wordt. De ondersteuning is zo gemaakt dat de tolerantie van de diepte van de horen zo groot mogelijk kan zijn. Dit is bereikt door de horen in een sleuf te laten rusten welke dieper is dan de diepte van de horen. Hierdoor is de horen vrij van beweging van links naar rechts en van voor naar achter. Bij de bevestiging van de horen wordt deze vervolgens vastgelijmd waardoor er een sterke, resonantievrije verbinding met de ondersteuning ontstaat. Aan de achterzijde van de ondersteuningen bevindt zich een groot gat om een goede luchtdoorstroming te garanderen. Het achtste onderdeel van de bracing: Omdat de horen voor de middenfrequentie in een open ruimte wordt geplaatst dient de ruimte achter de woofer hermetisch afgesloten te zijn. Om dit te bereiken wordt er een dichte plaat op de ondersteuningen van de horen voor de hoge frequenties en op de zijkanten van de bracing gelijmd. Om het positioneren van deze plaat makkelijk te maken is deze plaat aan de onderzijde voorzien van twee sleuven waar de ondersteuningen van de horen voor de hoge frequenties in vallen en twee sleuven waar de zijkanten van de bracing in vallen. Er is bewust gekozen om aan de bovenzijde geen sleuven te frezen voor de ondersteuningen van de horen voor de midden frequenties omdat hiervoor de plaat tijdens het frezen zou moeten worden omgedraaid. Dit kost meer tijd dan het positioneren van de ondersteuning van de horen voor de midden frequenties. Het negende en tiende onderdeel van de bracing: Om dezelfde reden dat de horen voor de hoge frequenties moet worden ondersteund, dient ook de horen voor de midden frequenties te worden ondersteund. De opbouw van deze ondersteuning is gelijk aan die van de ondersteuning van de horen voor de hoge frequenties. Wel is bij deze ondersteuning ervoor gekozen om niet alleen de horen adapter te ondersteunen maar ook de horen zelf. Dit met als reden dat de compressiedriver welke achter de horen voor de midden frequenties zit meer dan 6 kilo weegt en dit meer stevigheid vereist. Het elfde en twaalfde onderdeel van de bracing: De stevigheid rondom de horen voor de midden frequenties is niet zo belangrijk dan dat deze dat is rondom de woofer. Dit komt omdat de horen voor de midden frequenties zich niet in een gesloten ruimte bevindt en er zich geen open luidsprekerdrivers in deze ruimte bevinden. De compressiedriver voor de midden frequenties is zoals deze geleverd wordt al volledig afgesloten en hierdoor zal er geen compressie plaats vinden in deze ruimte wat bij de ruimte achter de woofer wel het geval is. Om er toch voor te zorgen dat bracing functioneert als een rigide constructie en om ervoor te zorgen dat de ondersteuningen van de horen voor de midden frequenties niet afbreken wanneer de bovenplaat en het solid geplaatst wordt is ervoor gekozen om twee simpele latten toe te voegen aan de hoeken van de bracing. Het dertiende onderdeel van de bracing: Het laatste onderdeel wat de bracing compleet maakt dat is de bovenplaat van de bracing. Deze plaat zorgt ervoor dat de ondersteuningen van de horen voor de midden frequenties op zijn plaats wordt gehouden en zorgt ervoor dat het solid op een goede manier bevestigd kan worden zonder dat deze ongewenst gaat resoneren. Het gat aan de bovenzijde dient voor gewichtsbesparing. De sleuven welke zich aan de onderzijde bevinden zijn er om ervoor te zorgen dat de ondersteuningen van de horen voor de midden frequenties makkelijk gepositioneerd en verlijmd kan worden en dat de latten welke bij onderdeel elf en twaalf zijn besproken makkelijk gepositioneerd en verlijmd kunnen worden. De horen voor de midden frequenties: De tweede samenstelling waaruit de luidsprekerbehuizing bestaat dat is de horen voor de middenfrequentie. Deze horen dient een frequentiegebied van 400 tot 3200Hz de dekken en hierop zijn de lengte en de oppervlakte van de mond van horen berekent. Het eerste onderdeel van de horen voor de midden frequenties: De horen van de midden frequenties is voorzien van een adapter. Deze adapter zorgt ervoor dat de zeshoekige vorm van de horen geleidelijk overloopt in de ronde vorm van de compressiedriver. Deze adapter is zo ontworpen dat de verhouding waarmee de oppervlakte van de horen afneemt naarmate de horen dieper wordt, exact hetzelfde is als bij het zeshoekige deel van de horen. Hierdoor blijft de werking van de horen conisch ondanks dat deze wel vanaf een punt terugloopt naar de ronde vorm van de compressiedriver. De adapter is aan de bovenzijde, zowel links als rechts voorzien van een sleuf om ervoor te zorgen dat er bij het in elkaar lijmen van de horen adapter geen lijm in de cruciale delen van de adapter kan komen. Aan de onderzijde is de adapter voorzien van lippen waardoor de bevestigingsplaat van de compressiedriver gemakkelijk kan worden gemonteerd. Het tweede onderdeel van de horen voor de midden frequenties: Aan de achterzijde van de adapter wordt een bevestigingsplaat gemonteerd. Deze bevestigingsplaat zorgt ervoor dat de compressiedriver vanaf de achterzijde kan worden bevestigd. Dit is normaal niet mogelijk omdat de schroefgaten van de compressiedriver zich aan de voorzijde bevinden. Door een bevestigingsplaat te gebruiken kan de compressiedriver vooraf met vier schroeven aan de bevestigingsplaat worden gemonteerd en kan deze daarna met vier andere schroeven aan de adapter worden geschroefd. Het derde onderdeel van de horen voor de midden frequenties: De adapter bestaat uit drie onderdelen waarvan het eerste onderdeel exact gelijk is aan het laatste onderdeel. Deze wordt echte wel gespiegeld van het eerste onderdeel gemonteerd. Door deze onderdelen hetzelfde te houden hoeft er maar een freesprogramma geschreven te worden en kunnen er niet twee onderdelen door elkaar worden gehaald welke veel op elkaar lijken. De overige onderdelen van de horen voor de midden frequenties: Aan de voorzijde van de adapter worden zes multiplex, taps toelopende panelen gemonteerd. Deze panelen vormen de daadwerkelijke horen. Deze panelen worden voordat deze gefreesd worden voorzien van fineer aan de zichtbare kant en om krom trekken te voorkomen wordt er aan de niet zichtbare kant, backing gelijmd. De panelen van de horen voor de middenfrequentie worden om machine uren te besparen recht uit gefreesd. De schuine kanten welke nodig zijn om de horens de gewenste vorm te geven worden na het frezen met de zaagtafel er aan gezagen. Nadat de panelen schuin zijn afgezaagd wordt het fineer drie keer van matte lak voorzien. Na iedere keer lakken wordt het fineer licht opgeschuurd. Wanneer dit is gebeurd wordt de horen in elkaar gelijmd. Hiervoor wordt transparante houtlijm gebruikt om eventuele resten minder opvallend te maken. Na het lijmen wordt de horen nog tweemaal gelakt om iedere vertekening van de lijm weg te werken en om een perfect oppervlakte te garanderen. De horen voor de hoge frequenties: De horen voor de hoge frequenties is wat opbouw betreft vrijwel identiek aan die van de midden frequenties. Wel is er bij deze voor gekozen om de bevestigingsplaat niet met vier schroeven maar met twee schroeven te monteren. Hierdoor wordt de bevestiging makkelijker. De samenstelling: Wanneer de horens en de bracing voltooid zijn kan er begonnen worden aan de samenstelling van de luidspreker. Bij het samenstellen van de luidspreker wordt de bracing als basis gebruikt. De horens plaatsen: De luidspreker is zo ontworpen dat de horens de eerste onderdelen zijn welke in de bracing geplaatst moeten worden. De horens kunnen worden ingeschoven in de horen