Yleisin asennustapa on koteloitu asennus ( suljettu kotelo, refleksikotelo, bandpass-kotelo ). Toinen kohtuullisen usein käytetty on FreeAir-asennus. Miksi tarvitaan ylipäätään mikään asennus? Miksei subbarielementtiä voi vain laittaa irralleen konttiin ja nauttia bassosta?
Akustinen oikosulku
Subbarielementit ovat rakenteeltaan avoimia kaiuttimia. Voit nähdä kartion takapuolelta ja etupuolelta kun subwooferia käsissäsi pyörittelet. Sekä etu-että takapuolelta tulee kartion liikkuessa yhtä voimakkaita ääniaaltoja. Ne ovat vain täysin vastakkaisessa vaiheessa keskenään. Jos subbarin etu- ja takapuoli ovat samassa ilmatilassa, ääniaallot kumoavat toisensa. Subbarin asennuksen ensisijainen tehtävä on eristää etu- ja takapuolen ääniaallot toisistaan. Tämä saadaan aikaan kotelolla tai FreeAir-asennuksella joka nimestään huolimatta ei tarkoita sitä että subbari on irrallaan penkillä. Siinäkin asennustavassa etu- ja takapuoli ovat toisistaan eristettyjä ja sijaitsevat eri ilmatilassa.
Vaihevirheet
Bassoäänet kumoutuvat osittain myös silloin, kun subbarin ja pääkaiutinten vaihe on vastakkainen. Kuvan ylempi kaavio pätee myös subbarin akustiseen oikosulkuun. Ajattele musta käyrä subbarin etupuolen äänenä ja punainen takapuolen äänenä. Jos molemmat pääsevät samaan ilmatilaan, lopputulos on ei-mitään tai hyvin vähän. Vaiheisiin ja niiden vaikutukseen perehdytään tarkemmin jutussa Subbari soi säätämällä.
Suljettu kotelo
Subbari asennetaan koteloon, joka on tiivis ja nimensä mukaan suljettu. Eli kaiuttimen etu- ja takapuoli on eristetty toisistaan. Kotelon sisällä oleva ilma toimii jousena joka kontrolloi kartion liikettä. Suljetussa kotelossa tärkein elementin toistoon vaikuttava asia elementin itsensä lisäksi on kotelon tilavuus.
- Tilavuuden kasvaessa saadaan enemmän matalaa bassoa mutta kokonaisherkkyys pienenee.
- Tilavuuden pienentyessä saadaan vähemmän matalaa mutta kokonaisherkkyys kasvaa. Tietyn rajan jälkeen yläbassot korostuvat kohtuuttomasti ja toisto on kumiseva.
- Liian pientä koteloa voidaan kompensoida hieman laittamalla vaimennusvanua koteloon. Se ”suurentaa” tilavuutta, mutta todellisuudessa aika vähän.
Suljetun kotelon hyvät puolet
- Se on yleensä kooltaan pienempi kuin muut kotelotyypit eli vie vähemmän tilaa.
- Ei ole kovin tarkka pienille mittavirheille. Toisin sanoen tilavuuden suhteen on pelivaraa jos koteloa tehdään hankalan malliseen paikkaan.
- Äänenlaatu on yleensä hyvää tasoa, harvoin epäonnistuu täysin.
- Se on helpoin rakennettava eri kotelotyypeistä.
- Suurin osa subbareista toimii vähintään kohtuullisesti suljetussa kotelossa.
Suljetun kotelon huonot puolet
- Herkkyys on pienempi kuin refleksikotelossa. Eli tarvitaan enemmän kartiopinta-alaa ja/tai tehoa että saadaan sama määrä bassoa.
- Liikerata kasvaa suureksi matalilla taajuuksilla joten puhekelan pohjaamisen riski kasvaa.
- Kovassa käytössä puhekela ei saa jäähdytysilmaa kotelon ulkopuolelta.
Suljettu kotelo on kaikkein monikäyttöisin subbarin asennus. Se mahtuu melkein mihin vaan ja sillä saadaan hyvälaatuista bassoa kohtuullisen mukavia määriä. Tänä päivänä tarjolla on suuri määrä valmiita autokohtaisia suljettuja koteloita jotka käyttävät hyväkseen tavaratilan ”hukkatilaa”. Niitä löydät TÄÄLTÄ. Suljettuun koteloon sopivia subbareita löydät TÄÄLTÄ.
Refleksikotelo:
Suurin osa valmiiksi koteloiduista subbareista on refleksikoteloituja. Refleksikotelo eroaa suljetusta kotelosta siten, että koteloon asennetaan refleksiputki/portti/tunneli tms muu ratkaisu.
Refleksikotelo toimii niin kutsuttuna Helmholtz-resonaattorina. Se värähtelee ominaistaajuutensa ympäristössä olevilla taajuuksilla, kun ilmanpaineen erot resonaattorin sisätilavuuden ja ulkoilman välillä aiheuttavat edestakaista ilmavirtausta resonaattorissa. TÄ?!
