NeoDrive prototype subwoofer



Koncept
Drvivá väčšina v súčasnosti používaných reproduktorov používa k vytvoreniu magnetického poľa feritové magnety. V nedávnej dobe sa ale celkom rozšírili aj reproduktory s neodýmovými magnetmi, ktoré ponúknu podstatne vyššiu energetickú hustotu, teda viac sily pri menšom objeme a hmotnosti. To sa dá využiť všade tam, kde je potrebné šetriť priestorom či hmotnosťou, no čo tak to využiť len tak pre zábavu?
Niektoré meniče využívajúce neodýmové magnety majú tieto umiestnené vnútri (, čo zároveň zabraňuje prenikaniu magnetickej sily von z motora, na takéto niečo sú ale potrebné pólové nástavce určené špeciálne na tento účel. Ďalšia možnosť je použiť neodýmový toroid, cena by ale bola ohromná a takisto by bol potrebný nejaký medzikus medzi predný pólový nástavec a samotný magnet. Takisto by bol problém ho vôbec zohnať. Jediná realizovateľná alternatíva teda zostala v podobe anizotropných blokov či diskov. Bloky sú používané napríklad u extrémnych modelov od Digital Designs a s vhodnými pólovými nástavcami umožňujú dosiahnuť brutálnu mechanickú výchylku. No a disky nájdeme použité napríklad u Beymy. Práve posledný variant som sa rozhodol okopírovať. Bežná hrúbka jedného feritu je 2cm a teda som sa začal pozerať, čo by bolo dostupné. Ako najlepšie (aj s ohľadom na cenu) mi vyšlo použiť dva spojené anizotropy s 1cm výškou, s týmto rozmerom boli dostupné disky o priemere 2cm.
Výsledok rozhodne veľmi neistý, nemal som žiadne tušenie ako sa budú neodýmové anizotropy usporiadané do kruhu správať, či bude možné ich takto poukladať a nakoniec - či bude takto poskladaný motor aspoň rovnako silný ako feritový. Nemohol by som ale pokojne spať kým by som to neskúsil.

Pólové nástavce som mal k dispozícii dlho - zo subwoofera, ktorý som použil ako pasív v tomto projekte. Sú masívne, no problém bol zohnať si nejaký zvyšný reproduktor s kompatibilnou 2" cievkou. To sa mi nepodarilo skôr ako sa mi podarilo za veľmi dobrú cenu zohnať dva 10" basáky Peiying z nejakého aktívneho subwoofera.
Tie mali nie veľké magnety s priemernými, no vetranými pólakmi. Ako základ teda síce žiaden zázrak, no postačujúce. Vďaka menšiemu priemeru sa aj zmiernila moja obava príliš veľkého odstupu magnetov kvôli ich malému počtu (väčší počet = viac peňazí). Objednal som teda 16 kusov a dal sa do tuningu samotného meniča.

Menič
Ide o 10" menič od nechválne známej značky Peiying. Lakovaná papierová membrána, penový záves, plechový kôš - taká lowend autohifi klasika. Zjavným problémom na prvý dotyk bolo pomerne tuhé zavesenie. To síce môže viesť k nižším objemovým nárokom, zároveň ale zabije citlivosť a zvýši Qts, čo je presne to čo ja nechcem. Ďalším problémom sa mi zdala pomerne tenká membrána. To nemusí vadiť pri menších nárokoch, no keď od basáka chcem nízke frekvencie a keď má tak tuhý vrchný záves, chcelo by to niečo pevnejšie.
Pôvodné parametre:

  • Fs = 45.36 Hz
  • Re = 3.30 ohms[dc]
  • Le = 1601.30 uH
  • Qt = 0.60
  • Qes = 0.66
  • Qms = 6.63
  • Mms = 50.84 grams
  • Rms = 2.186537 kg/s
  • Cms = 0.000242 m/N
  • Vas = 37.04 liters
  • Sd= 330.06 cm^2
  • Bl = 8.520489 Tm
  • ETA = 0.50 %
  • Lp(2.83V/1m) = 92.98 dB

Vadí mi veľa vecí - rezonančná frekvencia je vysoko, Qts je tak akurát do uzavrenky a Bl je pomerne nízke.