ondersteuningen en dienen vast gelijmd te worden met houtlijm. Het is belangrijk dat de horens exact op de middellijn van de bracing worden geplaatst omdat dit anders niet overeenkomt met de solid voorkant van de luidspreker. De solid voorkant plaatsen: Nadat de horens zijn gemonteerd dient de solid voorkant bevestigd te worden. Deze dient voor een resonantie vrije werking zowel aan de horens als ook aan de bracing te worden verlijmd. De solid zijkanten en solid achterkant plaatsen: Om de behuizing rondom af te sluiten worden er solid zijkanten en een solid achterkant op bevestigd. Deze worden op de kopse kanten met elkaar en met de solid voorkant verlijmd. Het voordeel van solid is hierbij dat er een volledig naadloze verbinding kan worden gerealiseerd. Om een resonantie vrije werking te garanderen worden de solid zijkanten en de solid achterkant ook aan de bracing vast gelijmd. Hierdoor gaat de bracing de resonanties welke in de solid behuizing zitten effectief opnemen. De solid achterkant is voorzien van een opening voor de compressiedriver voor de midden frequenties en een opening voor de luidspreker aansluiting. Er is ervoor gekozen om de luidsprekeraansluiting niet direct in het solid te bevestigen omdat hierbij mogelijk het solid kan scheuren wanneer een gebruiker bijvoorbeeld per ongelijk over de kabel struikelt. Doordat de tussenplaat minder sterk is dan de solid behuizing zal de scheuren wat eenvoudig te repareren is met een nieuwe en goedkope tussenplaat. Om ervoor te zorgen dat de behuizing perfect sluitend is, zijn de solid zijkanten voorzien van een afgeschuinde hoek. Hierdoor wordt de solid achterkant er tussen geperst en komt de maatvoering minder nauwkeurig. De solid boven en onderkant plaatsen: Wanneer de solid zijkanten, de solid voorkant en de solid achterkant zijn bevestigd dan kunnen de solid onderkant en de solid bovenkant worden bevestigd. In zowel de solid bovenkant als ook in de solid onderkant zijn sponningen verwerkt. De solid voorkant, de solid achterkant en de solid zijkanten lopen verder door dan de bracing en vallen in de sponning. Hierdoor blijft er slechts 4mm van de boven en onderkant zichtbaar vanaf de zijkant bekeken. Doordat de rand aan de bovenzijde en aan de onderzijde met een radius van 5mm worden af gefreesd vallen deze naden nauwelijks op. De solid onderkant is voorzien van een gat waar het solid toegangsluik in geplaatst kan worden en twee gaten waar de bass-reflex poorten geplaatst kunnen worden. Nadat de solid boven en onderkant zijn verlijmd kan de behuizing worden afgeschuurd. Dit wordt gedaan om de naden onzichtbaar weg te werken, om hobbels in het solid welke zijn ontstaan bij het verwarmen en buigen en om een egale matte witten afwerking te realiseren. De eerste componenten plaatsen: Wanneer de solid boven en onderkant is geplaatst dan is de behuizing klaar en kunnen de componenten geplaatst worden. De eerste componenten welke geplaatst kunnen worden dat zijn de compressiedriver voor de midden frequenties, de bass-poorten en de luidsprekeraansluiting. De compressiedriver voor de midden frequenties dient hierbij eerst op de bevestigingsplaat van de horen voor de midden-frequenties te worden gemonteerd. De bass-poorten worden door gaten in het solid welke groot genoeg zijn om een schroef vrij te laten draaien in het mdf van de bracing geschroefd. De luidsprekeraansluiting wordt vast gelijmd. De laatste onderdelen plaatsen:
Als laatste kunnen de compressiedriver voor de midden frequenties, de woofer, het wisselfilter en het toegangsluik worden bevestigd. De woofer wordt hierbij gemonteerd aan inserts met een m4 schroef erin om een stevige verbinding met het solid te garanderen. Het toegangsluik wordt direct in het MDF geschroefd. De compressiedriver voor de hoge frequenties wordt op een gelijke manier gemonteerd als de compressiedriver voor de midden frequenties. In het voorgaande morfologisch overzicht ziet u een groene en een blauwe lijn. De groene lijn geeft de eerste voorkeur weer van ieder technisch deelprobleem en de blauwe lijn geeft de tweede voorkeur weer van ieder technisch deelprobleem. Het bevestigen van de luidsprekerdriver voor de lage frequenties: Hiervoor zijn 4 mogelijkheden opgenomen in het morfologisch overzicht. De eerste mogelijkheid is door deze vast te schroeven doormiddel van inbus schroeven. De tweede mogelijkheid is door deze vast te schroeven doormiddel van schroeven welke voorzien zijn van een handstuk zodat deze zonder gereedschap kunnen worden ingebracht. De derde mogelijkheid is doormiddel van klemmen en de vierde mogelijkheid is door deze vast te lijmen. Bij het bevestigen van de luidsprekerdriver voor de lage tonen zijn drie dingen werkelijk belangrijk. In de eerste plaats moet de luidsprekerdriver voor de lage tonen zo worden bevestigd dat de bevestiging zo weinig mogelijk gevolgen heeft voor de geluidskwaliteit. In de tweede plaats dient de luidsprekerdriver zo makkelijk en snel mogelijk geplaatst te kunnen worden en in de laatste plaats moet de luidsprekerdriver door de consument vervangen kunnen worden voor eventueel onderhoud of vervanging. Omdat vervangen bij een lijmbevestiging lastig is valt de bevestiging van de luidsprekerdriver doormiddel van lijm af en omdat bij een klemmontage een ingewikkeld klemsysteem nodig is wat niet opweegt tegen het voordeel van de makkelijkere bevestiging. De twee schroefmethodes blijven over. Omdat inbus schroeven bij de productie machinaal kunnen worden aangebracht en schroeven met een handstuk wat minder makkelijk krijgt een inbus schroef de voorkeur. Het bevestigen van de luidsprekerdriver voor de midden frequenties: Hiervoor zijn 5 mogelijkheden opgenomen in het morfologisch overzicht. De eerste mogelijkheid is net zoals bij de luidsprekerdriver voor de lage frequenties door deze vast ts schroeven met inbus schroeven. De tweede mogelijkheid is door deze met tussenkomst van een plaat vast te schroeven. De plaat zorgt er hierbij voor dat de schroeven vanaf twee zijden kunnen ingeschroefd waardoor er niet tussen de horen en de compressiedriver geschroefd hoeft te worden waar je lastig bij kunt. De derde mogelijkheid is door deze vast te schroeven met schroeven welke voorzien zijn van een handstuk. De vierde mogelijkheid is door deze vast te klemmen en de vijfde en laatste mogelijkheid is door deze vast te lijmen. Bij het bevestigen van de compressiedriver voor de midden tonen zijn dezelfde zaken van belang als bij de luidsprekerdriver voor de lage frequenties. Daarnaast dient de compressiedriver voor de midden frequenties vanaf achteren te worden bevestigd door een gat waardoor de mogelijkheden voor gereedschap bij het plaatsen beperkt zijn. Net zoals bij de luidsprekerdriver voor de lage frequenties is het ook bij de compressiedriver voor de midden frequenties niet verstandig om de compressiedriver vast te lijmen. Daarnaast kunnen er bij deze compressiedriver geen schroeven met een handstuk worden toegepast en kan de compressiedriver niet direct worden vastgeschroefd omdat de voorzijde van de compressiedriver niet bereikbaar is. Het vastklemmen en het bevestigen doormiddel van een tussenplaat verdienen de voorkeur. Omdat er voldoende ruimte is om een schroevendraaier naar binnen te schuiven wordt hierbij de voorkeur gegeven voor bevestiging doormiddel van een tussenplaat. Het bevestigen van de compressiedriver voor de hoge frequenties: Hiervoor zijn dezelfde mogelijkheden opgenomen in het morfologisch overzicht als bij het bevestigen van de compressiedriver van de