KAIUTTIMET OPINNÄYTETYÖ 2011

Transkriptio

1 OPINNÄYTETYÖ 2011 KAIUTTIMET VANTAAN AMMATTIOPISTO VARIA Ojahaantien toimipiste Niklas Aschan Elektroniikka-asentajan perustutkinto, tietokonetekniikka ICT-asentaja Päiväys

2 TIIVISTELMÄ Opetusala Koulutusammatti Elektroniikka-asentajan perustutkinto ICT-asentaja Tekijä Niklas Aschan Työn nimi Kaiuttimet Opintokokonaisuus Opinnäytetyö Esittämispäivämäärä Sivumäärä Opinnäytetyönä rakensin kaiuttimet mahdollisimman laadukkaista osista. Pääkaiuttimiin valitsin Seaksen elementit ja subwooferiksi Peerless, kaiuttimille tulee mfd-kotelot. Myös jokaiselle elementille tulee oma jakosuodin, joka mitoitetaan oikein. Kotelot pakkeloidaan ja hiotaan, jonka jälkeen maalataan mustalla. Kaiuttimien kasauksessa ei ollut mitään ongelmia lähinä osien odotteluun meni suurin aika. Saatuani kaiuttimet valmiiksi sijoitan ne tietokoneen viereen toimimaan tietokoneen kaiuttimina. Avainsanat: Asennus, Osat ja Kaiuttimet.

3 SISÄLLYSLUETTELO 2. PROJEKTYÖN SUUNNITTELU Määrärahat Tietoa hankittavista kaiuttimista ja niiden osista Osien valinta Yleistä tietoa diskantista Yleistä tietoa midbassosta Yleistä tietoa subwooferista Subwoofer valintani (Peerless XXLS-12 Aluminium) Yleistä tietoa MDF-kotelosta Etukaiuttimien levyn valinta Bassokotelon levyn valinta Yleistä tietoa refleksiputkesta Refleksiputken valinta(streamline 45) Yleistä tietoa terminaalista Terminaalin valinta (Intertechnik T 105 kullattu) Yleistä tietoa passiivisesta jakosuotimesta Jakosuotimen osien valinta Yleistä tietoa kaiutinkaapeleista Kaiutinkaapelin valintani (Puna-musta 2 x 0.75mm ) Kaiuttimien kasaus Kaiutinkoteloiden kasaus Jakosuotimen asennus Refleksiputken asennus Kaiuttimien asennus koteloihin Kaiuttimien viimeistely PÄÄTÄNTÄ Lähteet... 29

4 1 1. JOHDANTO Tässä opinnäytetyössä hankin ja kasaan kaiuttimet. Rakennan Seas kaiutinelementeistä koostuvat kaiuttimet, elementit sijoitettaan puukoteloon jotka ovat tehty mdf-levystä.

5 2 2. PROJEKTYÖN SUUNNITTELU 2.1 Määrärahat Tässä työssä budjettia ei ole. 2.2 Tietoa hankittavista kaiuttimista ja niiden osista Hankin laadukkaat kaiutinelementit ja oikein mitoitetut kotelot mdf-levystä sekä jakosuotimet. 3. Osien valinta 3.1 Yleistä tietoa diskantista Diskantti Diskantti on pääkaiuttimien elementti joka toistaa korkeat äänet.. Kuva 1 Diskantti (

6 Diskantin valinta (Seas 27TDFC) Valitsin diskantiksi Seas 28TDFC, koska se oli äänentoistoltaan hyvä vaihtoehto. Seas 27TDFC voitti vertailussa toistoalueella olevat muut diskantit. Teknisiä tietoja: Impedanssi 6ohm Taajuuvaste Hz Lyhytaikainen tehonkesto 220W Pitkäaikainen tehonkesto 90W Herkkyys 90db Kuva 2 Seas 27TDFC (

7 4 3.2 Yleistä tietoa midbassosta Midbasso on kaiutinelementti joka toistaa matalia taajuuksia mutta ei niin matalia kuin subwoofer. Midbasso sijoitetaan yleensä diskantin lähelle, autoissa yleisin paikka on ovet ja kotikaiuttimissa niin että midbasso ja diskantti ovat päällekkäin samassa kotelossa. Kuva 3 Midbasso ( Midbasson valinta (Seas CA18RNX) Valitsin midbassoksi Seas CA18RNX, koska se yhteensopiva diskanttini kanssa ja toistaa haluttujani taajuuksia. Äänentoistoltaan Seas CA18RNX on parhaimmasta päästä. Teknisiä tietoja: Impedanssi 8 Ohms Taajuusvaste Hz Lyhytaikainen tehonkesto 250W Pitkäaikainen tehonkesto 80W Herkkyys 88.5Db

