Bassokotelon rakentaminen

Mitoitus

Ensimmäinen tehtävä on kotelolle käytettävissä olevan tilan arviointi. Otetaan mitat tilasta, johon kotelo tulee saada mahtumaan ja lasketaan kuvitteellisen kotelon suurpiirteinen tilavuus. Arviointia ja lopullisten piirustusten tekemistä helpottaa jonkinlainen paperille piirretty hahmotelma kotelosta ja sen lopullisesta muodosta

Tilavuus

Tilavuutta arvioitaessa ja kotelon piirustuksissa tarvitaan hieman matematiikkaa. Ohessa on esimerkkejä erimuotoisten tilavuuksien laskennasta ja tarvittavat kaavat. Jos kotelo muoto on epäsäännöllinen, esimerkiksi vinosivuinen, tulee kotelo jakaa suorakulmaisiin osa-alueisiin ja laskea kunkin tilavuus erikseen ja lopuksi kokonaistilavuus.

Tilavuuden laskennassa tulee ottaa huomioon myös käytettävän materiaalin paksuus, mahdollisten sisätukien, elementin ja mahdollisen refleksiputken syrjäyttämä tilavuus. Puhuttaessa tilavuudesta, jossa ei ole huomioitu kotelon tilavuutta vähentäviä kappaleita tarkoitetaan ns. bruttotilavuutta. Nettotilavuus on ilmatila kotelossa, joka pitää jäädä jäljelle kun elementin yms. syrjäyttämät tilavuudet on vähennetty bruttotilavuudesta. Laskenta-ohjelman tilavuudet ovat kaikki nettotilavuuksia.

Tilavuuslaskentaa

 

Pinta-ala (cm²) = korkeus (cm) x syvyys (cm)
Tilavuus (cm³)= korkeus (sm) x syvyys (cm) x leveys (cm)

Pinta-ala (cm²) = korkeus (cm) x syvyys (cm) / 2
Tilavuus (cm³)= korkeus (cm) x syvyys (cm) x leveys (cm) / 2

Pinta-ala (cm²) = 3.14 x säde (cm) x säde (cm)
Tilavuus (cm³)= 3.14 x säde (cm) x säde (cm) x pituus (cm)
Säde = halkaisija / 2

Tilavuus (-arvio) (cm³)= 3.14 x säde (cm) x säde (cm) x syvyys
(cm) / 3
Säde = halkaisija / 2

Monimuotoisen kotelon tilavuutta laskettaessa, kannattaa kotelo jakaa suorakulmaisiin osiin ja laskea saadut tilavuudet yhteen. Laskettaessa nettotilavuuksia, tulee materiaalin paksuus aina vähentää mitoista. Tämä koskee myös kotelon sisään tulevia osia (refleksiputki ja elementin rakenneosat).

Mittayksiköiden muunnoksia

Pituusmittoja

1 m = 100 cm = 1000 mm
1 tuuma (inch) = 2,54 cm = 25,4 mm
1 mm = 0,03979 tuumaa
1 jalka (feet) = 30,48 cm = 304,8 mm

Pinta-alamittoja

1 m² = 1000 cm²
1 neliötuuma (sq.in) = 6,452 cm²
1 cm2 = 0,155 sq.in
1 neliöjalka (sq.ft) = 929 cm²
1 sq.ft = 144 sq.in

Tilavuusmittoja

1 m³ = 1000 dm³
1 dm³ = 1000 cm³
1 l = 1 dm³
1 kuutiotuuma (cu.in) = 16.39 cm³ = 0.1639 l
1 l = 61.02 cu.in
1 kuutiojalka (cu.ft) = 2832 cm³ = 28.32 l
1 l = 0.03531 cu.ft

Onko muodolla väliä?

Minkä muotoinen kotelo on paras? Vastus on, ettei "minkään" muotoinen.