midden frequenties. Bij het bevestigen van de compressiedriver voor de hoge frequenties zijn dezelfde zaken van belang als bij de bevestiging van de compressiedriver voor de midden frequenties. Wel dient er rekening gehouden te worden met dat de compressiedriver voor de hoge frequenties bijna volledig uit het zicht gemonteerd dient te worden. De keuze voor de bevestiging is gelijk aan die van de compressiedriver voor de midden frequenties omdat dit vergelijkbaar is. Daarnaast is met beide keuzes de compressiedriver makkelijk te plaatsen zonder dat de installateur of de consument een goed en volledig zicht heeft. Het bevestigen van het wisselfilter: Voor het bevestigen van het wisselfilter zijn er 3 mogelijkheden opgenomen in het morfologisch overzicht. De eerste mogelijkheid is door deze vast te schroeven met inbus schroeven. De tweede mogelijkheid is door deze vast te lijmen en de laatste mogelijkheid is door deze vast te klemmen. Het wisselfilter wordt bevestigd op het toegangsluik en doordat deze verwijdert kan worden is deze zeer goed toegankelijk. Voor eventuele reparaties of modificaties is het wenselijk dat het wisselfilter verwijdert kan worden en weer makkelijk terug geplaatst kan worden. Doordat bij een montage doormiddel van lijm het later lastig is om het wisselfilter te verwijderen valt deze optie af. Hierdoor blijven de schroef oplossing en de klem oplossing over. Doordat het wisselfilter goed toegankelijk is wordt ervoor gekozen om deze doormiddel van inbus schroeven vast te zetten. De tweede keuze blijft het vastklemmen maar deze methode neemt meer kosten met zich mee zonder dat dit een voordeel oplevert. Het bevestigen van de luidsprekeraansluiting: Voor het bevestigen van de luidsprekeraansluiting zijn er dezelfde mogelijkheden opgenomen in het morfologisch overzicht als bij het bevestigen van het wisselfilter. De bevestiging van de luidsprekeraansluiting heeft 2 belangrijke functies. In de eerste plaats dient deze de luidsprekeraansluiting op haar plaats te houden en dient deze ervoor te zorgen dat de behuizing goed afgesloten wordt. In de tweede plaats dient de bevestiging van de luidsprekeraansluiting samen met de luidsprekeraansluiting zelf voor een beveiliging zodat de Hi-Macs behuizing waarin deze geplaatst wordt niet kan beschadigen wanneer de luidsprekerkabel onder spanning komt te staan wanneer iemand hierover bijvoorbeeld valt. Het is wenselijk dat de luidsprekeraansluiting zelf of de bevestiging hiervan breekt wanneer dit gebeurt omdat de Hi-Macs behuizing vele malen kostbaarder is. Omdat de kans zeer groot is dat de Hi-Macs behuizing beschadigd bij een ongeluk met de luidsprekerkabel valt het inklemmen van de luidsprekeraansluiting af. Het is wenselijk dat de luidsprekeraansluiting makkelijk vervangen kan worden door bijvoorbeeld een luidsprekeraansluiting met meerdere aansluitingen wanneer de luidspreker bijvoorbeeld actief wordt aangestuurd en daarom gaat de voorkeur naar het vastschroeven van de luidsprekeraansluiting. Het bevestigen van de horens: In het morfologisch overzicht staat de bevestiging van de horen voor de midden frequenties apart vermeld van de horen voor de hoge frequenties. Omdat de vergeleken oplossingen en de conclusie bij deze oplossingen precies hetzelfde zijn staan ze hier samen vermeldt. Bij het bevestigen van de horens staan er in het morfologisch overzicht 4 mogelijkheden vermeld. De eerste mogelijkheid is door deze vast te schroeven. De tweede mogelijkheid is door deze vast te lijmen. De derde mogelijkheid is door deze vast te spijkeren en de vierde en laatste mogelijkheid is door deze vast te klemmen. Bij het bevestigen van de horens zijn een paar zaken van belang. De horens dienen een sterke aansluiting te hebben met de Hi-Macs voorzijde en dienen bevestigd te worden zonder dat deze onderling kunnen gaan resoneren. Daarnaast is het zo dat de horens niet verwijdert hoeven te kunnen worden. Omdat de horens niet verwijdert hoeven te kunnen worden is het zinloos om deze vast te klemmen en het spijkeren valt af omdat hierbij het risico groot is dat de horen of de behuizing beschadigd. Het vastschroeven van de horen en het vastlijmen verdienen de voorkeur. Omdat de horen niet verwijdert hoeft te kunnen worden en omdat dit geluidstechnisch een betere verbinding vormt gaat de eerste voorkeur hierbij naar het vastlijmen. Het beschermen van de luidsprekerdrivers: Net zoals bij het bevestigen van de horens heb ik er ook bij het beschermen van de luidsprekerdrivers voor gekozen om deze drie samen te noemen. In het morfologisch overzicht staan drie mogelijkheden vermeld om de luidsprekerdrivers te beschermen. De eerste mogelijkheid is doormiddel van een speakerdoek. De tweede mogelijkheid is doormiddel van een metalen grill en de derde mogelijkheid is doormiddel van een metalen profielen. Bij het beschermen van de luidsprekerdrivers is het belangrijk dat deze worden beschermd tegen stof en indringende voorwerpen. Daarnaast vormt de bescherming een esthetische afdekking van de luidsprekerdriver. Omdat de metalen profielen de luidsprekerdriver onvoldoende tegen stof beschermen valt deze af. Van de twee overgebleven mogelijkheden vormt de mogelijkheid met het speakerdoek de beste optie omdat deze een dichtere structuur heeft en daardoor minder stof doorlaat. Daarnaast heeft het speakerdoek een minder nadelige effect op de geluidskwaliteit dan de metalen grill. Het tegengaan van ongewenste resonanties in de behuizing: Voor het tegengaan van ongewenste resonanties in de behuizing zijn er in het morfologisch overzicht 4 mogelijkheden opgenomen. De eerste mogelijkheid is doormiddel van deze te voorzien van bracing. De tweede mogelijkheid is door de behuizing te voorzien van nauwkeurig op de eigenfrequentie getunede Helmholtz kamers welke deze hinderlijke eigenfrequenties dempen. Dit principe is vergelijkbaar met de demping in een uitlaat. De derde mogelijkheid is doormiddel van absorptiemateriaal. De vierde mogelijkheid is doormiddel van in de behuizing geplaatste luidsprekers welke in tegenfase staan met de hinderlijke frequenties in de luidsprekerbehuizing. Hiervoor is een DSP en een extra versterker noodzakelijk. De vijfde mogelijkheid is door gewicht toe te voegen aan de luidsprekerbehuizing waardoor deze minder makkelijk gaat mee resoneren. De laatste mogelijkheid valt af omdat de interne reflecties hiermee niet afnemen. Ze zullen hierbij de luidsprekerbehuizing niet meer verlaten via de behuizing maar via de achterzijde van de luidsprekerdriver. Dit is niet wenselijk. De vierde mogelijkheid valt af omdat het niet wenselijk is dat er extra versterkers en een DSP bij nodig zijn. De derde mogelijkheid valt af omdat bij deze mogelijkheid ook de frequenties welke nodig zijn voor de bass-poort gedempt worden waardoor de bass-poort niet meer efficiënt zijn werk kan doen. De eerste twee mogelijkheden blijven over. Omdat de tweede mogelijkheid veel testen en meten met zich meebrengt en ik de mogelijkheid niet heb om dit binnen de geplande tijd te doen gaat de voorkeur naar de eerste mogelijkheid. Het tegengaan van ongewenste resonanties in het wisselfilter: Voor het tegengaan van ongewenste resonanties in het wisselfilter zijn er 6 mogelijkheden opgenomen in het morfologisch overzicht. De eerste mogelijkheid is doormiddel van veren onder het wisselfilter te bevestigen. De tweede mogelijkheid is door dempers onder het wisselfilter te bevestigen. De derde mogelijkheid is door rubberen voeten onder het wisselfilter te bevestigen. De vierde