[2-drożne] Projekt Elgineer - dwudrożny, aktywny zestaw głośnikowy

[El_liero]

Projekt jest pracą inżynierską, którą sam zaproponowałem swemu promotorowi. Wszystko sam obliczyłem, zaprojektowałem, wykonałem, zmierzyłem a na końcu poprawiłem co się dało. Jego realizacja jest drobną dumą, odzwierciedlającą wiedzę z elektroniki i akustyki czyli moje hobby oraz studia 1-stopnia.

Z założenia miały to być małe monitory ale się powiększyły hehe. Ze względu na oddzielną komorę z elektroniką.

Przetworniki elektroakustyczne:
Dayton RS125s-8 http://zap-audio.pl/parametry/295-360s.pdf
Seas 27TBFC/G http://www.seas.no/images/stories/pr..._datasheet.pdf

Ogólny schemat budowy aktywnego zestawu głośnikowego:

Seas jest w przeciw fazie względem Daytona

Projektowanie:
Buda:
Obliczona na podstawie parametrów TS od producenta i zasymulowana:
Ql=7 > 11L BR@59Hz
Ql=3 > 21.5L BR@61.5Hz

Ql=7 > 5L BR@82Hz
Ql=3 > 6.5L BR@82Hz

Skleciłem dwie z nich, 11L oraz 5L:

Pomiary ich:


Po odsłuchach u znajomego stwierdziliśmy, że lepiej gra obudowa ze strojeniem Chebycheva. Ma szersze dolne pasmo.
Teraz przyszedł czas na budowanie docelowej odgrody dla przetworników. Obudowa MDF 18mm, przedni front lite drewno sosna jak i tylni panel również. Wytłumiona wełną owczą po bokach oraz na tylniej ściance.













Symulacja efektu BaffleStep dla frontu obudowy:



Elektronika:
Nie udostępniam publicznie całego schematu zasilacza oraz końcówki mocy, ponieważ nie są to stałe elementy. Można wykorzystać innego scalaka, prostszy zasilacz itp. Drugi powód, że jest to konstrukcja z prawami autorskimi i to tak do końca nie moimi. Na priva służę pomocą. Niezbędny element zwrotnica poniżej. Wszystkie elementy/moduły należy podwoić jak chce się mieć stereo.
Rezystory o tolerancji 1% oraz kondensatory 5% (prócz tych w zasilaczu :))
Transformator toroidalny - 120VA

Sieciowy filtr przeciwprzepięciowy, zaraz za uzwojeniem wtórnym trafa.

Zasilacz dwustopniowy:



2x6800uF na gałąź zasilania (4x6800uF łącznie), stabilizacja na LM337 i 317.
Pliki:
https://hotfile.com/dl/155973429/41d...ilacz.exe.html

Końcówka mocy:



układ scalony stereo LM4780 Texas Instruments, wzmocnienie w sprzężeniu x18.
pliki:
https://hotfile.com/dl/155973478/ab5..._mocy.exe.html

Akwtywna zwrotnica:



