Boom Ghettoblaster - vahvistin- ja virtalähderatkaisut sekä kotelon rakentaminen

Samu Saurama suunnitteli UralTonelle ulkokäyttöön tarkoitetut Boom Ghettoblasterit. Pienempi malli Italialaisilla Sica kaiuttimilla sekä isompi BigBadaBoom amerikkalaisilla Eminence co-axial kaiuttimilla. Molemmat on erittäin päteviä ja rahoilleen saa vastinetta, mutta Eminence kaiuttimilla päästään selvästi parempaan äänenlaatuun ja jämäkämpään toistoon. Lisäksi BigBadaBoomia pystytään ajamaan pienemmillä tehoilla suuremman herkkyyden vuoksi eli akku kestää pidempään.

Tässä artikkelissa käydään läpi vahvistin- ja virtalähderatkaisuja sekä kotelon rakentamista.

Vahvistinmodulit

Edullisten D-luokan vahvistimien ansiosta kannettavat bluetooth kaiuttimet ovat yleistyneet. Akut tai paristot kestävät pitkään, koska D-luokan vahvistinpiirien hyötysuhde on erittäin korkea: lähes koko akusta otettava teho voidaan hydyntää vahvistimessa. Vielä kun käytetään herkkiä kaiutinelementtejä saadaan sekä paljon äänenpainetta pienillä vahvistintehoilla että pitkä akkujen kesto.

Kukapa olisi uskonut 10 vuotta sitten, että puistokeikan PA-laitteen voi rakentaa toimimaan muutamalla Li-Ion akulla tai jopa sormiparistoilla.

Vahvistinmodulit

Markkinoilla on todella iso valikoima edullisia kiinassa valmistettuja D-luokan pääteasteita. Osa tarjoaa jopa hyvää äänenlaatua, osa vaatii modaamista toimiakseen kunnolla ja osa on luokattoman huonoja. Ihan sikaa säkissä ei siis kannata ostaa. Toki suurimmasta osta lähtee ääntä, mutta esim. bassopää voi olla todella säröinen tai vahvistin voi olla herkkä oskillaatioille.

Parasta äänenlaatua saa ostamalla länsimaalaisten merkkibrändien, kuten Hypex:n tai Ice Powerin moduleita. Hinnat ovat moninkertaisia verrattuna kiinalaisiin merkittömiin ja saatavuus on huonoa (suurinta osaa myydään vain kaiutinvalmistajille, ei DIY käyttöön). Äänenlaatu on kuitenkin kiistatta parempi ja tuotteet on koeponnistettu monen laadukkaan aktiivikaiutinvalmistajan tuotteissa.

UralTone:lla on valikoimissa edullisia D-luokan moduleita, jotka on kaikki koekuunneltu ja mitattu ja todettu vähintaan hintansa arvoisiksi. Pitää kuitenkin ottaa huomioon, ettei kunnollisen putkivahvistimen äänenlaatua saavuteta näillä tuotteilla. Kuitenkin äänenlaatu on lähes kaikille muusikista nauttiville täysin riittävä ja parempi kuin lukuisissa kodinkonejättien kotilaitteissa.

Valikoimamme löytyy tästä linkistä.

D-luokan vahvistinpiirien liitännät

Suurimmassa osassa D-luokan vahvistinpiirejä on jonkinlainen riviliitin, jonka kautta piiri saa virtansa ja signaalit sisään ja ulos (kaiuttimelle). Pienessä osassa on myös integroitu Bluetooth vastaanotin/lähetin. Boombox käyttöön suosittelemme vahvistinta bluetooth liitännällä.

Tässä artikkelissa teemme boomboxista aktiivisen CLASS D - Bluetooth 2x50W -modulin avulla. Kätevää tässä modulissa on liitännät: kaiuttimelle ruuviliittimet ja virralle DC-jakki. Kolvauksia ei välttämättä edes tarvita.