mogelijkheid is door het wisselfilter op spikes te zetten. De vijfde mogelijkheid is door massa aan het wisselfilter toe te voegen en de zesde mogelijkheid is door deze aan te koppelen. Bij het tegengaan van ongewenste resonanties in het wisselfilter is het vooral van belang dat hierbij het wisselfilter wordt beschermd. Dit kan worden gedaan door deze aan te koppelen of door deze te ontkoppelen. Door de hoge massa van de luidspreker is het niet aannemelijk dat er zich voor het wisselfilter gevaarlijke resonanties in de behuizing bevinden. Daarom gaat de voorkeur naar de simpelste oplossing van de bovenstaande oplossingen en dat is door deze stevig vast te schroeven aan de behuizing. Interne geluidsgolven hebben hierbij weinig kans om het wisselfilter in trilling te brengen. Eventueel zou er met veren ook een goed resultaat verkregen kunnen worden daarom staat dit als tweede keus. Het tegengaan van ongewenste resonanties vanuit de omgeving: Voor het tegengaan van ongewenste resonanties vanuit de omgeving zijn er dezelfde oplossingen te vinden als deze te vinden zijn bij het tegengaan van ongewenste resonanties in het wisselfilter. Bij het tegengaan van ongewenste resonanties zijn er 3 zaken belangrijk. In de eerste plaats dient deze oplossing ervoor te zorgen dat trillingen vanuit de omgeving welke bijvoorbeeld afkomstig kunnen zijn van subwoofer’s worden gedempt zodat deze geen invloed kunnen hebben op de luidspreker. In de tweede plaats dient deze oplossing ervoor te zorgen dat trillingen welke zich in de luidspreker bevinden zoveel mogelijk worden afgevoerd naar de ondergrond en in de laatste plaats dient deze oplossing ervoor te zorgen dat de luidspreker een stabielen basis heeft zodat deze niet makkelijk omvalt of verschuift. De ongewenste resonanties welke zich in de behuizing en de omgeving bevinden kunnen zeer verschillend zijn van frequentie. Een veer of een demper is vooral effectief op een bepaalde frequentie. Om deze reden vallen deze twee oplossingen direct af. Het aankoppelen van de luidspreker aan de ondergrond zorgt ervoor dat de luidspreker niet meer verplaatst kan worden en dat de ondergrond blijvend beschadigd raakt. Het aankoppelen door gewicht toe te voegen is een oplossing welke onwenselijk is omdat de luidspreker door het gebruik van solid al enorm zwaar is. De oplossingen met het rubber en de spikes blijven over. Omdat spikes hierbij voor een zeer effectieve aankoppeling zorgen zonder dat de ondergrond hierbij beschadigd raakt en het rubber enkel boven een bepaalde frequentie effectief is gaat de eerste voorkeur naar gebruik van spikes. Het gemakkelijk plaatsbaar maken van de luidspreker:
Voor het gemakkelijk plaatsbaar maken van de luidspreker worden er 5 oplossingen genoemd in het morfologische overzicht. De eerste oplossing is door handvaten toe te voegen aan de behuizing. De tweede oplossing is door bij de plaatsing tijdelijk zwenkwielen onder de luidspreker te bevestigen. Een derde oplossing is door makkelijk schuifbare pads onder de luidsprekers te plaatsen welke op een later moment na de plaatsing verwijdert kunnen worden. De derde mogelijkheid is door riemen aan de luidspreker toe te voegen waaraan de luidspreker gemakkelijk getild kan worden. De vijfde mogelijkheid is door de behuizing zo te maken dat deze op sommige punten makkelijk te grijpen is wat het verplaatsen makkelijker maakt. Bij het gemakkelijk plaatsbaar maken van de luidspreker is de eerste prioriteit dat de overige functies van de luidspreker er niet onder lijden. De tweede prioriteit is dat het verplaatsen gemakkelijk wordt gemaakt en de laatste prioriteit is dat het uiterlijk van de luidspreker er niet door wordt aangetast. Bij het plaatsen van handvaten en riemen is het aannemelijk dat de functionaliteit hieronder lijdt. Het zijn vormen die dienen te worden toegevoegd aan de behuizing welke afwijken van de ideale vorm. Daarom vallen deze 2 mogelijkheden direct af. Het toevoegen van pads kan een goede oplossing maar door het gewicht van de luidspreker is het verstandiger om zwenkwielen toe te passen. Het toevoegen van makkelijk grijpbare hoeken is een oplossing waarvoor de behuizing waarschijnlijk niet veel voor hoeft te worden aangepast maar hierbij dient d persoon die de luidspreker plaatst wel het volledige gewicht van de luidspreker te tillen wat bij een zwenkwiel onnodig is. Daarom gaat de eerste voorkeur naar het gebruik van zwenkwielen welke na het plaatsen verwijdert kunnen worden en ter plaatse kunnen worden vervangen door spikes en gaat de tweede voorkeur naar het toevoegen van makkelijk grijpbare hoeken. Severety: Een luidspreker is een elektronisch apparaat. Dit betekent dat er mogelijk kortsluiting kan ontstaan bij het falen van een elektronisch component. Bij deze kortsluiting is het niet onmogelijk dat de veiligheid van de gebruiker in gevaar komt. Om deze reden scoren alle onderdelen welke mogelijk een elektronisch component kunnen beschadigen hoog op het gebied van Severety. Een onderdeel kan een elektronisch component op verschillende manieren beschadigen. Het onderdeel kan bijvoorbeeld loskomen en kan daarbij in contact komen met een elektronisch component of een elektronisch component kan door het falen van een onderdeel zelf loskomen en kan daarmee zichzelf beschadigen. Het is zaak om deze onderdelen zo te ontwerpen dat de kans dat dit gebeurd minimaal is en dat wanneer dit gebeurd dit zo snel mogelijk te detecteren is. Occurence: De occurence geeft aan hoe vaak een bepaald falen voorkomt. Omdat sommige onderdelen van de luidspreker nog niet geoptimaliseerd zijn kan er bij sommige onderdelen vanuit worden gegaan dat een bepaald falen in ieder product voorkomt. Dit is bijvoorbeeld het geval wanner de bracing de resonanties onvoldoende dempt. Detection: Sommige onderdelen binnen de luidspreker zijn lastig op falen te detecteren. Een onderdeel van de bracing kan bijvoorbeeld defect zijn maar doordat deze onderdelen volledig uit het zicht geplaatst zijn kan het lastig zijn om dit te detecteren. De enige mogelijke manier waarop een gebruiker dit kan merken is door een afnemende geluidskwaliteit. Wanneer de bracing defect raakt is het echter wel mogelijk dat ook de behuizing defect raakt en daardoor kan de schade zich vergroten. Verbetering: De luidspreker dient veilig te zijn. Om deze reden dienen onderdelen met een hoge severety de meeste aandacht voor verbetering te krijgen. Uitgangspunt hierbij is het verlagen van de severety of wanneer dit niet mogelijk is, het verlagen van de occurence of detection. Het is niet altijd mogelijk om de severety te verlagen omdat hiervoor de luidspreker van zijn primaire functie zal moeten worden ontdaan. Om deze reden is het bij vele mogelijk falen gepaster om de occurance of de detection te verlagen. Dit kan gedaan worden door kritische onderdelen te optimaliseren of aan te passen. Wat is praktisch: Op dit moment worden de schroeven van de schroeven direct in het solid geplaatst. De kans dat hierbij de schroeven uitbreken is zeer reëel. Wanneer deze schroeven niet direct in de behuizing worden geplaatst maar in een insert dan wordt de kans dat de woofer loskomt aanzienlijk verkleind. Dit levert een verbetering van 200% op. Een andere verbetering welke duidelijk naar voren komt dat is het optimaliseren van de bracing. Deze verbetering levert geen verbetering op voor de veiligheid op maar zal de geluidskwaliteit wel ten goede komen. Doordat er nu vanuit kan worden gegaan dat iedere bracing fout is levert dit een verbetering op van 4800%.