WO NE5532, filtry Sallen-Key'a, poszczególne stopnie opisane. Możliwość regulacji kompensacji efektu BaffleStep oraz wzmocnienia sygnału dla Seasa.
Jak można zauważyć jest to połączenie filtru dolnoprzepustowego o nachyleniu 24dB/oktavę oraz górnoprzepustowego 12dB/oktavę. DP jest 4-rzędu aby faza akustyczna była względnie bliska przebiegu fazy akustycznej Seas'a. Były podejmowane próby łączenia filtrów 24dB/24dB, lecz nie powiodły się. Nie znaczy to, że się nie da. Były próby dodawania modułu Delay opóźniający fazę elektryczną sygnału. Moim zdaniem działa on prawidłowo, lecz nie dawała mi spokoju transmitancja tego układu dla pobudzenia prostokątem. Odnosiłem wrażenie braku wysokich tonów podczas odsłuchów. Zestroić aktywnie przetworniki elektroakustyczne jest o tyle ciężej, że po dodaniu nowych elementów aktywnych zmieniamy fazę elektryczną w całym interesującym nas paśmie akustycznym lub tylko na danym przedziale częstotliwościowym (np: moduł Delay). Zmusza to do ponownego szukania częstotliwości podziału. Ogólnie filtry aktywne szybciej zmieniają fazę elektryczną za częstotliwościami granicznym niżeli filtry pasywne oparte o elementy RLC, co powoduje zawężenie pasma doboru/strojenia/zmieniania f. granicznych filtrów aktywnych aby dalej pozostać w fazie z drugim przetwornikiem. Dlatego mam taką górkę 2dB w punkcie łączenia ch-tyk, nie mogłem rozsunąć/zmienić fg. filtrów ponieważ nie były w fazie (różnica 50-80stopni).
BS skompensowany o 6dB.
Seas stłumiony o 5dB (mogę podać rezystancję potencjometru aby ustawić poprawnie bez ściągania ch-ki, albo można obliczyć wedle własnych potrzeb)
Seas jest w przeciwfazie
Pliki:
https://hotfile.com/dl/155973423/616...tnica.exe.html
Odsłuch
Odsłuch jest prowadzony w pokoju z dużym czasem pogłosu. Nie ma mebli, nie ma dywanu, gołe ściany i tyle, co psuje mi warunki odsłuchowe. Ale mogę stwierdzić jedną rzecz, bas jest dość szybki, zejście też daje radę, wysokie szczegółowe, nie kują w uszy. Średnica – na początku była wysunięta do przodu i przy wysterowanym zestawie darła papę, co było nieprzyjemne dla ucha. Po pewnym czasie przestroiłem trochę zwrotnicę a mianowicie skompensowałem efekt BS maksymalnie (-6dB pasmo >500Hz). Spowodowało to wyrównanie charakterystyki i sprowadzenie jej do prawie liniowej. Teraz średnicy nie mam nic do zarzucenia nawet przy maksymalnej głośności (prędzej bass się zniekształca, turbulencje w BR itp, niż darcie papy na średnicy). Elektronika nie sprawia problemów, typu szum na wysokotonowym, brum na niskośredniotonowym. Przyłożone ucho do przetworników i cisza.

Koszty:
RS125S-8 x2 - 255zł
Seas 27TBFC/G x2 - 327zł
płyta MDF - 130zł
LM4780 - 65zł
sklep audio - wtyki, kable, gniazda - 140zł
TME elementy elektroniczne – 230zł
toroidy - 160zł
polink (śruby, rury BR, nóżki, kabel OFC) - 186zł
gwintownik, kleje, wkręty - 50zł
fornir - 30zł
decha + usługa wyheblowania - 50zł
Razem – 1623zł

Zmierzone charakterystyki pasma przenoszenia w komorze bezechowej.
Widać ładnie charakter filtrów Sallen-Keya :) (pasmo za częstotliwością graniczną)

Na początku efekt BS nie był skompensowany na maksimum, potem odkręciłem potencjometr na maksa

I ostatecznie mają takie pasmo:


Zdjęcia



Dodatek
Błędy:
Nie wystarczy mierzyć, trzeba wiedzieć co się zmierzyło i z jaką dokładnością/błędem. Następnie wyciągnąć wnioski i wprowadzać zmiany. Ja już wyciągnąłem wnioski i o to co bym polecał ulepszyć na drodze do perfekcji :) :
-Zbadać wygrzany głośnik pod względem parametrów TS i obliczyć obudowę, zamiast podanych przez producenta.
-w zasilaczu nie zostawiać "dead copper'ów".
-cofnąć seasa we froncie, co pomoże nam by poprawniej zestroić zwrotnicę. Np. przy f podziału 3kHz, fala ma długość 11cm, a cofnięcie o 2cm da nam zmianę fazy o 65stopni a to sporo aby się pobawić z nowym strojeniem filtru. (ja już nie wyfrezuje bardziej frontu…)
-prawdopodobnie PCB końcówki mocy jest liche

Nie jestem pewny, ale czy to pierwsza ukazana aktywna konstrukcja tutaj? :) Wiem, że była robiona przez mbar ale jej nie pokazał po ukończeniu.

Podziękowania dla wszystkich, którzy pomagali mi!

