Technická fakulta ČZU Praha Autor:
Radek Jonáš
Semestr: letní 2010
Elektrostatický Reproduktor Popis Mým projektem je již zmiňovaný Elektrostatický Reproduktor (Electrostatic Loudspeaker, dále jen ESL). Vybral jsem si ho proto, protože již delší dobu přemýšlím o aktualizaci mého dosavadního domácího 'sound systemu', kterým je soustava o celkových 1,6kW pro DJ potřebu a doma pak studiové reproduktory KRK a hudební věž od Sony. Můzáměje, sestavit si co nejkvalitněší reproduktory, za co nejpřjatelnejší poměkvalita/cena… což by se mohlo podařt právětímto projektem. Proto jsem si vybral výrobu (polo-výrobu, samozřjměněteré věi jsou v tomto odvěví tajné a jdou pouze koupit, ostatní se dají domyslet podle sebe) elektrostatické reproduktory. Aťuž je to pro jejich kvalitu, črychlost odezvy ve vyšším ferkv. spektru. Jediný problém je, že ESL nedokáže sám o sobězahrát kvalitně(myšleno masivněspodní č'e1st frekvenčího spektra. Narazil jsem i na takové zapojení, které zvládá zahrát basy v průěném pokoji, ale samotné zapojení je tak složité a tak drahé, že si netroufají ani velké firmy do jeho realizování. Samotné úskalí je pravěvelikost takovým panelůaby dokázaly zahrát nízký kmitočy a jejich hromadné zapojení a usazení v bedně, proto jsem se vydal cestou odlišnou, mnoho firem používá tzv. hybridní reprosoustavy (tzn. Elektrostat. panely na vysoké kmitočy a klasický dynamický reproduktor- woofer pro kmitočy nízké). Mnoho firem má tajné techniky uspoř'ádání ESL v bedně, aby se dosáhlo co největšího prostorového rozsahu reprodukce. Dělají se vypouklé panely, či naopak prohnuté, ale samotné panely jsou velice drahé a složité na výrobu, dokonce mají v provozu pár zasadních nevýhod, které plynou z použitých materiálů pro takový nepřirozený tvar. Já se chci vydat cestou jednoduchou a přirozenou. Abych se zbavil problémů se zesilovačem, které se týkají potřebných velmi vysokých napětí, koupím 4 panely, které ovšem v bedně usadím tak, aby dohromady vyzařovaly do co možná nejvěšího úhlu. K tomu bude v bedně ještě samotný woofer, který nízké kmitočty zvládá bravůrně a v tomto směu je stále na vrcholu. Nebylo lehké vymyslet rozložení panelů, pár nápadů jsem měl, nakonec sem vymyslel jedno možné rozmístění, aby horní panel mířil nějakých 30stupnů doleva, pod ním druhý o 20 méně další pod ním 10stupnů napravo a poslední o nějakých 20 více. Tím by se mělo zajistit výborné rozložení zvuku v prostoru. I kamarád přes dynamické reproduktory mi to odkývl. Přikoupený crossover a zesilovač je dělaný pro výškové ESL a dyn. basový reproduktor. Bednu si nechám vyrobit u svého strýčka truhláře, který má zlaté ručičky, ale jak uvidíte na náčtu, nebude to mít úplně jednoduché.
Schéma : Omlouvám se, ale nelze mi vložit ani jeden obrázek, MathCAD mám spuštěve virtuálním stroji na Macbooku, nevim jestli je to tím, zkoušel jsem do rámeču psát i cestu, ale ta je asi nepřrozená, právěkvůi virtualizaci. Takže první obrazek ve složce (název 'ESL1') je náčt, jak bude asi bedna vypadat s rozměy, druhý je pouze orientačí pohled na bednu ('ESL2'), aby byla lepší představa o vzhledu, žádný umělecký útvar!