Fineer is een materiaal wat wordt gebruikt om producten af te werken. Het is een dunne laag materiaal die meestal tussen de 0,6 en 2,0 mm dik is. Deze laag wordt direct op het af te werken materiaal gelijmd. En zorgt ervoor dat de eigenschappen van het materiaal waarmee het product is opgebouwd behouden blijven en dat er daarbij een vrije keuze is binnen hoe deze er aan de buitenzijde uit komt te zien. Op deze manier is het bijvoorbeeld mogelijk om een plaat van multiplex wat een goede bewerkbaarheid heeft, krachtig is en voordelig geprijsd af te werken met een materiaal zoals bijvoorbeeld palissanderhout wat lastiger te bewerken is en vele malen prijziger is. Hierbij ziet het product eruit alsof deze van palissanderhout is gemaakt terwijl deze eigenlijk van multiplex is gemaakt. Soorten: Er zijn vele soorten fineer. De eerste onderverdeling die gemaakt kan worden dat is dat er kunstmatige en niet kunstmatige fineren zijn. Bij een niet kunstmatige fineer wordt er daadwerkelijk het materiaal gebruikt wat het fineer doet suggereren en bij een kunstmatig fineer wordt er weliswaar de illusie gewekt dat het om het materiaal gaat dat het fineer doet suggereren maar is het fineer eigenlijk opgebouwd uit bijvoorbeeld kunststof. Productiemethode: De tweede onderverdeling welke gemaakt kan worden dat is de productiemethode waarmee het fineer geproduceerd wordt. Niet kunstmatig fineer wordt meestal van hout gemaakt. Bij dit houten fineer wordt het houdt aangeleverd als een boomstronk. Deze boomstronk wordt voorbewerkt waarbij de schors onder andere wordt verwijderd en daarna kan de boomstronk op verschillende manieren worden gesneden. Bij de eerste snijwijze wordt de boom afrollend afgesneden. Hierbij wordt er een lang mes over de lengte richting geplaatst en wordt de boomstronk op een roterende spindel geplaatst. Vervolgens loopt het mes met een bepaalde snelheid naar het centrum van de boomstronk. Hierbij ontstaat er een wild verband in het hout door de stand van het mes ten opzichte van de jaarringen. Deze snijwijze heet afrol. Bij de tweede snijwijze wordt de boomstronk aan vier zijde afgezaagd en wordt deze vervolgens doormidden gezaagd over de lengterichting. Vervolgens wordt de zijde welke daarvoor is afgezaagd op een zijdelings bewegend oppervlakte gemonteerd en wordt er parallel daarboven een mes tegen de boomstronk bevestigd. Vervolgens gaat of dit mes of de boomstronk zijdelings bewegen en wordt het mes bij iedere slag een stuk dichter bij het oppervlak gepositioneerd. Op deze manier worden er met iedere slag, plakken fineer weg gesneden. Hierbij ontstaat er een fineer welke van binnen naar buiten steeds fijner gestreept wordt. Deze snijwijzen wordt dosse genoemd. Bij de derde snijwijze wordt de boomstronk in de lengte richting in vierdelen gezaagd en wordt er 45 graden op deze snede nog twee sneden in ieder deel gemaakt. Op deze extra snede wordt het hout ingespannen waarna het op dezelfde wijzen wordt gesneden als bij de tweede snijwijzen. Het effect hiervan is dat de jaarringen hierbij een patroon geven in het fineer waarbij iedere jaarring in ongeveer even ver van elkaar afstaat. Deze snijwijze wordt kwartier normal cut genoemd. Bij de vierde snijwijze wordt de boomstronk op gelijke wijze gezaagd als bij de tweede snijwijze. Wel wordt hierbij nog een extra snede over de lengterichting van de boomstronk toegevoegd. Hierdoor ontstaan er vier delen. De boomstronk wordt vervolgens onder een bepaalde hoek rond zijn eigen as afgesneden. Hierdoor ontstaat er een beeld van de jaarringen dat lijkt op dat van de derde snijwijze maar dan wat grover is. Deze snijwijze wordt kwartier rift cut genoemd. Voegtechnieken: Fineer wat direct van een boomstronk afkomt is vaak niet groot genoeg om een volledig product te vullen. Vandaar zijn er verschillende methode om ervoor te zorgen dat meerdere fineerstroken samen een mooi beeld vormen van de jaarringen in het fineer.
Afwerkingsmethode: De eerste mogelijkheid bij het afwerken van fineer dat is door deze enkel te schuren. Het voordeel hiervan is dat hiervoor weinig extra tijd nodig is voor de afwerking en dat het een stoere uitraling geeft. Het nadeel is dat het fineer weinig bescherming bied tegen krassen en andere invloeden. De tweede mogelijkheid is door het fineer te lakken en vervolgens te polijsten. Het voordeel hiervan is dat hiermee een hoogglans effect wordt behaald wat een zeer chique uitstraling geeft. Het nadeel hiervan is dat dit een arbeidsintensief proces is doordat het fineer zodanig fijn geschuurd en vervolgens gepolijst dient te worden dat het gaat glimmen. Een andere mogelijkheid waarmee er een hoogglans effect kan worden behaald dat is doormiddel van politoeren.Politoeren is een zeer arbeidsintensieve techniek waarbij het fineer eerst wordt afgedicht met een oplossing van schellak en alcohol. Hierdoor ontstaat er een dunne, glanzende filmlaag op het hout. De oplossing van schellak en alcohol wordt doormiddel van een prop in een katoenen doek verspreid over het fineer. Om een goed resultaat te krijgen zijn er soms wel 150 lagen nodig. Doordat de alcohol snel verdamt kunnen de lagen snel achter elkaar worden aangebracht. Het voordeel van deze techniek is dat het de dieptewerking van het hout versterkt waardoor het karakter van het hout verder versterkt wordt. Daarnaast heeft deze methode het voordeel dat het de akoestische eigenschappen van een luidspreker sterk verbeterd. Dit komt doordat de laklaag zeer dun is en door zijn zachtheid een bepaalde dempende werking heeft. Daarom is deze techniek veel gebruikt voor het afwerken van vleugelpiano’s en werdt deze techniek ook toegepast op de violen van Stradivari. Houtsoorten: Wat het meest bepalend is voor het uiterlijk van het fineer dat is en blijft de houtsoort. Hout kan om te beginnen worden ingedeeld in twee soorten welke loofhout en naaldhout is. Niet iedere houtsoort is geschikt om verwerkt te worden tot fineer. Daarnaast moet het hout voldoende droog zijn voordat deze tot fineer verwerkt kan worden. Het milieu: Hout wordt gewonnen uit bomen en bomen zijn de longen van de aarde. Om deze reden is het van essentieel belang dat er verantwoord mee wordt omgegaan. Het is niet verstandig om zomaar iedere houtsoort te gebruiken. Om een beter inzicht te krijgen in welke houtsoorten verantwoord gebruikt kunnen worden zijn er een aantal keurmerken waaraan hout kan voldoen. Daarnaast zijn er ook een aantal houtsoorten welke niet meer gewonnen of verhandeld mogen worden. Deze houtsoorten zijn opgenomen in de Cites lijst. Niet ieder hout wat verhandeld mag worden is per definitie verantwoord. Een keurmerk wat aangeeft of een houtsoort verantwoord is, is FSC. FSC staat voor Forest for All en zet zich in voor een beter behoud van het bos. Naast het FSC-certificaat heb je ook nog het PEFC-certificaat. PEFC staat voor, Programe for the Endorsement of Forest Certification Schemes. Hout wat gecertificeerd is met het PEFC-certificaat voldoet aan de wetgeving van alle landen en geeft daarnaast aan dat het hout is gewonnen onder verantwoorde omstandigheden voor zowel het milieu als voor de arbeiders. PEFC gelooft er in dat de groeiende vraag van consumenten naar hout samen kan gaan met een verantwoord bosbeheer. Klankkleur: Het fineer wat in de luidspreker geplaatst zal worden vormt omdat deze zich in de horens bevindt de laatste connectie met het geluid voordat deze de hoornmond verlaat. Om deze reden is het belangrijk dat het fineer en de daarbij horende afwerking over de juiste akoestische eigenschappen beschikt. Het zonder vooraf uitvoerig beluisteren van de luidspreker bepalen welk fineer het beste klinkt is bijzonder lastig omdat deze niet met simpele materiaalspecificaties kan worden beoordeeld. Wat wel gedaan kan worden dat is kijken naar producten welke een soortgelijke functie hebben en welke zijn afgewerkt met fineer. Ieder materiaal voegt een bepaalde resonantie toe aan het geluid en geeft daarom een eigen minimale kleuring mee aan het geluid. Het is praktisch onmogelijk om een materiaal te vinden wat dit niet doet. Daarom is het verstandig om een materiaal te kiezen waarbij de