Huonona puolena on analogisen (3.5mm tms) sisääntulon puuttuminen. Eli tällöin vahvistinta ei voida käyttää soittimien kanssa (esim. synajamien kaiuttimena) - bluetooth viive on liian pitkä tähän. DJ-käyttössä tämä ei ole ongelma. Akku, virtalähde vai paristo?

Halutessa voidaan tietysti valita mikä tahansa D-luokan vahvistin. Artikkelissa esiteltyjen akkujen jännitteet sopivat lähes kaikkiin moduleihin, mutta tarkista asia kuitenkin aina vahvistinpiirin tuotetiedoista.

Akku, virtalähde vai paristo?

Kun vahvistinmoduli on valittu pitää päättää mistä se saa tarvittavan energian toimiakseen. Vaihtoehtoja on ainakin viisi. Itselle sopivin valitaan käyttötarkoituksen ja rakenteluhalukkuuden perusteella.

Paristo

Esim. 10kpl 1.5V (10 x 1.5V = 15V) AA paristoja antaa kohtuullisen soittoajan. Sekä kertakäyttöisiä että ladattavia paristoja saa joka toisesta kaupasta. Tässä mallissa kytketään vain paristopitimeen DC-jakki ja virtalähde on valmis. Suosittelemme käyttämään ladattavia paristoja mutta hätätilanteessa musa soi myös Alepan paristoilla.

Tuotteet:

Virtalähde

Virtalähde on helppo tapa saada vahvistin toimimaan, mutta poissulkee puistosessiot. Jos Boombox on aina mökin terassilla voidaan akkukäyttö jättää pois ja syöttää modulia sopivalla virtalähteellä. Tämä on ekolokista ja edullista. Lähes kaikki "läppärivirtalähteet" tai yleisvirtalähteet käyvät kunhan jännite on vahvistinmodulille sopiva ja tehoa on riittävästi. Bluetooth modulille suosittelemme: https://www.uraltone.com/hakkurivirtalahde-24v-5a-120w-hakkurivirtalahde-2-1mm-plussa-keskella.html

Li-ion akku erillisellä laturilla

Li-ion akut pystyvät varastoimaan ison määrän energiaa ja ne on nykyään yleisesti käytössä lähes kaikissa kannettavissa laitteissa. Akut myydään yleensä 3.6V sauvoina, joita voi kytkeä sarjaan (peräkkäin siis alimman akun miinus liittimelle, alimman akun plussa seuraavan akun miinukselle... ...ja ylimmäisen akun plussa liittimelle). Esim. 4 akkua mahdollistaa 14,4V jännitteen, mikä riittää hyvin monille vahvistinmoduleille. Tarvitset 4kpl li-ion akkuja, neljä pidikettä, DC plugin ja erillisen laturin.

Akut ladataan ennen käyttöä laturissa ja asennetaan kannettavan soittimen paristopidikkeisiin. Tässä vaihtoehdossa akut pitää irrottaa ja ladata erikseen, mutta toisaalta erilliset laturit on halpoja ja niitä voi käyttää myös muiden paristojen kanssa. Akkuja voi pitää varasetin mukana, jolloin virtaa riittää varmasti koko mökkireissun ajaksi.

Huomaa, että akkujen koko ei ole standardi eikä kaikki Li-ion akut käy kaikkiin pidikkeisiin.

Linkit tuotteisiin:

Li-ion akku helpolla latausmahdollisuudella

Li-ion akkujen lataaminen suoraan kytkennässä vaatii hieman lisäelektroniikkaa, jotta lataus ja käyttö on turvallista. Li-ion akkujen lataaminen väkisin liian suurella jännitteellä voi pahimmassa tapauksessa aiheuttaa akun räjähtämisen.

Helpointa on ostaa valmis PCM tai BMS moduli, joka kytketään jokaisen akun väliin seuraavan kuvan mukaisella tavalla.