Kahden samansuuntaisen rajapinnan välille muodostuu ns. seisovia aaltoja. Nämä resonanssit heikentävät elementin transienttitoistoa. Kotelo, jossa kaikki sivut ovat eri pituisia ja suuntaisia on paras, koska seisovien aaltojen muodostuminen on mahdotonta. Valitettavasti tällaisen kotelon rakentaminen on erittäin vaikeaa.

Täysin kuution muotoista koteloa tulee kuitenkin välttää, koska tällaisessa kotelossa seisovat aallot muodostuvat samalle taajuudelle samaan kohtaan. On myös suositeltavaa sijoittaa elementti epäsymmetrisesti hieman sivuun kotelon keskilinjoista.

Materiaali

Jo kotelon mitoitusvaiheessa tulee huomioida käytätettävän rakennusmateriaalin paksuus. Siksi materiaali on valittava ennen mitoitusta. Suositeltava rakennusaine kotelolle on MDF-levy, joka on periaatteessa samantyyppistä puristelevyä kuin tavallinen lastulevy, mutta tehty huomattavasti pienemmistä ainesosista ja siksi erittäin tukevaa. Suositeltava paksuus riippuu kuinka suuria ovat kotelon jännevälit eli kuinka suuria seinämiä käytetään. Mitä suuremmat kappaleet, sitä tuhdimpaa tavaraa tarvitaan. Pääsääntöisesti materiaalin paksuudeksi voidaan suositellaan 22 mm MDF-levyä. Mikäli kotelon seinämät ovat suurikokoiset, voidaan niitä tukea kotelon sisään rakennettavalla välituella.

Tukeva kotelo

Miksi kotelon pitää olla tukeva? Elementti aiheuttaa kotelon sisään taajuuden mukaan vaihtelevan ali- ja ylipaineen. Tämä paineenvaihtelu pyrkii liikuttamaan myös kotelon seinämiä. Nämä ylimääräiset värähtelevät pinnat aiheuttavat toistoon epätarkkuutta ja pienentävät elementin akustista herkkyyttä. Tukeva kotelo on sellainen, jonka päällä pysyy kyljellään oleva kolikko pystyssä äänenvoimakkuudesta riippumatta.

Kotelon kokoaminen

Kun tarvittava hahmotelma kotelosta on tehty, tulee tarvittavat osat mitoittaa huolellisesti. Tässä tulee olla tarkkana ja huomioida kotelon kokoamisjärjestys ja materiaalin paksuus huomioiden.

Kotelo on helppo koota itseporautuvilla senkkauskantaisilla ristipääruuveilla. Läpäisevään pintaan porataan ruuvin halkaisijaa pienemmät alkureiät, jotta ruuvin työntämä puru ei jää saumojen väliin. Sopiva ruuvitiheys on noin 15-20 senttiä. Saumoissa on hyvä käyttää runsaasti puulimaa, jonka kotelon sisäpuoliset pursokset painetaan sormella tiivisti sisäsaumoihin. Näin saadaan hyvä tiiviys ja tukevat sauman liitokset. Saumat voi toki viimeistellä vielä silikonilla kotyelon sisäpuolelta.

Elementti kiinni

Elementin kiinnitykseen olisi hyvä käyttää lyöntimuttereita, jotka kiristetään koteloon ja esimerkiksi kuusiokolopultteja. Jos elementti joudutaan irrottamaan useasti tai edes kerran, ei vanhoissa ruuvinreivissä ole enää riittävästi pitoa. Mutta kyllä tavalliset puuruuvitkin asiansa ajavat. Ruuveina tulisi käyttää ristipäisiä tasakantaisia, kartiokantaiset saattavat vääntää, erityisesti peltirunkoisten, elementtien runkoa.

Elementin ja kotelon väliin käytetään tiivistenauhaa. Ei silikonia, jos elementti halutaan vielä siististi irti.

