Kaiuttimelle rakennettava kotelo estää kaiutinelementin edessä ja takana syntyvien ääni-aaltojen sekoittumisen (Hull & de Vries 1974, 48). Tästä syystä kotelo on tärkeä osa kaiutinta, jotta ääni toistuu halutulla tavalla. Ilman koteloa ääni olisi ohut ja kirkuva ja epämieluisan vaimentumisen esiintyminen olisi mahdollista. Vaimentumista esiintyy ko-teloimattomissa kaiuttimissa bassoäänien aallonpituuden suuruuden takia, jolloin kaiutti-men takapuolelta tulevat ääniaallot kumoavat kartion etupuolelta tulevat ääniaallot.
(Schröder 1977, 159.)
Kotelon tyyppejä on monia, mutta keskitytään nyt niin sanottuun suljettuun koteloon.
Kaiutinkotelo on silloin suljettu, kun kotelossa ei ole avoimia aukkoja, kuten esimerkiksi refleksiputkea. Rakenne on täten tiivis ja kompakti, joka tekee tämäntyyppisestä kaiutin-kotelosta hyvin tukevan. Suljetussa kotelossa tiiviys on hyvin tärkeää, etteivät esimerkiksi
15,4 cm ∙ 24,9 cm ∙ 19,6 cm = 7515 cm3
15 cm ∙ 24,4 cm ∙ 21,2 cm = 7759 cm3
7759 cm3
7515 cm3 ∙ 100 % = 103 %
ilmavuodot aiheuttaisi kartion liikepoikkeaman kasvua, joka lisää säröä ja pienentää te-honsietoa. Tiiviyttä voidaan varmistaa käyttämällä paksuja levymateriaaleja ja tukevia liitoksia. (Tuomela 1998, 101.)
Kaiuttimen kotelon koko on tärkeässä osassa äänentoistoa. Kotelon sisälle muodostuu ilmajousi, joka toimii hyvänä vastavoimana kartion liikkeelle (Laaksonen 2011, 147).
Mitä pienempi kotelo on, sitä jäykemmäksi ilmajousi, jota vastaan kaiutinelementin kar-tion pitää liikkua, muuttuu. Pienissä koteloissa karkar-tion liikkumiseen vaaditaan siis enem-män voimaa. (Saurama 2011.) Kun tilavuus on valittu oikein, ilmajousi vastustaa kartion liikettä juuri sopivan verran ja ääni toistuu halutunlaisena.
Kotelo on vaimennettava esimerkiksi vanulla, jotta kaiuttimesta lähteneet ääniaallot eivät heijastuisi edestakaisin kotelon sisällä ja muodostaisi seisovia aaltoja. Tämä aiheuttaisi myös tiettyjen taajuuksien korostumista ja toisten vaimentumista, sekä jälkisointia, jotka kaikki vääristävät äänentoistoa. Vaimennusainetta ei tarvitse erikseen kiinnittää, vaan se pysyy itsestään paikallaan. Sen vaikutus perustuu siihen, että se jarruttaa ilmahiukkasten liikettä. Liike on suurimmillaan neljännesaallon pituuden päästä kotelon seinämästä, ja tällä alueella vaimennus on myös suurinta. Tämän takia vaimennusainetta on hyvä laittaa koko kotelo täyteen, eikä vain kotelon seinämiin. (Tuomela 1998, 103 - 104.)
8 KAIUTTIMEN KOKOAMINEN
Puuosien sahaamisen jälkeen aloitettiin kotelon kokoaminen. Ensimmäisenä sahattujen osien reunat suoristettiin hiomakoneella, jonka jälkeen ne voitiin yhdistää toisiinsa. Ko-ettiin järkeväksi yhdistää ensin kylkiosat, pohja ja kansi toisiinsa ruuveilla, jolloin voitiin varmistaa takaosan tarkat mitat. Takaosa tuli sijoittaa kotelon sisään siten, että kylkiosat, kansi ja pohja puristaisivat sen tiiviisti osaksi koteloa. Tarkkojen mittojen mittaamisen jälkeen takaosaan voitiin sahata pistosahalla liitinterminaalin paikka. Tämän jälkeen jo muodostettu osa koteloa purettiin ja koottiin uudelleen takaosan ympärille. Takaosalle porattiin ruuvinreiät, jolloin kaikki palat liimattiin ja ruuvattiin yhteen tiiviiksi koteloksi.