Moduli varmistaa, ettei yksittäistä akkua ladata liian suurella jännitteellä. PCM sisältää suojan ylilataukselta, ylipurkautimiselta, ylivirralta ja oikosululta. Ongelma tilanteita tulee, jos akkujen sisäinen vastus tai jännite on keskenään eri siksi kytkentä pitää balansoida modulilla. Joissakin akuissa, kuten XTAR 18650 Li-ion akuissa, on sisäänrakennettuja suojia, jolloin niitä voidaan joissakin tapauksissa käyttää ilman erillistä PCM tai BMS modulia. Tällöin akku lopettaa latauksen kun jännite on tarpeeksi korkea ja taas katkaisee akun toiminnon kun se laskee alarajalle.

Varoitus: Ole aina varovainen kun lataat Li-ion akkuja omissa kytkennöissä, sillä väärin käytettynä ne saattavat ylikuumentua ja hajota (jopa räjähtää jos speksit ylitetään reippaasti). Eli ne kannattaa ladata aina kun on itse paikalla, eikä jättää yöksi lataukseen. Ja rakenteen kytkennät tarkistetaan aina huolella ennen virtojen päälle laittamista.

Ylläolevan kytkentää voidaan ladata millä tahansa 16.8V laturilla. Varmista aina käytettävien akkujen oheista suositeltava latausjännite ja virta.

Powerbank + USB to 12V adapteri

Viimeisenä vaihtoehtona on erillinen varavirtalähde (powerbank) ja USB to 12VDC adapterikaapeli. Tämä on helppo, halpa ja toimiva ratkaisu, kunhan ei haluta kovin suuria tehoja. Jossain vaiheessa USB virranantokyky loppuu kesken ja vahvistin sammuu. Varmista, että virtalähteen USB portin virranantokyky on mahdollisimman korkea, mieluusti 2.1A.
Tuotteet:

Kotelon rakentaminen (kuvat ja teksti Samu Saurama)

Boomin kotelon ulkomitat ovat 700 x 400 x 225 mm. Kaiutinelementtien keskipisteen paikka on 125 mm yläreunasta ja 162 mm ulkoreunasta. Refleksiputkien, halkaisija 100 mm ja pituus 150 mm, keskipiste on 90 mm alareunasta ja 260 mm ulkoreunasta. Näin saadaan tilavuutta 25 litraa per kaiutinelementti ja refleksivirityksen viritystaajuus on 65 hertsiä.

Vastaavasti BigBadaBoomin ulkomitat ovat 800 x 500 x 255 mm. Kaiutinelementin keskipisteen paikka on 150 mm yläreunasta ja 195 mm ulkoreunasta. Refleksiputken, halkaisija 100 mm ja pituus 90 mm, keskipiste on 90 mm alareunasta ja 310 mm ulkoreunasta. Näin saadaan tilavuutta 40 litraa per kaiutinelementti ja refleksivirityksen viritystaajuus on myös BigBadaBoomissa 65 hertsiä. Kotelon viritystaajuus refleksikotelossa kertoo, että siihen taajuuteen saakka saadaan energiaa hyvin, mutta alempana ei sitten enää. Molempien kaiuttimien käytännön alarajataajuus on noin 60 hertsiä, joka riittää bassopotkun välittymiseen mainiosti.

Tein sekä Boomin että BigBadaBoomin protokotelot 12-millisestä havuvanerista. Havuvaneri on paljon työläämpää maalata siistiksi kuin koivuvaneri, mutta se on kevyempää ja keveys on kannettavan kaiuttimen A ja O. Myös näiden "kannettavien". Oletan myös, että ulko- ja bilekäyttöön tehdyn kaiuttimen oleellisin piirre ei ole virheetön pianolakkapinta. Koteloihin voi asentaa kulmaraudat suojaamaan kolhuilta, pyörät tai jalat alle, kahvan kuljetukseen ja vaikka makean kankaan pinnaksi ihan oman makunsa mukaan. Valikoimaa tarvikkeisiin on hyvin ja rakentaja voi itse päättää, millaisen tyylin haluaa: https://www.uraltone.com/kaappi-ja-case-tarvikkeet.html