toegevoegde klank zo aangenaam mogelijk klinkt. Hierbij kan gekeken worden naar instrumenten zoals gitaren, violen en piano’s. Dit zijn producten welke al honderden jaren zijn doorontwikkeld en waarbij er zeer goed over klankkleur is nagedacht en er uitgebreid getest is. Zo wordt het bovenblad van gitaren bijvoorbeeld vaak van sparrenhout en cederhout. Hierbij is bekend dat het cederhout een wat minder hoog geluid en wat minder volume aan het geluid geeft dan sparrenhout maar dat het wel een beter laag en een warmere klank geeft. Daarnaast wordt de hals van een gitaar vaak van loofhout ceder, honduras mahonie, goncalo alvez, bubinga, wenge en purperheart. Daarnaast wordt er ook soms coromandel voor de hals gebruikt. Hierbij geven honduras mahonie en goncalo alvez een wat warmere klank dan de andere. Goncalo alvez en bubinga blinken uit in helderheid. Van een Steinway piano is bekend dat zij het klankbord, de achterkant en de verstevigingen van sitka spar gemaakt worden en dat zij voor de ribben van het klankbord suikerden gebruiken. De bovenzijde van een stradivarius viool werdt van sparrenhout gemaakt, de achterkant en de nek werden van esdoorn gemaakt. Hoewel er klankmatige verschillen tussen de bovenstaande materialen zitten zijn het stuk voor stuk wel veilige materialen om als fineer voor de horens te gebruiken. Conclusie:
Het kiezen van het beste fineer is best wel smaakgevoelig. Het is lastig om voor andere te bepalen wat zij mooi vinden en er zijn vele fineren welke goed bij de luidspreker passen omdat deze bijna volledig wit is en het fineer daarbij het enige contrast geeft samen met de woofer welke ook zichtbaar is. Het ontwerp van de luidspreker is strak en daarom is het belangrijk dat de uitstraling van het fineer, de afwerking en de voeging dit ook is. Het fineer moet niet te klassiek zijn en daarom moet het fineer een mooi strak jaarringen patroon hebben. Daarom zal er gekozen worden voor een fineer dat is geproduceerd met de kwartier normal cut of de kwartier rift cut methode. Hiermee vallen direct alle gewortelde fineren af waardoor er niet gewerkt hoeft te worden met de balanced matched methode. De overige voeg wijzen verschillen niet zoveel met elkaar dat er voor het ontwerp een keuze gemaakt zal moeten worden. Daarom zal er wat voegen betreft gekeken worden naar wat het makkelijkste leverbaar is en wat de meest voordelige prijs heeft. Om akoestische redenen ligt het, het meest voor de hand om te gaan politoeren maar deze productietechniek heeft wel als nadeel dat deze zeer arbeidsintensief is. Om een mooi contrast te krijgen met het matt witte oppervlakte van de rest van de luidspreker en om een mooie dieptewerking in het hout te krijgen zal het fineer wel hoogglans worden afgewerkt. Om de produceerbaarheid te verbeteren zal dit echter wel worden gedaan doormiddel van lakken en polijsten. Voor het milieu is het van belang dat de houtsoort volgens de Cites lijst verhandeld mag worden. Daarnaast dient er gekeken te worden naar het FSC-certificaat. Het is niet een vereisde dat het fineer hieraan voldoet maar een fineer dat hier wel aan voldoet verdient wel de voorkeur. Daarnaast dient het fineer FESC-certificaat te dragen. De klankkleur van het fineer moet zo neutraal mogelijk zijn. Daarom is het verstandig om houtsoorten welke een extra warm of een extra helder karakter aan het geluid meegeven te mijden. De gevoeligheid in een 150 liter bass-reflex behuizing Hierboven ziet u een simulatie van de Celestion TF-1525 wanneer deze in een 150 liter grote bass-reflex behuizing wordt geplaatst. De min 3 dB punten liggen hierbij op ongeveer 45Hz en 500Hz. Dit ligt ruim onder de voorgeschreven 60Hz en doordat hij pas verzwakt boven de 500Hz kan deze mooi aansluiten op de compressiedriver voor de midden frequenties. De gevoeligheid ligt hierbij ruim boven de 100 dB waardoor ook aan deze eis wordt voldaan. De maximale SPL in een 150 liter bass-reflex behuizing De maximale SPL ligt tussen de 120Hz en de 500Hz rondt de 125dB. Onder de 120Hz zwakt deze wat af door de geringe maximale uitslag van de woofer. Deze zakt tot een minimum van 115dB op 50Hz. Op de gewenste 60Hz bedraagt de maximale SPL 116dB maar omdat deze 60Hz opgegeven staat als -3dB punt voldoet deze wel aan de minimale eis van 117dB. De elektrische impedantie in een 150 liter bass-reflex behuizing De elektrische impedantie laat zien dat de woofer in een 150 liter grote bass-reflex behuizing niet onder de in de eisen vermelde 4 Ohm komt. Daarnaast blijft de maximale impedantie in het bruikbare frequentiegebied onder de 40Ohm wat zeer goed te noemen is. De group-delay in een 150 liter bass-reflex behuizing: Volgens de eisen dient de group-delay over het gehele frequentiebereik minder te zijn dan 400 wanneer de frequentie met de group-delay wordt vermenigvuldigd. Op 60Hz bedraagt de group-delay 5,7 m/s wat betekent dat het cijfer 342 bedraagt waardoor dit binnen de eisen valt.
Concept 1 (Links) Voordelen: 1.1.1.Het centrum van de woofer licht op dezelfde afstand tot de luisteraar wat het fase-gedrag ten goede komt. 1.1.2.De behuizing heeft afgeronde hoeken waardoor er geen ongewenste resonanties op de hoeken van de behuizing zullen optreden. 1.1.3.De behuizing heeft voldoende breedte wat de directiviteit vanaf 300Hz ten goede komt. 1.1.4.Iedere luidsprekerdriver is direct naar de luisteraar gericht. 1.1.5.De bass-reflex werking op de laagste frequenties past beter bij het gebruik in een aannemelijke luisterruimte van 40m2. 1.1.6.Doordat de laagste frequenties van de luidspreker worden weergegeven doormiddel van een bass-reflex poort zullen er met een beperkt formaat behuizing lagere frequenties mogelijk zijn dan met een volledig horen geladen behuizing. Nadelen: 1.2.1.De bass-reflex werking op de laagste frequenties heeft als gevolg dat de group-delay meer toeneemt naarmate de frequenties lager worden. 1.2.2.De bass-reflex werking op de laagste frequenties heeft als gevolg dat de gevoeligheid van de luidsprekerdriver voor de lage frequenties afneemt. 1.2.3.De lage gevoeligheid van de luidsprekerdriver voor de lage frequenties heeft als gevolg dat er een grote correctie moet worden toegepast in het cross-over om de gevoeligheid van de luidsprekerdriver voor de lage frequenties overeen te laten komen met die van de luidsprekerdriver voor de midden en hoge frequenties. 1.2.4.Niet volledig conisch hoorn geladen. 1.2.5.Alle luidsprekerdrivers liggen open waardoor deze mogelijk defect kunnen raken door indringende voorwerpen of vloeistoffen. Interessant: 1.3.1.Het meest rustige ontwerp. Concept 2 (Midden) Voordelen 1.1.1.Volledig conisch hoorn geladen. 1.1.2.Doordat de woofer naar achter gericht is, is het minder aannemelijk dat deze defect raakt door indringende voorwerpen of vloeistoffen. 1.1.3.Hoge gevoeligheid, zowel op de lage, de midden als ook op de hoge frequenties. 1.1.4.De gevoeligheid van de lage, de midden en de hoge frequenties verschilt niet veel waardoor er weinig correctie in het cross-over nodig is. Nadelen 1.2.1.De behuizing heeft randen aan de voorzijde welke voor ongewenste resonanties kunnen zorgen. 1.2.2.Het deel van de behuizing waarin de midden en de hoog horen zijn bevestigd hebben onvoldoende breedte voor een juiste directiviteit vanaf 300Hz. 1.2.3.Doordat deze volledig conisch hoorn geladen is treden er mogelijk akoestische problemen op in kleinere luisterruimtes. 1.2.4.De luidsprekerdriver voor de lage frequenties is niet direct naar de luisterraar gericht. 1.2.5.De luidsprekerdrivers voor de midden en de hoge frequenties liggen open waardoor deze mogelijk defect kunnen raken door indringende voorwerpen of vloeistoffen. 1.2.6.Doordat het formaat van de luidspreker beperkt is, is het formaat van de horen voor de lage frequenties dit ook en hierdoor zullen zeer lage frequenties niet weer te geven zijn. Interessant: 1.3.1.Het ontwerp is geïnspireerd op de vaak in grote clubs toegepaste ‘’dance stack’’ luidsprekersystemen. 1.3.2.De voeten van het ontwerp vormen een stijlelement welke eenvoudig aangepast zou kunnen worden aan de stijl van de consument. 