Kuvassa 21 on esitettynä kotelo koottuna ilman etulevyä.
KUVA 21. Kotelon kansi- ja pohjalevy, kylkiosat sekä takaosa liitettyinä yhteen
Kotelon sisäreunoihin levitettiin tiivistemassaa, jolla minimoitiin mahdollisten ilmavuo-tojen riski. Massan levityksen jälkeen etulevy voitiin sahata mittoihinsa. Kun etulevy oli oikean kokoinen, voitiin mitata elementin aukolle oikea paikka. Aukko sahattiin rei-käsahalla ja tämän reunoille tehtiin jyrsimellä upotus. Upotuksella elementin reunus voi-tiin liittää saumattomasti kotelon etulevyn tasolle. Näin diskantin suuntain jatkuu saumat-tomammin etulevyyn, jolloin se ei aiheuta korostumia tai vaimentumia äänen. Lisäksi kaiuttimesta saatiin visuaalisesti miellyttävämpi.
Seuraavaksi voitiin kiinnittää etulevy paikalleen. Tätä varten tehtiin ruuvinreiät sopiville paikoille, joista etulevy saatiin kiinnitettyä ruuvien ja liiman avulla muuhun koteloon.
Liimauksen kuivuttua kaiutinkotelosta hiottiin suurimmat poikkeamat pois. Etulevyn pit-kiin reunoihin tehtiin myös pienet pyöristykset, jotta ulkonäkö oli lähempänä pääkaiutti-mia. Kuvassa 22 on kokonaan koottu kotelo sekä elementin upotus.
KUVA 22. Kotelo ja elementin upotus
Tämän jälkeen ruuvinreiät ja muut poikkeamat kotelossa kitattiin tasaisen ulkopinnan saavuttamiseksi. Kotelo maalattiin valkoiseksi, kun sen pinta oltiin saatu tasaiseksi. Maa-lausprosessin valmistuttua voitiin jakosuodin asettaa kotelon sisälle. Jakosuodin asetettiin pystyyn nojaamaan toiseen kylkiosaan, jolloin isompi kela oli lähempänä pohjapalaa.
Näin kaiuttimen ollessa kyljellään jakosuodin on vaakatasossa, jolloin siihen ei kohdistu ylimääräistä rasitusta. Koteloon lisättävä vanu tuo myös tukea jakosuotimelle, joten mi-käli kelojen liimaukset pettäisivät, juotokset eivät kärsi.
Jakosuotimesta lähtevät johdot elementeille ja liitinterminaalille jätettiin elementin rei-ästä ulos, jotta juotokset oli helppo tehdä vaimennusvanun lisäämisen jälkeen. Vaimen-nusvanua lisättiin 300 g kaiutinrakennusohjeen (Hifitalo 2019a) mukaan. Vanun lisäämi-sen jälkeen johdot juotettiin elementtiin ja liitinterminaaliin kiinni, jolloin ne pystyttiin kiinnittämään koteloon.
Kuvassa 23 on lähes valmis kotelo, jossa kotelo on täytetty vanulla ja elementtiin on kyt-ketty jakosuotimesta tulevat johdot. Elementin ja liitinterminaalin reunaan on lisäksi kiin-nitetty tiivistenauhaa, jolla estetään mahdollisien ilmavuotojen syntyminen. Kuvassa 24 on valmiiksi koottu kaiutin.
KUVA 23. Elementti kytkettynä jakosuotimeen
KUVA 24. Valmis kaiutin
9 POHDINTA
Kaiuttimen rakennusprosessi koostui oikeanlaisen rakennussarjan valitsemisesta, koaksi-aalielementtiin ja jakosuotimeen perehtymisestä, kotelon rakentamisesta ja näiden yhdis-tämisestä valmiiksi kaiuttimeksi. Kaiuttimen piti soveltua ääneltään ja ulkonäöltään jo käytössä oleviin pää- ja takakaiuttimiin. Äänivaatimuksesta kuitenkin piti luopua, koska pääkaiuttimien rakennussarjaa ei valmisteta enää. Tämän takia päädyttiin valitsemaan it-sessään laadukas kaiutin, malliltaan AW-7. Laadukkaan kaiuttimen valinnalla olohuo-neen äänentoistoa saatiin parannettua huomattavasti, vaikka äänenlaatu ei aivan kohdan-nutkaan pää- ja takakaiuttimien kanssa.