Kotelo on juuri niin yksinkertainen laatikko kuin voi olla. Päädyt ja kotelon keskellä oleva kummankin kaiuttimen omaan lokeroonsa jakava levy ovat ylä- ja alalevyjen välissä. Tämä kokonaisuus sitten taas etu- ja takalevyjen välissä. Kaiutinkotelo kootaan AINA liiman kanssa ja jollain, joka pitää sauman paikoillaan kunnes liima on kuivunut. Ruuvit, naulat, hakaspyssyllä ammutut piikit tai taitavalla rakentajalla pelkät puristimet ovat kaikki tapoja pitää liimasaumaa paikoillaan. 12 mm havuvaneriin sopiva ruuvi on kooltaan 3 x 30 mm ja parhaassa ruuvissa on sekä osakierre että leikkaava kärki. Liimaksi ulkokäyttöön D3-luokiteltu on hyvää, tuo koodi tarkoittaa kosteudenkestävyyttä. Voit valita projektiisi jenkkiläisten ammattipuuseppien suosimaa Titebond-liimaa tai vaikka tutumpaa Erikeeperiä oman tuntumasi mukaan.

Jos haluat upottaa kaiutinelementit etulevyn pinnan tasoon (hifistellä kuten minä prototyyppien kanssa), pitää etulevyn paksuutta kasvattaa. Kahdeksantuumainen Sican laajakaistaelementti tarvitsee 7 mm syvän upotuksen ja Eminencen koaksiaali 12 mm syvän. Yksi helppo tapa tehdä upotukset on liimata kotelon etulevyyn lisälevy tuomaan elementin laipan verran lisäpaksuutta. Boomissa Sicalle 6,5 mm koivuvaneri paksunnokseksi ja BigBadaBoomissa 12 mm vaneri paksunnokseksi.

Kaiutinelementin kanssa samassa lokerossa asustaa myös kolme sopivan mittaista palaa viisi senttiä paksua Ewona -levyä vaimennusaineena ja halkaisijaltaan kymmensenttinen refleksiputki. Vaimennuslevyt kolmella seinällä vaimentavat kaiutinelementistä kotelon sisälle tulevan äänen. Muuten se jäisi heijastelemaan seinien väliin, osuisi uudelleen kaiutinkartioon ja vääristäisi ulos lähtevän äänen.

Koska näistä kaiuttimista halutaan maksimaalinen määrä bassoa, vaimennusainetta on niin vähän kuin mahdollista. Halkaisijaltaan kymmensenttinen refleksiputki on BigBadaBoomissa 15 cm pitkä ja Boomissa 9 cm pitkä. Helpoin tapa sahata pyöreä putki mittaansa suurinpiirtein suoraan on laittaa vaikka teippi osoittamaan sahauskohtaa. Ja jos meni puoli senttiä vinoon, älä huoli, se ei vaikuta ääneen.

Haluat lisää bassoa? Akustinen ratkaisu on laittaa kaiutin seinää vasten, silloin bassojen määrä kaksinkertaistuu koska seinä heijastaa taaksepäinkin lähtevän basson kuuntelusuuntaan. Elektronisempi lähestymistapa on säätää lisää bassoa sieltä soittopelistäsi. Ja jos kuuntelet kaiuttimia sisätiloissa, huone korostaa bassoa aina, iso puurakenteinen vähän ja pieni kivinen julmetun paljon.

Jakosuodin

Jakosuotimella ajatellaan usein kytkentää, joka vain poistaa bassot diskantilta ja diskantit bassoelementiltä. Ajateltaessa hyvää äänenlaatua vähintään yhtä tärkeää on myös se, että jakosuotimella muokataan yksittäisten elementtien taajuusvastetta eli äänensävyä.