[KonradRak]

Gratuluję Panie Inżynierze!

[tomq88]

Gratuluje konstrukcji i solidnego opisu.

Nie jestem pewny, ale czy to pierwsza ukazana aktywna konstrukcja tutaj? Wiem, że była robiona przez mbar ale jej nie pokazał po ukończeniu.

Chyba jesteś pierwszy, a mbar mam nadzieje, że też coś kiedyś pokażę :)


Nie można bezpośrednio porównać kosztów tych kolumnn z innymi, bo uwzględniona jest cena elektroniki i dlatego wydaje się, że wyszło dość drogo.


Przetworniki zbliżone maksymalnie do siebie - to się chwali

[mbar]

pierwsza ukazana aktywna konstrukcja tutaj? Wiem, że była robiona przez mbar ale jej nie pokazał po ukończeniu

Do dziś się nie zebrałem, żeby opisać moją w jednym "artykule" :) 2 dzieci skutecznie odbiera wolny czas. Ale druga aktywna konstrukcja już jest prawie gotowa i ją zamieszczę

Problem też jest taki, że do obydwu moich konstrukcji niskośredniaki nie są już dostępne (GDN 14 SK i GDN 13/50/9).

[dj_zibi]

Problem też jest taki, że do obydwu moich konstrukcji niskośredniaki nie są już dostępne (GDN 14 SK i GDN 13/50/9).

Ja mam jednego nowego 14SK.

El_liero projekt można powiedzieć doskonały od czesci elektronicznej. natomiast od czesci wizualnej, brzydki i bez proporcji. Fajnie na tym przykładzie widac ze może byc cos idealnego "brzmieniowo" ale większość ludzi nie chciałaby tego u siebie w domu ze względu na pewnego rodzaju brzydotę...

[raven1985]

rodzaju brzydotę...

Mi też się proporcje nie podobają ale kto co lubi :)

[mbar]

Ja mam jednego nowego 14SK.

Z chęcią odkupię, jeden z moich czterech jest lekko "niewycentrowany" i czasem cewka delikatnie obciera. A wysyłka do STX na naprawę kosztuje tyle, co nowy...

[El_liero]

bo uwzględniona jest cena elektroniki i dlatego wydaje się, że wyszło dość drogo.

no elektronika na zestaw stereo to około 600zł (ale można zejść niżej, bo ja stosowałem sensownej jakości elementy)

Przetworniki zbliżone maksymalnie do siebie - to się chwali

tak, a idealne źródło dźwięku jest jakie? Punktowe. Dlatego chciałem dwa punkty (dwa przetworniki) zbliżyć do siebie (do jednego punktu)

natomiast od czesci wizualnej, brzydki i bez proporcji.

eee tam. Mogę ci podać aktualne wymiary i zaproponowałbyś swoją propozycję na wymiary. A wtedy ja bym ci powiedział, że jest problem np: z miejscem na trafo i całą elektronikę. Zobacz, że tylni panel/decha jest całą wykorzystana. A ty pewnie chciałbyś ją jeszcze zmniejszyć i wydłużyć budy :)
Sam powiem, że nie wyglądają one zajebiście ładnie, ale i nie są zajebiście brzydkie. Podczas projektowania trzeba wiele zmiennych ze sobą "porównywać/dobierać". Nie zawsze, można skupić się na jednym parametrze i zrobić go po swojemu, albo po prostu dobrze. Trzeba wszystko zrobić dobrze (albo po swojemu hehe) :). A jak trzeba brać pod uwagę wiele zmiennych to tutaj wchodzi w grę taki dział nauki jak optymalizacja i zdrowy rozsądek :) I teraz wracając do kwestii wizualnej to ja tak zoptymalizowałem wymiary budy, żeby nie były:
ani za wysokie
ani za szerokie
ani za głębokie
i mieściła się elektronika.
I to są jedne ze zmiennych o których pisałem wyżej do zoptymalizowania :)
Ale i tak tutaj jedno zadnie załatwi wszystko.
O gustach się nie dyskutuje. :thumbup:

Dzięki chłopaki za graty.