8 5 Kuva 4 Seas CA18RNX ( Yleistä tietoa subwooferista Subwoofer on kaiutin, joka on suunniteltu toistamaan erityisesti matalia eli alle 150 hertsin taajuuksia. Bassokaiuttimien kotelot valmistetaan tavallisimmin puusta, MDF-levystä tai lastulevystä. Pienikokoisissa subwoofereissa kotelo on usein muovia. Harvinaisempia kotelomateriaaleja ovat vuolukivi, lasikuitu, betoni ja metallit. Yleisimmät kotelointiperiaatteet ovat suljetut, refleksi-, kaistanpäästö- ja Dipoli-toteutukset. Kotelon pitää olla tukeva, varsinkin refleksikotelossa kotelon sisäiset paineenvaihtelut voivat olla suuria. Myös haitalliset resonanssit, joita syntyy kotelon värähdellessä ominaistaajuudellaan, edellyttävät tukevaa rakennetta. Kotelon sisäiset seisovat aallot vaikuttavat myös toistoon ja näkyvät yleensä impedanssivasteessa. Kotelon tukevuutta voidaan parantaa kasvattamalla seinämämateriaalin paksuutta ja jäykkyyttä tai lisäämällä kotelon sisälle tukirimoja tai -levyjä. Kaiutin voidaan myös rakentaa kahdesta sisäkkäisestä kotelosta, joiden väli täytetään esimerkiksi hiekalla. Vuorivillaa käytetään kotelon vaimentajana ja helpottamaan refleksikoteloiden hienoviritystä.

9 6 Kuva 5 Subwoofer. ( Subwoofer valintani (Peerless XXLS-12 Aluminium) Valitsin subwooferiksi Peerless XXLS-12 Aluminium, koska tämän elementin bassontoisto refleksikotelossa ulottuu ilman jakosuodinta 20 hertsiin. Valintani perustui myös hyviin arvosteluihin sekä asiantuntijan hyvään arvosteluun. Kuva 6 Peerless XXLS-12 Aluminium. ( Tekniset tiedot: Impedanssi 4 Ohms Taajuusvaste 19.1 Hz Tehonkesto 300W

10 7 3.4 Yleistä tietoa MDF-kotelosta MDF-levy on puolikova kuitulevy, joka valmistetaan kuivausmenetelmällä kuumapuristamalla se havupuukuidusta (noin 92 % tuotteesta) ja sideaineista (noin 8 % tuotteesta). Sideaineena käytetään esimerkiksi formaldehydihartseja, jotka voivat aiheuttaa terveyshaittoja erityisesti MDF-levyjen kanssa työskentelevien parissa. Kuva 7 MDF-Levy. ( MDF_Sample.jpg) Etukaiuttimien levyn valinta Valitsin 15mm valmiiksi mitoitetut kotelot, Seas Mimir kotelosarjan. Kuva 8. Seas Mimir kotelosarja. (

11 8 Tekniset Tiedot 15 mm MDF-levy Mitoitettu Seas-elementtien kanssa yhteensopivaksi 45 mm refleksiputkelle suunniteltu reikä ja paikka Terminaalille reikä Bassokotelon levyn valinta Valitsin kotelon levyn paksuudeksi 25mm jotta kotelo kestäisi. Kotelo mitoitetaan 100 litraiseksi. Kuva 9. 25mm MDF-Levy. ( Tekniset Tiedot 25 mm MDF-levy Mitoitettu oikean kokoiseksi Terminaalille reikä

12 9 3.5 Yleistä tietoa refleksiputkesta Refleksiputki on muovista tehty putki, jonka paksuus ja pituus määräytyvät elementin tiedoista. Refleksiputken mitoitus tapahtuu tietyllä kaavalla, jolloin saadaan oikean kokoinen putki. Refleksikoteloissa toisto ulottuukin vapaassa kentässä suorana alemmas kuin vastaavassa suljetussa kotelossa. Kuva 10. Refleksiputki. ( Refleksiputken valinta(streamline 45) Valintaan en voinnut vaikuttaa koska käytin Seas Mimir kotelosarjaa, jossa refleksiputken reikä oli tehty Streamline 45 mukaan. Tekniset tiedot: 45 mm pitkä

13 Yleistä tietoa terminaalista Terminaali on kaiuttimiin taakse tuleva osa johon saan kytkettyä kaapelit. Kuva 11 Terminaali. ( Terminaalin valinta (Intertechnik T 105 kullattu) Valintaan en voinnut vaikuttaa koska nämä ovat suunniteltu Seas Mimir kotelosarjaan. Kuva 12 Intertechnik T 105 kullatuilla liittimillä. (