Tuning
Najprv som sa dal do tuningu zavesenia. Samozrejme veľa sa tam vymyslieť nedá, jediná možnosť je trochu ho zbrúsiť, čo samozrejme zníži jeho pevnosť, no to je daň ktorú som bol ochotný podstúpiť. Toto samozrejme zníži Qts aj rezonančnú frekvenciu. Tá sa ale dá znížiť aj pridaním hmotnosti na membránu a čo už je len vhodnejším zaťažením ako vystuženie. Tak som teda pridal vrstvu recyklovaného papiera. No a k výslednému produktu som ešte pridal dva feritové krúžky (áno, aj ten druhý mal význam) a spravil meranie. Výsledok:

  • Fs = 32.62 Hz
  • Re = 3.30 ohms[dc]
  • Qt = 0.49
  • Qes = 0.53
  • Qms = 6.19
  • Mms = 87.35 grams
  • Rms = 2.892728 kg/s
  • Cms = 0.000273 m/N
  • Vas = 41.71 liters
  • Sd = 330.06 cm^2
  • Bl = 10.550530 Tm
  • ETA = 0.26 %
  • Lp(2.83V/1m) = 90.14 dB

Vidno teda výrazné posunutie rezonančnej frekvencie smerom nadol, rovnako zníženie Qts na akceptovateľnú hodnotu (pre mňa aj požadovanú), mierne zvýšenie poddajnosti no a nakoniec zvýšenie Bl. Daňou za nižšiu rezonančnú frekvenciu je samozrejme o dosť nižšia citlivosť, chcieť ale 10" subwoofer ktorý zahrá hlboko a zároveň s 90dB/1W citlivosťou je ale trochu utopistické.
Stále ale ide klasický subwoofer s feritovým magnetom

Neodýmový pohon
Nakoniec prišiel na rad neodým. Poskladať motor bolo prekvapivo jednoduché, až tak jednoduché, že som mal obavy či to vôbec bude fungovať. Magnety sa síce snažili dostať sa do pozície kde som ich nechcel, no s použitím 5-minútového epoxidového lepidla to celkom šlo. Motor som poskladal, pripevnil ku košu, osadil membránu a ten zázrak som zmeral:

  • Fs = 33.53 Hz
  • Re = 3.30 ohms[dc]
  • Qt = 0.49
  • Qes = 0.53
  • Qms = 6.82
  • Mms = 92.62 grams
  • Rms = 2.860568 kg/s
  • Cms = 0.000243 m/N
  • Vas = 37.23 liters
  • Sd= 330.06 cm^2
  • Bl = 11.023943 Tm
  • ETA = 0.25 %
  • Lp(2.83V/1m) = 90.01 dB

Parametre sú teda podobné ako s feritovým motorom s dvoma pridanými feritovými toroidmi, no pri oveľa nižšej hmotnosti (teda menšie riziko poškodenia koša) a snáď aj lepšom vetraní cievky. Ešte by som doplnil Xmax, ktoré má hodnotu 12mm v jednom smere. Príkon žiaľ určiť neviem, pôvodne nebol uvedený. Vzhľadom na vetranie a priemer cievky by som pôvodne tipoval čosi medzi 100-150W, s vylepšeným vetraním by cievka mohla zvládnuť aj o čosi viac.

Záver
Je teda neodým lepší ako ferit? Určite hej. Je takýto motor lepší ako bol pôvodný? Určite hej. No a posledná otázka - vyplatí sa takáto úprava? Sotva. Magnety vyšli na necelých 50€, za čo sa dal kúpiť aj použiteľný basáčik v rovnakom rozmere, snáď aj lepší ako môj finálny produkt. Ja som si ale konečne overil to, nad čím som dlhú dobu rozmýšľal, a teda to, či by to vôbec fungovalo. Ak by sa mi ale podarilo zohnať lepší záves, bol by som schopný z toho reproduktora dostať viac. Takisto by mohli pomôcť solídnejšie pólové nástavce a hustejšie osadenie magnetov, teda ich vyšší počet. A možno by ten vyšší počet ani nebol potrebný, keby sa magnety osádzali len jednotlivo, nie v spojených dvojiciach - tu by ale bolo potrebné použiť nejaký medzikus ktorý by sa postaral o dostatočnú výšku motora.

Video z testovania:


Fotogaléria





PC

Zvuk

Ďalšie