[tomq88]

Sam powiem, że nie wyglądają one zajebiście ładnie, ale i nie są zajebiście brzydkie

O to świetne podsumowanie.


Nie wspominałeś chyba o żadnych zabezpieczeniach, czy coś przeoczyłem? Nie dawałeś też kondensatora ochronnego przed wysokotnowym?

[El_liero]

tomq racja nie wspominałem. Przytoczę cytat z pdfa:

The LM4780 is fully protected utilizing National's Self Peak
Instantaneous Temperature (°Ke) (SPiKeTM) protection circuitry.
SPiKe provides a dynamically optimized Safe Operating
Area (SOA). SPiKe protection completely safeguards the
LM4780's outputs against over-voltage, under-voltage, overloads,
shorts to the supplies or GND, thermal runaway and
instantaneous temperature peaks. The advanced protection
features of the LM4780 places it in a class above discrete and
hybrid amplifiers.

Nie mam modułu opóźniania załączenia przetworników, ale podczas włączania nie ma "telepania się" membrany, spowodowanej najczęściej początkową niestabilnością układu wzmacniającego/końcówki mocy.
Przed pierwotnym uzwojeniem bezpiecznik, na głównych szynach zasilania są 2,5A bezpieczniki, za nią stabilizatory z dodanymi diodami półprzewodnikowymi i takie pierdoły jak kondensator na wejściach każdego modułu, kondensatory w sprzężeniach zwrotnych do blokowania wzmocnienia DC, filtry nie filtry.
Ale wiesz, jak piorun strzeli w radiator to o tak nic nie pomoże :)

[dj_zibi]

El_liero zły wpis o aspekcie wizualnym to powód to przeklinania??

Proporcje to tylko jedna czść składowej na ogólna brzydotę... Jest wiele aspektów które na nią sie składa i niestety nasza PWR i optymalizacja tego nie uczy. Wystarczy odrobina poczucia estetyki, dobrania róznych fornirów, "zrobienia pasków" jest wiele "chwytów marketingowych". No ale cóz... polibuda to cyferki, a wyglad to coś innego.


PS. A tak totalnie na luzie Twoje wpisy pokazują jakbyś był totalnie zmanierowany przez ww. Polibudę.

[gooralesko]

Brawo za stronę akustyczno elektroniczną ale nie za stronę wizualną. Czy naprawdę tak bardzo bolałby cię wygląd podłogówek, które dałyby ci odpowiedni litraż oraz miejsce na wzmacniacz a dzięki temu mogłyby być odowiednio wąskie? Jest tylko kilka rzeczy, które mnie bardziej śmieszą od wpychania na siłę litrażu podłogówki do monitora.

[El_liero]

dobra, widzę, że zamiast dyskutować o elektronice, akustyce wolisz zibi przekomarzać się o wyglądzie/gustach. To idź gdzie indziej :thumbdn: bo nie zadajesz pytań co, jak zrobione (gdybyś szukał wiedzy) ani nie wytykasz błędów (gdybyś choć miał tą wiedzę) ok, o wyglądzie masz wiedzę

gooralesko z założenia miały to być monitory a nie podłogówki no i takie wyszły.

Nie pisałem wcześniej ale zestaw został zaprojektowany "w domu" tzn. przy pomocy SpeakerWorkshop. Następnie w celu weryfikacji poszedłem do komory bezechowej.
Niżej charakterystyka ściągnięta z SW (bez kompensacji BS, potencjometr "skręcony na zero"):

Widać tą górkę w punkcie podziału. Irek nie polecał SW a można go spokojnie używać. Według mnie.

[dj_zibi]

nie zadajesz pytań co, jak zrobione

Nie ma sensu zadawać pytań do czegoś co pokazywałes krok po kroku jak powstaje Wytłumaczyłes nam to idealnie jak profesorki na PWR

ani nie wytykasz błędów

Nie wytykam błedów bo jak przystało na inzyniera zrobiłes kawał "dobrej roboty".

gdybyś choć miał tą wiedzę

Ważną cechą jest sie przyznać do niewiedzy a nie szpanować "chamską postawą". Nie mam pojecia o zwrotnicach aktywnych, jedne o czym mam pojęcie w Twoim projekcie to konstrukcja wzmacniacza i w przeciwieństwie do Ciebie wykonałem ich kilkanaście razy wiecej, i dla mnie w kilku aspektach mozna było zrobić inaczej.