Kaiutinrakennusprosessin aikana opittiin työssä käytetyn jakosuotimen toiminnasta ja komponenttien merkityksestä erittäin paljon. Yhteen suodinkytkentään tarkoin perehty-minen auttoi ymmärtämään muita piirikaavioita hieman paremmin ja toi uutta näkökul-maa suotimien toimintaan. Koaksiaalinen elementti oli työn alkaessa uusi tuttavuus, joten siihen perehtyminen tarkasti oli mielenkiintoista. Työn aikana koaksiaalielementin ra-kenne ja toiminta avautuivat selkeästi. Samalla tutustuttiin myös perinteisen kaiutinele-mentin toimintaperiaatteeseen ja osiin, joista se koostuu.
Kotelon kasaaminen oli odotettua työläämpää ja tarkempaa. Puun työstämisestä ei juuri ole kokemusta, joten oli yllättävää, miten paljon tarkkuutta pienen kotelon kokoaminen vaatii. Työtä helpotti kuitenkin kotelomateriaalina käytetty mdf-levy, jota pehmeytensä takia on helpompi työstää, kuin perinteistä liimapuulevyä. Tutulta löytyneillä välineillä lopputuloksesta tuli paljon parempi, kuin aluksi oli odotettavissa.
Kaiutinta testattaessa oli selkeästi huomattavissa äänen olevan kirkkaampi ja huomatta-vasti yksityiskohtaisempi, kuin pääkaiuttimissa. Ääntä voidaan kuitenkin säätää erilaisilla huonekorjaimilla ja asetuksilla vastaamaan paremmin muita kaiuttimia. Diskantin ala- ja yläpään säätöä voidaan myös harkita jatkossa, mikäli äänentoiston mahdollinen erilaisuus asetusten muuttamisenkin jälkeen alkaa häiritsemään. Koska rakennusprosessi oli erittäin opettavainen kokemus, on mahdollista, että työn avulla tultaisiin jatkossakin rakentamaan lisää kaiuttimia. Nykyisiä pää- ja takakaiuttimia voi vielä parantaa keskikaiuttimen ta-solle, jolloin äänentoistosta saadaan huomattavasti parempi.
LÄHTEET
Dolby. 2018. 5.1 Surround Speaker Placement. Luettu 10.02.2019.
https://www.dolby.com/us/en/guide/surround-sound-speaker-setup/5-1-setup.html
Hifitalo. 2019a. Audiokit AW-7 rakennussarja. Luettu 03.01.2019. https://www.hifi-talo.fi/aw-7_rakennussarja
Hifitalo. 2019b. Seas T18REX/XACG -elementti. Luettu 03.01.2019. https://www.hifi-talo.fi/seas_t18rexxacg
Hull, M.D., de Vries, K.R. 1974. Rakenna hifi-kaiutinkoteloita. 5. painos. Helsinki:
Kustannus Oy Infopress. Alkuperäinen teos 1973.
Laaksonen, K. 2011. Kotiteatteri - luo toimiva viihdekeskus. Jyväskylä: WSOYpro Oy, 133.
Nilsson, A. 2015. Elektronisten laitteiden yliaallot. Metropolia Ammattikorkeakoulu.
Sähkötekniikan koulutusohjelma. Opinnäytetyö.
Saurama, S. 2011. Tee itse skaalautuva subwoofer. Luettu 10.2.2019. http://audiovi-deo.fi/opas/tee-itse-skaalautuva-subwoofer
Saurama, S. 2012. Audiokit AW-7 kaiuttimet testissä. Luettu 22.01.2019. http://audiovi-deo.fi/testi/audiokit-aw-7-kaiuttimet-testissa
Schröder, J. 1977. Hifi-tekniikka. Helsinki: Tammi.
Tuomela, P. 1998. Tee itse Hifikaiuttimia. 1. painos. Helsinki: WSOY.
LIITTEET