Vaikka Boom-kaiuttimessa on vain yksi laajakaistaelementti, siinäkin on jakosuodin. Nimi vain hämää, suodin ei jaa taajuusaluetta useammalle elementille, mutta vaimentaa keskialuetta ja diskanttia niin, että ne ovat tasapainossa basson kanssa. BigBadaBoomissa jakosuotimella sekä muokataan basson ja diskantin äänensävyä että suodatetaan elementeiltä niille kuulumattomat taajuuden pois, jotta siirtyminen bassolta diskanttiin tapahtuu saumattomasti ja äänensävy on tasapainoinen.

Boomin jakosuotimessa on kaksi osaa ja BigBadaBoomilla hurjat kolme, kumpikaan ei siis tarvitse piirilevyä. Osat voidaan kiinnittää suoraan kaiutinelementteihin.

Boomissa on kaiutinelementin kanssa sarjassa paketti, jossa on kela ja vastus kytkettynä rinnan. Kelaksi järkevin on ferriittirullakela sen pienen resistanssin takia ja vastuksen tehonkestoksi riittää 10 wattia. Jakosuotimen voi myös kiinnittää kuumaliimalla kotelon sisäseinään ja halutessaan varmistaa kiinnityksen kelan läpi menevällä ruuvilla. Ruuvi ei saa olla magnetoituvaa materiaalia, esimerkiksi messinkiruuvi toimii hyvin.

BigBadaBoomissa basson rinnalle kytkettävä kondensaattori voidaan juottaa suoraan elementin juotoskorvakkeisiin ja halutessasi voit vielä liimata sen täplällä kuumaliimaa elementin magneettiin kiinni. Diskantin kondensaattori on niin pieni, että se saa olla vaikka "osana johtoa". Boomin lailla myös BigBadaBoomin basson kela on ferriittirullakela, jotta resistanssi on pieni eli vahvistin pystyy kontrolloimaan elementtiä mahdollisimman hyvin eikä tehoa häviä kelaan.

Vahvistimen ja akun kytkeminen

Kun kotelo on valmis, jakosuodin kasattu, vahvistinmoduli ja energianlähde valittu kasataan osaset toimivaksi kokonaisuudeksi.

Boom Ghettoblaster ja BigBadaBoom Ghettoblaster kaiuttimissa on niin isot bassorefleksi reiät, että niistä mahtuu käsi sisään. Tee-Se-Itse kaiuttimelle helpoin tapa onkin asentaa paristopidikkeet takaseinään bassorefleksi putken kohdalle. Näin paristot voi vaihtaa refleksiaukon kautta eikä erillisiä luukkuja tarvitse rakentaa.

Sormiparistojen vaihtaminen on hieman hankalampi operaatio, mutta Li-ion akkuja on vain 4 ja ne on isompia, joten niiden vaihto onnistuu helposti aukon kautta.

Mahdollisen latausjohdon voi jättää pitkäksi ja työntää aina kaiuttimen sisälle. Sopivalla vedonpoistolla rakenne on kestävä eikä kaiuttimen ulkopuolelle tarvitse tehdä ylinmääräisiä liittimiä.

Kokonaisuus tarvitsee vielä virtakytkimen. Senkin saa asennettua piiloon bassorefleksiputken seinämään. Kytkin asennetaan vahvistinmodulille menevän johdon plus johtimen väliin eli katkaistaan johto sopivasta kohtaan ja juotetaan kytkimen nastat johdon päihin.

En ehtinyt testata todellista akunkestoa eri olosuhteissa, mutta toimitiloissamme BigBadaBoom Ghettoblaster on soinut useamman päivän eikä Li-ion akkuja ole tarvinnut ladata vielä kertaakaan.

Äänenlaatu on erinomainen!

Vastaa

Post your comment

UralTone verkkokauppa