14 11 Tekniset tiedot: Kullatut liittimet 3.7 Yleistä tietoa passiivisesta jakosuotimesta Jakosuodin on laite, joka pilkkoo taajuusalueita kullekin kaiutinyhdistelmän elementille sopivaksi ja vaimentaa tarvittaessa keski- ja ylä-ääniä. Se koostuu tavallisesti keloista, kondensaattoreista ja vastuksista. Tämä suodin on nimeltään passiivinen jakosuodin. Kuva 13. Passiivinen jakosuodin. ( Jakosuotimen osien valinta Jakosuodin päätettiin toteuttaa itse, jakosuotimeen tulee kela ja kondensaattori. Kelan suuruudeksi mitattiin 0.8 mh ja 1 mh, langan paksuudeksi tuli 1 mm. Kondensaattorin suuruudeksi mitattiin 13.7 uf ja 7.08 uf.

15 12 Kuva 11 Jakosuotimet Tekniset tiedot: 1mm langalla olevat ilmasydänkelat 3.8 Yleistä tietoa kaiutinkaapeleista Kaiutinkaapeleita on erivärisiä, esim. puna-musta, harmaa, läpinäkyviä ja läpinäkyviä joihin on merkattu musta ja punainen. Kuva 12 Kaiutinkaapeli. (

16 Kaiutinkaapelin valintani (Puna-musta 2 x 0.75mm ) Valitsin Puna-musta 2 x 0,75mm kaiutinkaapelin, koska kaapelissa on merkattu punainen eli + ja miinus -, ja paksuus 0,75 mm. Kaapeli sopii myös hyvin terminaaleihin mitä käytän. Kuva 13 Puna-Musta 2 x 0.75mm. ( Tekniset Tiedot: Paksuus 0,75mm Musta ja punainen merkattu.

17 Kaiuttimien kasaus Ensimmäisenä kannattaa ottaa kaikki tavarat pois laatikosta ja laittaa ne järjestykseen johonkin hyvään paikkaan. Kaiutinkotelot kannattaa laittaa pöydälle ja erottaa vasemman ja oikean sivun puolet jotta kasaus olisi helmpompaa. Tarvittavat työkalut on hyvä ottaa esille. Kuva 14. Tarvittavat tavarat Kuva 15 Etukaiuttimien kotelot

18 15 Kuva 16.Kaiutinelementit Kaiutinkoteloiden kasaus Ensimmäisenä otetaan kaikki levyt ja erotellaan oikean ja vasemman puolet sivut. Koteloiden mukana tuli puutapit joilla sivut kiinnitettään yhteen. Nyt koteloiden kasaamiseen, eroteltua sivut ja otettuani puutapit esille on hyvä aika kaivaa esiin tarvittavat työkalut,vasara,liima ja puristimet. Ensimmäisenä otetaan yhden kotelon levyt eli pohja,oikea ja vasen sivu,etu ja takalevy. Laitoin etulevyn maahan makaamaan sen jälkeen puristin liimaa reikiin ja työnsipuutapit sisälle, laitettuani tapit otin sivulevyn ja puristin liimaa sivulevyn reikiin ja ja laitoin sivun kiinni etulevyyn lyöden pari kertaa vasaralla reunaan. Tämä prosessi toistettiin jokaisen levyn kohdalla. Kun kaikki levyt oli liimattu laitoin puristimet jotta pieninmätkin rakoset menisivät umpeen. Yön yli kuivuttua koteloiden saumoista hiottiin ylimääräinen liima joka oli pursunnut puristuksen yhteydessä. Hionnan jälkeen pakkeloin saumat siistimmiksi jonka jälkeen oli hiomisen vuoro taas, ensin hiottiin karkealla paperilla (100) ja sitten hionommalla (240). Hiomisen jälkeen kotelot olivat valmiita pohjamaalaukseen, pohjamaalia ruiskutettiin 3 kerrosta. Tämän jälkeen oli maalauksen vuoro,väriksi valikoin tällä kertaa kirkkaan mustan, huono väri siitä että pöly ja lika näkyy mutta sopii hyvin muitten värien kanssa. Musta maali ei vaadi niin monta kerrosta, maalasin 4 kerrosta jonka jälkeen päälle tuli kirkas lakka.

