Passive Radiator subwoofer (kódové meno Mirum)

...subwoofer s pasívom z odpáleného reproduktora...

Predstavte si situáciu: máte dva reproduktory, na jednom z nich zhorí cievka. Lacné previnutie je neúspešné (pretože ľudia čo navíjajú elektromotory majú iné zvyky ako tí čo opravujú reproduktory) a ďalšie by znamenalo investície vyššie ako je cena reproduktora. Čo s tým odpáleným reproduktorom?

Magnet sa dá využiť na vylepšenie funkčného reproduktora a zvyšok z odpáleného reproduktora je zas možné použiť ako pasívnu membránu - náhradu bassreflexového nátrubku. Výhodou pasívu namiesto bassreflexu je jeho linearita čo sa výkonu týka - v prípade bassreflexu dochádza pri vyšších výkonoch a väčšom prúdení vzduchu k stratám. Nátrubok teda nebude mať pri vyšších výkonoch taký zisk. Pasív tiež ponúka väčšie možnosti ladenia, nehrozí teda nič také ako v prípade veľmi nízkeho ladenia bassreflexu v malom objeme (nerealizovateľná dĺžka). Zavesenie ale musí mať dostatočnú tuhosť, poddajné zavesenie by prinášalo isté úskalia.

Pasív sa dá z reproduktora vyrobiť pomerne jednoducho. Musíme reproduktor rozobrať (vybrať kmitací systém) a oddeliť magnetický systém (to bude chcieť hrubú silu, keďže skrutky ktorými je magnet ku košu prichytený sú častokrát nevyskrutkovateľné, v mojom prípade to znamenalo najprv zničenie skrutiek pri pokuse odobrať ich klasickým spôsobom a následné odvrtanie pri alternatívnom spôsobe). Nasleduje spätné prilepenie zavesenia membrány a svojpomocná výroba systému uchytenia závažia.

Zatiaľ nemám zadefinované priestorové obmedzenia, objemový nástrel je teda 40l. Rozdielom oproti BR je tiež iný tvar charakteristiky a možnosť jednoduchého preladenia zmenou pridanej hmotnosti. Môžeme teda jednoducho dostať vyššie ladený subwoofer pre ľudí ktorí chcú čo najviac akustického tlaku:

Kmitajúca hmotnosť je približne 150g, čo by zodpovedalo Mms bez závažia (ale s pridaným uchycovaním.
Alebo s pridaním závažia získame subwoofer s lepšou odozvou na nízkych frekvenciách:

Konkrétne to je dosiahnuté 200g závažím (celková kmitajúca hmotnosť teda 350g). V oboch prípadoch uvažujem vo výslednej charakteristike zisk v oblasti 40-60Hz vplyvom interiéru.
A keď sa do reproduktora pustí namiesto 1W v predošlých simuláciách 300x viac, dostaneme niečo takéto:

Žiaden pokles v oblasti ladenia bassreflexu. Na rozdiel od neho totiž na oblasti ladenia funguje pasív v plnom rozsahu (ak mu to dovolí výchylka, čo by v tomto prípade nemal byť problém) a pod oblasťou ladenia sa zas nespráva ako keby tam namiesto neho bola len diera.

20.7.2011
Záverečná voľba ozvučnice padla na čo najkompaktnejší dizajn, ktorý by zabral v kufri auta minimum miesta. Pôjde teda o ozvučnicu s malým vnútorným objemom. Reproduktor s pasívom teda nebudú v jednej rovine, môj koncept je takýto:

Vnútorný objem je približne 35l, s 350g pasívnou membránou by charakteristika pri príkone 1W vyzerala takto:

a pri 400W takto:

Charakteristika sa samozrejme dá pomerne jednoducho zmeniť (posunúť vyššie) odobratím závažia.

1.8.2011
Ozvučnica má tvar kvádra, no so skosenou prednou a zadnou stenou, obidve pod 15° uhlom. Reproduktor smeruje von z kufra (dozadu), pasív je otočený membránou do kufra (vpravo). Okolo pasívu je rámik, ktorý vyrovnáva vytvorený prechod z dosky ozvučnice na samotný pasív. Rovná membrána pasívu by mala byť v rovine s doskou. Myslím si, že zapustenie pasívu do ozvučnice by nevyzeralo tak dobre.

Membránu pasívu som vyrobil z niekoľkých vrstiev papiera a následne natrel niekoľkými vrstvami čiernej farby, pre lepší efekt s nerovným povrchom. Snáď zapadne do celkového čierneho dizajnu ozvučnice (povrchová úprava bude potiahnutie čiernym kobercom).

Ako reproduktor, tak pasív, sú prichytené ôsmymi skrutkami M5. Doma som mal len nezafarbené skrutky s krížovou hlavou, radšej by som ale použil čierne imbusové skrutky, ktoré by farebne, aj vzhľadom zapadli (tieto sú veľmi vnorené do hlbokých otvorov).

Momentálne pracujem na zaobľovaní horizontálne orientovaných prechodov (takže tmelenie a brúsenie). Vertikálne prechody zaoblené nebudú, bolo by dosť ťažké to potom vzhľadne okobercovať.)

2.8.2011
Subwoofer je konečne okobercovaný a aj zmeraný. Bez závažia na pasíve som dostal takýto priebeh charakteristiky:

Po pridaní závažia sa zmenil takto:


Z tohto teda vidno, že ladenie ozvučnice s nezaťaženým pasívom je približne 43Hz. Samotný pasív má teda v tomto prípade rezonančný frekvenciu približne 27Hz, jeho predpokladaná kmitajúca hmotnosť je 184g.
Po pridaní závažia ladenie klesne na 33,9Hz; rezonančná frekvencia pasívu na 21,4Hz a jeho kmitajúca hmotnosť je približne 300g.
Prvé ladenie je teda vhodné na pásmo nad 50Hz, s druhým sa dá získať pár decibelov na nízkych frekvenciách (cca. 1dB na 40Hz, no až 10dB na 30Hz)

Keďže pasív funguje podobne ako bass-reflex, jeho výchylka nie je vždy závislá od výchylky reproduktora (simulované pri 400W, so závažím):

Rozdiel nastáva hlavne v oblasti ladenia ozvučnice, kedy sa výchylka meniča dostáva na lokálne minimum. Najväčšiu výchylku dosahuje s týmto ladením pasív pri frekvencii približne 26Hz.

Ak by sme si chceli spraviť rovnako ladenú bassreflexnú ozvučnicu v rovnakom objeme, pri priemere 10cm by vyšiel nátrubok dlhý 49cm, čiže sám o sebe by mal objem približne 4 litre, o toľko väčšia by teda musela byť ozvučnica. A navyše problémy s rýchlosťou prúdenia vzduchu v takto poddimenzovanom nátrubku, výkonovou nelinearitou...

Pri skúške subwoofera som ale objavil problém s pazvukmi idúcimi od pasívu. Po chvíľke bádania som zistil, že prefukuje vzduch popod zavesenie, zrejme kvôli nekvalitnému prilepeniu v oblasti skrutiek (kde je plocha na lepenie menšia). Tak som svoju chybu napravil, tieto pazvuky ustali, no stále zostal jeden ďalší. Niekoľkokrát som prerobil a vylepšil pripevňovanie závažia, čo nepomohlo. Všimol som si ale že dochádza k pukaniu keď sa membrána vychyľuje z rovnovážnej polohy. Tentokrát to bolo vinou nedostatočne prilepeného stredenia v jednej malej časti, tak som aj toto odznova prelepil.



Fotogaléria




PC

Zvuk

Ďalšie