PS. Po tych wpisach widać róznice "statystycznego studenta" elektroniki i innych wydzialów u nas na PWR, niestety to się potwierdza również na tym forum

Edit... Twoja metoda optymalizacji zawiodła... można było zastosować MB i miałbyś duuuzo mniejsza obudowę... I juz nic nie napisze... bo przeciez nic nie wiem

[colcolcol]

można było zastosować MB

Albo mniejszy głośnik, albo obudowę zamkniętą, ale autor to wie.
Faktycznie wygląd jest toporny, stylistyki nie ma, dużo pracy i para w gwizdek a szkoda, bo projekt mógł być natchnieniem dla wielu osób chcących "aktywnie". Zgromadzona dokumentacja może się przydać do habilitacji :)
Czy faktycznie jest tak jak piszesz, że wygląd jest sprawą drugorzędną? Nie. Dla własnej przyjemności musi być choć troszkę wysmakowany a dla odbiorców z zewnątrz i ewentualnych egzaminatorów ma znaczenie równie istotne jak wkład intelektualny.
Moja przyjaciółka "zaliczała" ostatnich studentów na Akademii Muzycznej. Najsłabsze wyniki mieli ci najnudniejsi (często najpilniejsi) a piątkę dostał gość, którego widziała kilka razy na wykładzie. Był typem showmana, potrafił się sprzedać, zaproponował ciekawą prezentację i zaliczył.
Pan zaliczył, ale na 3.
Nie leżą mi podstawkowe z racji ich ograniczeń, ale gdybym miał robić to google podpowiada takie, nie wspominając już projektów Franco Serblina.

[El_liero]

zibi dzięki za dwa pierwsze akapity, ale przestań mi wypominać w jaki sposób jestem wyedukowany! Sam się edukuj. Czy nie chwal się, wzmacniaczami odnosząc się do mnie... !!!!!

Twoja metoda optymalizacji zawiodła... można było zastosować MB

podaj pełną nazwę co miałeś na myśli to jak będę w stanie/ogarniał to pogadamy.

dla mnie w kilku aspektach mozna było zrobić inaczej.

no dawaj dawaj.

albo obudowę zamkniętą

dayton RS125s-8 nie nadaje się do obudowy zamkniętej.

Czy faktycznie jest tak jak piszesz, że wygląd jest sprawą drugorzędną? Nie. Dla własnej przyjemności musi być choć troszkę wysmakowany a dla odbiorców z zewnątrz i ewentualnych egzaminatorów ma znaczenie równie istotne jak wkład intelektualny.

Tak, faktycznie jest drugorzędną. Pierwszoplanowa sprawa dotyczy akustyki oraz elektroniki.
PS: colcolcol te brązowe są ładne

[tomq88]

MB- membrana bierna.

[El_liero]

hmmm, nie interesowałem się jeszcze tym typem obudowy. Ciekawe czy ten Dayton by się nadawał.
Ale i tak mój temat pracy brzmiał "Aktywny, dwudrożny zestaw głośnikowy z otworem". Promotor sprecyzował, że chodzi tylko i wyłącznie o BassReflex, więc nie miałem wyboru.

BTW. TransmissionLine pozytywnie intryguje mnie po tym jak czytam wypowiedzi kolegów na forum.

Coś dla oka:
Tak wygląda, częściowo rozmontowane, stanowisko pomiarowe:

Metoda szybkiego strojenia zwrotnicy, opartej o goldpiny żeńskie. (Zgapiona od Irka )

Przed ostateczną wersją zwrotnicy były jeszcze 3 przed nią. Oto v2, gdzie można dostrzec 5 stopni modułów Delay, z których potem zrezygnowałem (dolne 3 opamp'y).


A to powód rezygnacji:

Charakterystyki zasymulowane na wyjściach opamp'ów.
oraz http://www.linkwitzlab.com/phs-dist.htm

[dabyl]

Nie na temat...