1.Concept 3 (Rechts) Voordelen: 1.1.1.Afgeronde hoeken bij de midden en hoge frequentie horen. Hierdoor treden er hierbij geen nadelige resonanties op de frequenties waarop deze horens actief zijn op. 1.1.2.Doordat de woofer naar achter gericht is, is het minder aannemelijk dat deze defect raakt door indringende voorwerpen of vloeistoffen. 1.1.3.Hoge gevoeligheid, zowel op de lage, de midden als ook op de hoge frequenties. 1.1.4.De gevoeligheid van de lage, de midden en de hoge frequenties verschilt niet veel waardoor er weinig correctie in het cross-over nodig is. Nadelen: 1.2.1.Doordat deze volledig conisch hoorn geladen is treden er mogelijk akoestische problemen op in kleinere luisterruimtes. 1.2.2.Geen afgeronde hoeken bij de lage frequentie horen. Hierdoor treden er mogelijk nadelige resonanties op de hoeken op. 1.2.3.De luidsprekerdriver voor de lage frequenties is niet direct naar de luisteraar gericht. 1.2.4.De luidsprekerdrivers voor de midden en de hoge frequenties liggen open waardoor deze mogelijk defect kunnen raken door indringende voorwerpen of vloeistoffen. 1.2.5.Doordat het formaat van de luidspreker beperkt is, is het formaat van de horen voor de lage frequenties dit ook en hierdoor zullen zeer lage frequenties niet weer te geven zijn. Interessant: 1.3.1.Het ontwerp is geïnspireerd op de klassieke Klipsch LaScala luidsprekers. Conclusie PNI-analyse:
De luidspreker dient geplaatst te kunnen worden in een luidsprekerruimte van 40m2. Hiervoor is het eerste concept het meest geschikt zijn. De luidspreker moet een goede directiviteit hebben vanaf 300Hz. Het eerste en het derde concept voldoen hieraan. Hierdoor valt het tweede concept direct af. Het eerste concept heeft wat nadelen. Onder andere de group-delay en de lage gevoeligheid vormen een risico voor de geluidskwaliteit van de luidspreker. Het derde concept heeft ook nadelen. Deze is minder geschikt voor een luisterruimte van 40m2 en deze heeft een beperkt frequentiebereik. Daarnaast heeft deze door de lange horen een fasegedrag waarbij er een groot verschil zit tussen de midden en lage frequenties. Het is kiezen tussen fasegedrag of gevoeligheid. Doordat concept een meer geschikt is voor een luisterruimte van 40m2 en omdat deze een beter fasegedrag en directiviteit heeft heb ik er in overleg met mijn opdrachtgever voor gekozen om voor concept een te kiezen. Om resonanties in de luidspreker tegen te gaan zal de behuizing gebraced moeten worden. Bracing bij een luidspreker dat hout in dat er aan de binnenzijde van de behuizing verstevigingen op strategische plaatsen worden aangebracht om op deze manier ervoor te zorgen dat de luidspreker niet of weinig resoneert op gevoelige frequenties.
Hoe voorkom je hinderlijke resonanties Er zijn verschillende methode om resonanties binnen dit frequentiegebied tegen te gaan. Een methode is door het verplaatsen van de resonantie. Doordat de eigenfrequentie van een materiaal voor een groot deel bepaald wordt door de massa kan de resonantie verplaatst worden doormiddel van de massa te verhogen of te verlagen. Dit komt doordat de eigenfrequentie van de luidspreker te berekenen is door de wortel van de veerconstante te delen door de massa. Deze massa kan aangepast worden door het wijzigen van de materiaalkeuze of door het wijzigen van de dikte van het materiaal maar dit kan ook gebeuren door de bracing strategisch te plaatsen. Op plaatsen waar de luidspreker gebraced is zullen de resonanties sterk verminderen, hoe kleiner de massa is welke zich tussen de braces bevindt, hoe lager de massa is en daardoor zal de eigen frequentie van de luidspreker op die punten verhoogd worden. Wanner dit voldoende wordt gedaan dan zal de eigenfrequentie van de luidspreker zich boven de 1500Hz gaan bevinden. Een andere methode om deze hinderlijke resonanties te gaan dat is door de luidspreker zoveel te dempen dat de resonanties niet meer waarneembaar zullen zijn. Wat is tolereer baar Het is onmogelijk om een luidspreker volledig te dempen. De luidspreker zal altijd in beperkte maten hinderlijk blijven resoneren. Het is van belang dat deze resonanties niet waarneembaar zijn. Hoe meer materiaal er gelijktijdig op dezelfde frequentie meer resoneert hoe duidelijker dit waarneembaar zal zijn. Om deze reden kun je de resonanties waarop de luidspreker hinderlijk mee resoneert beter spreiden over een groter frequentiegebied. Dit kun je onder meer doen door de bracing welke zich in de luidspreker bevindt ongelijkmatig te verdelen. Hierdoor worden de massa’s tussen de brace verschillend en daarmee zal ook de eigenfrequentie van het materiaal binnen de luidspreker verschillen. De resonanties zullen op deze manier niet meer waarneembaar zijn en daardoor worden ze tolereer baar. De opstelling De ideale afstanden waarop de braces zich van elkaar moeten bevinden is lastig te bepalen. Te dicht bij elkaar zorgt ervoor dat de luidspreker onnodig zwaar wordt, dat er onnodig veel materiaal wordt verspild, zorgt voor een slechte interne luchtstroming en zorgt voor een grotere kans op hinderlijke interne reflecties. Te ver van elkaar zal ervoor zorgen dat er hinderlijke resonanties optreden. Er bestaat niet een vaste stelregel voor hoeveel bracing voldoende is. Fabrikanten zoals Magico en B&W vullen hun volledige luidspreker met bracing maar er zijn ook fabrikanten die hier niet of minder in geloven. Of dat bracing en in welke maten bracing in een luidspreker noodzakelijk is hangt veel van de luidspreker af. Factoren zoals het formaat, de gebruikte materialen en de gewenste prestaties spelen hierbij een grote rol. Een grote luidspreker vraagt bijvoorbeeld om meer bracing dan een compacte luidspreker omdat deze van zichzelf vaak meer rigide is. Bij het ontwerpen van een luidsprekerbehuizing is het zoveel mogelijk voorkomen of elimineren van staande golven een belangrijk gegeven. Een belangrijk gegeven bij het ontwerpen van een luidsprekerbehuizing welke dit zoveel mogelijk dient te doen dat is dat er zich beter geen parallellen vlakken ten opzichte van elkaar mogen bevinden en dat deze vlakken zich ook beter niet allemaal op dezelfde afstand van elkaar bevinden. Een veel gebruikte verhouding binnen de akoestiek om staande golven tegen te gaan is hierbij de Fibonacci verhouding. Dit houdt in dat ieder vlak exact 1,618 of een veelvoud of een deel daarvan, keer zo groot of zo klein is als een ander vlak binnen dezelfde kamer. De vorm van de bracing De luidsprekerdriver welke zich in dezelfde behuizing bevindt als de bracing dient om goed te kunnen functioneren een vrije luchtstroming te hebben binnen de behuizing. Een verkeert gebruik van bracing kan dit ernstig verhinderen. Wanneer dit gebeurt dan zal de luidsprekerdriver niet het volledige profijt krijgen van de inhoud van de kast waarin deze zich bevindt waardoor de werkelijke inhoud van de kast mogelijk niet meer bij de specificaties van de luidsprekerdriver past. Om deze reden moet er een goede doorstroming tussen de braces worden gerealiseerd. Dit kan gedaan worden doormiddel van openingen aanbrengen in de brace. Deze openingen dienen zo gemaakt te worden dat zij de kracht van de brace zo minmogelijk verstoren. Om deze krachtverdeling over een opening te verbeteren worden de openingen vaak voorzien van grote afrondingen. Deze afrondingen zorgen ervoor dat de kracht gelijkmatiger verdeeld wordt over de bracing welke minder kracht heeft op de plaats waar de opening zich bevindt. Om de luchtstroming over deze brace nog verder te verbeteren worden deze openingen vaak ook aan de vlakke kant afgerond zodat de luchtstroming gemakkelijker door de brace wordt geleid. Conclusie
Om de luidspreker op de juiste manier te versterken dient er bracing worden toegepast. Voor een ideale werking dienen deze braces volgens de verhouding van Fibonacci van elkaar geplaatst te worden en dienen er zo weinig mogelijk parallellen te zijn tussen de braces. Om een goede luchtdoorstroming tussen de braces te garanderen dienen de braces te worden voorzien van openingen welke op de vlakke kant van de brace zijn afgerond en daarnaast dienen deze braces op de hoeken van de openingen ook te worden afgerond om zo de kracht over de braces beter te verdelen.