OBRAZKY_VE_SLOZCE
Výpočty:
elktro dynam −4
m1 := 8.94 ⋅ 10
kg
cρ ρ := 410
hm membrany km civky
−5
c1 := 2.218 ⋅ 10 r1 := 1.0946Ω Ω
Re := 3.306Ω Ω Rdyn := 0.034m
rv := cρ ρ ⋅ π ⋅ Rdyn rv = 1.489 m
2
mv :=
2
rezonancni frekvence
fK := 2262Hz
kriticka frekvence
Bl
2
( )
L 1 := c1 ⋅ Bl
prevodni cinitel gyratoru
Bl
R1 := r1 m1 C1 := 2 Bl
2
Rv := rv mv Cv := 2 Bl 2
2
mv = 0.087 L
fr := 1130Hz
B l := 1.873
π ⋅ Rdyn
3
1 R1 = 3.205 Ω
−5
L 1 = 7.781 × 10 −4
C1 = 2.548 × 10
Rv = 2.356
kg
1 m
2
C.v = 0.025 L
elektro stat a := 0.17m obdelnikova membrana b := 0.26m ρ ma := 0.0034kg
plosna hmotnost
ρ mb := 0.005kg −4
m1a := 1.503 ⋅ 10 m1b := 2.21 ⋅ 10
kg hmotnost membrany
−4
kg
fr2 := 5000Hz
rezonancni frekvence
fK2 := 462Hz
kriticka frekvence
rv2 := 410 ⋅ a ⋅ b
rv2 = 18.122 m μ := 1.8210 ⋅ 10
Ro := 0.0015mm −4
h := 1.2 ⋅ 10
−5
dynam vizkozita vzduchu
vzdalenost membrany od protipolu
m
pocet otvoru v protipolech
N := 2030 X :=
2
a ⋅b X = 2.633 × 10
N⋅ π
−3
m
4
r1 := N ⋅
6 ⋅μ ⋅π ⋅X h
r1 = 2.789 × 10
−4
L
Jako crossover jsem vybral přesně doporučený "Linkwitz Riley P09" Je to 24dB/oktávu a je 2/3 cestný. obrázek ve složce 'Linkwitz'
Linkwitz jeho graf s prubehem... obrazek 'LinkwitzGraf'
LinkwitzGraf Dale jsem si objednal EHT zdroj, potrebny k vytvoreni samotneho zdroje pro provoz ESL. ETH spolu s generatorem vysokeho napeti, ktery je bohuzel zatim 'out of stock' bude napajet tento Sound System, jeste s obvody, ktere se budou starat o dynamicky reproduktor. Obrazek 'ETH'
EHT
Jako basovy reproduktor jeste nevim presne co vyberu, ale nejvetsi sanci ma v pohledu cena/kvalita/vykon asi ceska firma Dexon. A samotny objednany ESL panel vypada nejak takto: obrazek 'ESL panel'
ESL
Závěr Původně jsem myslel, že tento můj projekt bude rychle hotov a že budu mít již brzo nový sound system, ale jak se po pár dnech ukázalo, opak je pravdou... samotná výroba bedny nebude časově jednoduchá, dodání samotných částí se také nečekaně protáhlo, doufám že se uskutečnění tohoto projektu dožiji. Všechny důležité výpočty a postupy složení mám několikrát zálohované, takže doslova čekám pouze na součástky. Celková cena celého systému je oproti nákupu nového značkového kusu nižší, ale cena to nebude v konečných číslech nízká, materiál na bednu, materiál na bednu zesilovače, co nejkvalitnější kabeláž a samozřejmě také docela drahé panely... to je dohromady pořádný ranec peněz, ale na to jsem již po celoroční brigádě připraven. Mám hodně práce ohledně celého projektu, V Inventoru jsem vytvořil jednoduchý náhled toho jak by to mohlo nakonec vypadat vzhledově, samozřejmostí budou kovové špičaté nožičky, které jsou ve vzšší cenové relaci podmínkou ke kvalitnímu přednesu. K vytvoření soustavy nebudu potřebovat žádný výkres, tudíž tento model je pouze orientační. Najdete ho pod sestavou ESL_Hlavni. Nakonec bych se chtěl omluvit za případné záměny písmen z/y, mám Windows spuštěné ve virtuálu, jsem zvyklý na eng klávesnici a psaní s háčky a čárkami není pro mne úplně jednoduché. Může se také stát, že občas chzbí písmenka a slova jsou spojené, nevim čím to je, po uložení a novém otevření miznou... soubor ponechávám v MathCADu, nikdo mi s jistotou neřekl, jestli se to má exportovat... za případnou chybu formátu se omlouvám. děkuji za přízeň Radek Jonáš
Literatura odkazy a zdroje -vlastní časopisy časopisy 'CZ Akustika' -vypůjčená kniha od kamaráda - anglický originál 'Electrostatic Loudspeaker - Design & Construction' (Ronald Wagner, Audio Amateur Inc. 1993) -internet: http://en.wikipedia.org http://www.google.com/patents http://mark.rehorst.com/ESLs/index.html http://amasci.com/esloud/eslhwto.html http://www.soundlab-speakers.com/ http://www.sacdmods.com/ESL/ http://www.google.com
ný výkres, tudíž tento