Twoja metoda optymalizacji zawiodła... można było zastosować MB i miałbyś duuuzo mniejsza obudowę... Dla danego głośnika pretendującego swoimi możliwościami technicznymi do aplikacji w obudowie BR można przyjąć pewien zakres objętości oraz pewien zakres strojenia, które będą dla tegoż głośnika "optymalne". Dla obudowy z MB parametry te będą podobne. Nie jest tak, że obudowa z MB będzie w każdym przypadku mniejsza od obudowy z BR. Ma to miejsce w pewnych specyficznych sytuacjach. Gdy mamy do czynienia z głośnikiem, który swoimi parametrami pretenduje do małej objętości i niskiego strojenia. W takiej sytuacji problematycznym staje się upchnięcie tunelu o dużych rozmiarach w małej obudowie. Dodatkowo takie głośniki nierzadko dysponują sporymi możliwościami jeśli chodzi o wychylenia membrany, co z kolei wymusza na nas stosowanie tuneli BR o większych przekrojach, a to dodatkowo zmusza nas do jego wydłużania dla uzyskania danego strojenia...i koło się zamyka. Pozostaje nam zastosowanie tuneli szczelinowych (których odpowiednie zaprojektowanie i zestrojenie może być czasochłonne - i rozmiary obudowy wcale się nie zmniejszą) lub przejście na obudowę z membraną, w której objętość zajmowana przez "duży" tunel redukowana jest do zaledwie membrany zamontowanej w ściance obudowy, której strojenie realizujemy już przez dodanie do niej pewnej masy, a nie przez wydłużanie (lub skracanie) tunelu jak w obudowie BR. Najlepszym przykładem będzie tutaj chyba głośnik GDN-17-200-8-SW. U kolegi El_liero mamy do czynienia co prawda z niedużą obudową, ale jej strojenie jest stosunkowo wysokie, a wychylenia głośnika nie wymagają dużych przekrojów tunelu - co za tym idzie tunele są krótkie, nie zajmują dużej objętości i mieszczą się w tejże obudowie (tutaj mamy akurat do czynienia z dwoma tunelami, ale uzasadnienie jest podobne). Tak więc w przypadku tego projektu zastosowanie membrany biernej raczej niewiele by zmieniło jeśli chodzi o wielkość kolumn.

Jeśli chodzi o zaprezentowany w tym wątku projekt, choć nie trafia w moje gusta estetyczne, to zdecydowanie staję w jego obronie i oceniam go na plus. Zauważam na "naszym forum" pewną niepokojąca tendencję. Objawia się ona z jednej strony dyskwalifikacją pięknie wykonanych kolumn tylko z uwagi na fakt, że są klonami gotowych projektów (jako przykład postawię kilka zestawów kolegi Binganta, jeśli pozwoli), z drugiej strony z krytyką autorskich i nowatorskich zestawów (a patrząc na historie tego forum powyższy projekt właśnie takim jest), które może nie do końca są udane pod względem wizualnym, co ma je w dziwny sposób przekreślać - co ujawniło się w tym wątku. Proponuję dostrzegać i doceniać plusy naszych konstrukcji, a minusy merytorycznie dyskutować, a nie skupiać się na nich jako na głównym elemencie. Ufam, że przy takim podejściu wyniesiemy więcej korzyści z tego, co "staramy się tutaj tworzyć" naszymi wpisami.

El_liero, dobra robota. Pewnie mogło być zarówno lepiej (zakładam, że inaczej podszedłbym do "zszycia" głośników) jak i ładniej, ale i tak jest dobrze. Brawo!

[przemo-lukas]

Nie chcąc się rozpisywać, myślę że konstrukcja może być "natchnieniem" dla innych. Nie wiele widzi się konstrukcji aktywnych. Są to dość problematyczne ustrojstwa. O ile mamy możliwość łatwej ingerencji w brzmienie zestawu pasywnego, o tyle zestaw aktywny musi trafiać w naszą subiektywną ocenę optymalnego brzmienia. Moim skromnym zdaniem konstrukcja fajna pod każdym względem. Natomiast do swojego mieszkania wykonał bym ją z innych materiałów.