19 16 Kuva 17 Kaiutinkotelot eroteltuna Kuva 18 Puutapit Kuva 19 Etulevyyn liimattu puutapit

20 17 Kuva 20 Pohja liimattu etulevyyn Kuva 21 Kotelo puristuksessa Kuva 22 Kotelot kasattuna

21 18 Kuva 23.Kotelon sivu pakkeloitu Kuva 24 Kotelon hionta kesken Kuva 25 Kotelot pohjamaalissa

22 Kuva 26 Kotelot valmiina

23 Jakosuotimen asennus Kaiuttimiin tulee sisälle jakosuotimet joiden tarkoituksena on suodattaa sen läpi menevä signaali. Jakosuotimiin tulee ilmasydänkela ja kondensaattori. Jakosuotimet tein itse koska halusin omaan käyttöön parhaimmat. Tilasin kelat Hifitalosta ja kondensaattorit Elfalta, muutama kondensaattori tuli omasta varastosta. Kelan arvon sain laskettua L=225*Z/f ja kondensaattorin arvon C=112500/Z*f. Asennuksen ensimmäisessä vaiheessa otin tarvittavat komponentit pöydälle ja työkalut. Seuraavaksi sommittelin kelan ja kondensaattorin levylle jotta tiedän kuinka ison levyn sahaan, sahattuani oikean kokoisen levyn porasin komponentijen jaloille reijät ja tuleville johdoille. Kolvaus vaiheessa aloitin terminaalista tulevilla johdoilla joiden värit ovat, miinus johto musta ja positiivinen sininen, ja kaiuttimille menevät johdot ovat samanlaiset paitsi positiivinen johto on punainen. Toisen johdon kelaan ja toisen kondensaattorin, sen jälkeen yhdistin kelan ja kondensaattorin jalan yhteen johon lisäsin kaiuttimile menevä positiivisen johdon. Näin tein jakosuotimet. Asennuksessa koteloon suunnittelin parhaimmat paikat jotta johdot oisi helppo vetää, elin diskantin jakosuodin diskantin viereen ja midbassojen jakosuodin lähelle midbassoa. Midbassojen jakosuotimista piti sahata kulmat pois että sopivat paremmin koteloon. Oikean kohdan löydyttyä porasin jakosuotimet yhdellä ruuvilla kinni jotta ei kolisi musiikkia kuunellessaan. Kuva 27 Ilmasydänkelat 0,82 mh ja 1 mh

24 21 Kuva 28 Kondensaattorit Kuva 29 Kelalle ja kondensaattorille porattu reijät Kuva 30 Sama kuva mutta oikeinpäin

25 22 Kuva 31 Jakosuotimet valmiina Kuva 32 Terminaali esitinattu Kuva 33 Johdot esitinattu

26 23 Kuva 34 Johdot kolvattu kiinni terminaaliin Kuva 35 Jaksuotimet kiinni kotelossa

27 Refleksiputken asennus Refleksiputken asennus on aika nopea prosessi koska minun ei tarvitse laskea sen oikeaa kokoa koska se on suunniteltu valmiiksi kaiutinkoteloihin mitä käytän. Laitain refleksiputken kiinni liimalla koska se on nopeaa ja helppoa. Asennus aloitettiin niin että otettiin ensimmäiseksi liima ja levitettiin sitä refelksiputkeen jonka jälkeen putki laitettiin paikalleen ja painettiin sen aikaan liima on kuivunnut. Kuva 36 Refleksiputken juuren laitettu liimaa Kuva 37 Refleksiputki kiinni

28 Kaiuttimien asennus koteloihin Kaiuttimien asennus tapahtuu luonnollisesti vikana, ensimmäinen vaihe oli kaiuttimien esitinaus mihin kolvataan jakosuotimelta tulevat johdot. Esitinattua kaiuttimet esitinasin jakosuotimelta tulevat johdot helpottaekseen kolvausta yhteen. Kaiuttimissa oli merkintä mihin menee positiivinen ja negatiivinen. Kolvaus oli helppoa jakosuotimen positiivinen johto kaiuttimen positiiviseen ja negatiivisella sama juttu. Sen jälkeen ruuvit kiinni ja kaiuttimet ovat valmiit. Kuva 38 Kaiutin esitinattu Kuva 39 Jakosuotimen johto esitinattu

29 Kuva 40 Johdot kolvattu kaiuttimeen

30 Kaiuttimien viimeistely Viimeiseksi pistetään kaiuttimien ja terminaalien ruuvit kinni, jonka jälkeen pölyt pois päältä ja nauttimaan musiikista. Kuva 41 Kaiuttimet valmiina

31 28 5 PÄÄTÄNTÄ Kaiuttimet valmistuivat ilman ongelmia. Osien odottelun takia työ viivästyi hiukan jonka takia en ole saannut vieläkään subwooferin koteloa valmiiksi, joten pääkaiuttimien kanssa mennään hetki eteenpäin

32 29 6. Lähteet MDF_Sample.jpg