Wat is praktisch? De compressiedriver voor de hoge frequenties bevindt zich op ongeveer 60 centimeterafstand van het toegangsluik van de woofer. Hierdoor kan het lastig zijn om de compressiedriver vast te schroeven. De monteur zal zijn volledige arm in de luidspreker moeten steken om de compressiedriver op de juiste plaats te kunnen krijgen. Het is hierdoor niet wenselijk dat deze vervolgens schroeven moet aanbrengen op onmogelijke plaatsen. De bevestiging van de compressiedriver voor de hoge frequenties moet net zoals bij de woofer zoveel mogelijk zelf richtend zijn. Wat zijn de specificaties van deze compressiedriver? De toegepaste compressiedriver heeft een totale diameter van 123 mm. Daarbij bevinden zich de bevestigingsgaten zich binnen een diameter van 76,2 mm. Dit zijn er twee en deze bevestigingsgaten zijn voorzien van M6 schroefdraad. Voor toekomstige modificaties gemakkelijker uitvoerbaar te maken zal er ook rekening gehouden moeten worden met andere compressiedrivers. De maten van de bevestigingsgaten zijn hierbij gestandaardiseerd in drie maten waarvan de bovenstaande bemating er een is. Daarnaast is er nog een standaardmaat waarbij zich er drie M6 bevestigingsgaten in een straal van 57,2 mm bevinden en een waarbij zich er vier M6 bevestigingsgaten in een straal van 101,6 mm van elkaar bevinden. Hierbij komt de laatste enkel voor bij grote compressiedrivers welke bedoeld zijn voor het weergeven van relatief lage frequenties. Omdat de luidspreker een drie weg ontwerp is, is het niet realistisch dat er ooit een compressiedriver met deze bevestigingsgaten geplaatst zal worden. De koppeling met de hoorn? De compressiedriver dient bevestigd te worden aan de hoorn. Omdat de hoorn elliptisch gesegmenteerd is en de compressiedriver volledig rond is, is een koppelstuk tussen de gesegmenteerde hoorn en de compressiedriver noodzakelijk. Voor de kwaliteit van het geluid is het van belang dat de overgang van de compressiedriver naar deze gesegmenteerde hoorn zo geleidelijk mogelijk verloopt. Daarnaast moet deze koppeling hetzelfde hoorn-verloop hebben als de gesegmenteerde hoorn zodat de hoorn zijn conische werking blijft behouden. Wat is de meest voor de hand liggende oplossing? Een van de meest voor de hand liggende oplossingen is vergelijkbaar met de oplossing waarvoor is gekozen bij de woofer. Het is een oplossing waarbij de compressiedriver op een bevestigingsplaat wordt gemonteerd waarna deze doormiddel van een sponning op de hoorn wordt bevestigd. Wanneer de hoorn vervolgens is voorzien van draadeind dan hoeft deze bevestigingsplaat met daarop de compressiedriver vooraf al bevestigd alleen maar binnen de behuizing met twee vleugelmoeren te worden vastgezet. Door de sponning sluit de compressiedriver luchtdicht af met de hoorn. Het nadeel van deze oplossing is dat hierbij een extra onderdeel noodzakelijk is en dat er draadeind moet worden aangebracht aan de hoorn. Dit draadeind kan worden aangebracht voordat de hoorn aan de behuizing wordt gemonteerd. Wel bestaat er het risico dat wanneer de monteur de compressiedriver wil bevestigen dat hij dan de compressiedriver beschadigd doordat deze mogelijk op een verkeerde manier in aanmerking kan komen met het draadeind. Dit nadeel kan mogelijk worden verholpen door de compressiedriver doormiddel van schroeven aan de hoorn te bevestigen. Hierbij dient de monteur wel 60 centimeter diep in de luidspreker een schroef te plaatsen wat mogelijk extra tijd kost. Een andere oplossing? Wat ook een mogelijke oplossing is dat is door de compressiedriver direct op de hoorn te schroeven. Hierbij bevinden de schroeven zich aan de kant van de hoorn. Omdat de hoorn in de breedte georiënteerd is, is het noodzakelijk dat de schroeven hierbij aan de bovenzijde en aan de onderzijde van de hoorn komen te zitten. Aan de onderzijde is dit geen probleem maar aan de bovenzijde geeft dit wel een lastig probleem. Bij deze oplossing zal de monteur namelijk met zijn arm over de hoorn heen moeten en zal deze daarboven een schroef in moeten draaien. Dit is praktisch onmogelijk. Een derde mogelijkheid? Een derde mogelijke oplossing zou kunnen zijn door de hoorn demontabel te maken. Hierbij kan de compressiedriver buiten de luidspreker direct aan de hoorn worden bevestigd en kan deze wanneer dit gedaan is als een geheel in de luidspreker worden geplaatst. Het nadeel hiervan is wel dat hiervoor veel ruimte binnen de luidspreker vrij moet zijn waardoor de mogelijkheid tot bracing beperkter wordt. Opsomming Net zoals bij de bevestiging van de woofer is ook bij de bevestiging van de compressiedriver voor de hoge frequenties het geluid het belangrijkste beoordelingspunt. Met alle genoemde oplossingen kan de compressiedriver luchtdicht aan de hoorn gekoppeld worden. Echter heeft de laatste oplossing mogelijk nadelige effecten voor de woofer omdat deze de bracing van de woofer mogelijk hindert. Om deze reden valt de derde oplossing direct af. Naast een goed geluid moet de compressiedriver ook gemakkelijk te monteren zijn. Bij de tweede oplossing kan dit voor problemen zorgen omdat de schroeven waaraan de compressiedriver bevestigd dient te worden zich aan de bovenzijde van de hoorn bevinden. De eerste oplossing is daarom de enige oplossing die overblijft. Deze oplossing heeft naast de bovenstaande voordelen ook als voordeel dat bij een eventuele modificatie enkel de bevestigingsplaat vervangen dient te worden wanneer de bevestigingsgaten van de vervangende compressiedriver zich op andere plaatsen bevinden. Conclusie
De eerste oplossing is de beste oplossing omdat deze een goede geluidskwaliteit niet hindert en deze ervoor zorgt dat de compressiedriver zo gemakkelijk mogelijk te monteren is.
Wat is praktisch? Net zoals de compressiedriver voor de hoge frequenties en de woofer dient ook de compressiedriver voor de midden frequenties demonteerbaar te zijn. Dit is nodig voor onderhoudswerkzaamheden zoals het vervangen van het diafragma. Het monteren en het demonteren van de compressiedriver moet zo makkelijk mogelijk zijn en dit met zo weinig mogelijk wijzigingen aan het uiterlijk van de luidspreker. Wat zijn de specificaties van deze compressiedriver? De toegepaste compressiedriver voor de midden frequenties heeft een totale diameter van 182 mm. Daarbij bevinden zich de bevestigingsgaten zich binnen een diameter van 101,6 mm. Dit zijn vier gaten welke voorzien zijn van M6 schroefdraad. De compressiedriver heeft een gewicht van 6 kilo en daarom zal er extra ondersteuning vanuit de behuizing nodig zijn zodat dit gewicht niet volledig op de hoorn rust. De koppeling met de hoorn? Net zoals bij de hoge frequenties dient ook deze compressiedriver op een vloeiende manier gekoppeld te worden met de hoorn. Dit moet gedaan worden doormiddel van een koppelstuk waaraan aan de ene zijde de hoorn bevestigd dient te worden en aan de andere zijde de compressiedriver.
De oplossing
Om deze reden zal er met een bevestigingsplaat gewerkt moeten worden. Op de afbeelding hiernaast kunt u een voorbeeld zien van een compressiedriver welke op een bevestigingsplaat is gemonteerd. |