Terminaali

Liitäntä vahvistimeen on järkevintä tehdä kaiutinterminaalilla. Niitä on useaa eri tyyppiä, joista paras on ns. naparuuvimalli, jossa kaiutinjohto kiristetään ruuvattavan liittimen alle tai käytetään banaaniliitintä.

Myös kaiutinterminaalin tiiviydestä on huolehdittava. Pienikin vuoto kotelossa, oli sitten kyseessä suljettu tai refleksi, haittaa kotelon toimintaa ja saattaa aiheuttaa sivuääniä ja jopa elementin rikkoutumisen.

Elementti liitetään terminaaliin 2-4 neliömillimetrin johdolla. Liitokset on syytä tehdä juottamalla, jos mahdollista.

Vaimennusaine

Koteloon laitetaan yleensä vaimennusainetta. Tämän pääasiallinen merkitys on vähentää kotelon sisään syntyviä resonansseja. Tällä on kuitenkin enemmän vaikutusta muilla kuin subbasso-taajuuksilla. Vaimennusaineella on vaikutusta kotelotilavuuteen.

Täyttämällä kotelo vaimennusaineella saadaan elementti "näkemään" kotelotilavuus todellisuutta suurempana. Vaikutus voi olla jopa 30 prosenttia, käytännössä kuitenkin 10-20 prosenttia. Näin saadaan joskus tarvittava lisätilavuus kuin "tyhjästä".

Laskenta-ohjelman oletus on noin 0 % vaimennusainetta. Mikäli käytät vaimenusainetta voit tehdä laskennallisesta tilavuudesta oheisen kuvan mukaisen vähennyksen:

1. Ohjelman oletus
2. Vähennä 5 %
3. Vähennä 10 %
4. Vähennä 20 %

Vaimennusaineen käyttö saattaa tiputtaa elementin akustista herkkyyttä hieman, mutta ei merkittävästi. Vaimennusaineesta on hyötyä eniten suljetuissa koteloissa, mutta yhtälailla sen vaikutukset ulottuvat myös refleksi- ja bandpass koteloihin. Jotkut valmistajat eivät suosittele vaimennusaineen käyttöä refleksikoteloissa ja ehkäpä asia kannattaakin jättää kokeilun varaan.

Kuinka paljon vaimennusainetta tulee sitten laittaa ja millainen on parasta? Vaimennusaine ei saa rajoittaa sisätilavuutta, joten tavallinen, tiivissolukkoinen vaahtomuovi ei sovellu. Suositeltavaa vaimennusainetta on polyesteri vanu, jota käytetään mm. takkien vuorissa ja tyynyjen täytteenä. Myös harvarakenteinen vuorivilla soveltuu vaimennusaineeksi vaikkakin pölisee jonkin verran. Paras tulos saadaan käyttämällä kahta tai jopa kolme tiheydeltään erilaista materiaalia. Esimerkiksi kotelon seinämille voidaan laittaa 20-30% kotelon tilavuudesta keskitiheää vuorivillaa ja lopputilavuus täytetään 60-80 prosenttisesti polyesterivanulla.

Vaimennusaine vaikuttaa lisäksi elementin impedanssikäyttäytymiseen ja resonanssiominaisuuksiin, mutta vaikutus on usein vain nimellinen ja sen käytännön vaikutuksesta ollaan monta mieltä. Toinen huomionarvoinen seikka on kuitenkin refleksiputken vaimentaminen. Tämä liittyy ns. resistiiviseen refleksiviritykseen. Refleksiputkeen laitetaan ilmaa läpäisevää suodatinvaahtomuovia tai tavallista polyesterivanua. Näin saadaan aikaan ns. resistiivinen refleksiviritys. Tämä tasoittaa refleksijärjestelmälle ominaista kaksihuippuista impedanssivastetta, kontrolloi elementtiä paremmin viritystaajuuden alapuolella ja pienentää ryhmäviivettä. Kannattaa ainakin kokeilla vaikka mitään yleisohjeita refleksiputken vaimentamiseen ei olekaan.