Okei, tässä helpompi versio: Refleksiputki lisää ääntä halutulla taajuudella. Refleksikotelossa syntyy viritystaajuuden alueella suljettua koteloa suurempi vastapaine. Se vähentää kartion liikettä, eli pienemmällä liikeradalla saadaan sama määrä bassoa. Tämä taas pienentää säröä ja lisää hetkellistä tehonkestoa. Eli käytännössä refleksivirityksellä saadaan LISÄÄ BASSOA sille taajuusalueelle mille halutaan. Elementin parametrit, kotelon tilavuus, putken pituus ja pinta-ala ovat ne asiat jotka vaikuttavat tähän vahvistukseen.
Allaolevaa kuvaa klikkaamalla saat auki DD Audion ohjeistusta portin suhteen PDF-tiedostona:
Tilanne muuttuu viritystaajuuden alapuolella. Noin yhden oktaavin viritystaajuuden alapuolella putken ja elementin äänet ovat vastakkaisessa vaiheessa keskenään. Joten ne vaimentavat toistensa ääntä kuuntelijalle. Samaan aikaan portin tuotto laskee ja refleksikotelon elementtiin kohdistuva akustinen kuorma ja vaimennus vähenee. Tästä johtuen elementin liikepoikkeama kasvaa, särö kasvaa ja tehonkesto huononee.
Näistä syistä refleksikoteloiden kanssa suositellaan käytettäväksi subsonic-suotimia jotka leikkaavat liian matalat bassot pois etteivät ne hajota elementtiä. Toisto vaimenee viritystaajuuden alapuolella jyrkästi, että alempien taajuuksien leikkaaminen ei paljoa haittaa, ääntä tulee muutenkin vähän vaikka liikepoikkeama kasvaa. Kannattaa välttää kotelon virittämistä kovin korkeille taajuuksille, jos haluat soittaa matalia taajuuksia. Tavoitteena on että kuunneltava basso olisi kotelon ”hyvällä toiminta-alueella”.
Autokäytössä liian matalakaan viritystaajuus ei ole aina hyvä, koska auton sisätila (cabin gain ja moodit) määrää paljon siitä, mitä kuljettaja oikeasti kuulee. Sitten voi käydä se tylsä tilanne, että parkissa ovet auki basso tuntuu makealta, mutta ajossa ovet kiinni se ei enää “nouse” samalla tavalla. Toimii parkissa, mutta autolla on tylsä ajaa ovet auki sen takia, että basso kuuluisi paremmin.
Muutama ydinajatus mikä vaikuttaa mitenkin:
- Isompi kotelotilavuus vie virityksen matalammalle ja kasvattaa äänenlisäys-efektiä mutta saa sen kohdistumaan kapeammalle taajuusalueelle ( jos putki säilyy samanlaisena )
- Pienempi kotelotilavuus nostaa viritystä ylemmäs ja vähentää äänenlisäys-efektiä mutta saa sen kohdistumaan laajemmalle taajuusalueelle ( jos putki säilyy samanlaisena )
- Putken läpimitan suurentaminen nostaa viritystaajuutta ( jos kotelo säilyy samankokoisena )
- Putken pituuden suurentaminen laskee viritystaajuutta ( jos kotelo säilyy samankokoisena )
- Iso putki virtaa paremmin kuin pieni
Refleksikotelon hyvät puolet ovat:
- Parempi herkkyys eli enemmän ääntä
- Parempi tehonkesto ( viritystaajuudella ja sen yläpuolella )
- Kovassa pitkäaikaisessa soitossa on etua, että kotelossakin ilma vaihtuu ja puhekela saa viileämpää jäähdytysilmaa.
Refleksikotelon huonot puolet:
- Tarkempi mitoituksen suhteen kuin suljettu kotelo
- Monta asiaa jotka vaikuttavat keskenään, hankalampi suunnitella
- Suurempi koko kuin suljetulla kotelolla
- Viritystaajuuden alapuolella toisto vaimenee ja elementin vaurioitumisriski kasvaa
Refleksikotelo on suunnittelunsa monimutkaisuudesta huolimatta kasvattanut suosiotaan koko ajan. Sen hyvät puolet ylittävät useimmissa tilanteissa huonot puolet. Refleksikotelo on se LISÄÄ BASSOA asennustapa. Sillä saa halutessaan bassoa aivan tolkuttomia määriä aikaiseksi. Oikein suunniteltuna ja käytettynä sen huonoista puolista korostuu vain isompi koko ja jos sillä ei ole merkitystä niin silloin tämä kotelotyyppi on juuri oikea valinta. Refleksikoteloon sopivia subbareita löydät TÄÄLTÄ.
Kaistanpäästökotelo eli bandpass eli pämppäri
Kaistanpäästökotelo koostuu oikeastaan kahdesta eri kotelosta ( etu- ja takakammio ). Elementin etupuoli on toisessa kammiossa ja takapuoli toisessa. Näitäkin on vielä erilaisia, suljetussa kaistanpäästökotelossa toinen kammio on suljettu ja toinen refleksiviritetty. Refleksikaistanpäästökotelossa molemmat kammiot ovat refleksiviritettyjä. Yhteistä näille molemmille on se, että ääni tulee ulos ainoastaan putken/putkien kautta. Nimensä mukaisesti nämä kotelot toistavat äänestä vain tietyn kaistan. Muissa kotelotyypeissä toisto vaimenee matalia ääniä kohti mentäessä, kaistanpäästökotelossa toisto vaimenee myös korkeampia ääniä kohti mentäessä.
Viereisessä kuvassa on ns. suljettu kaistanpäästökotelo valmiina pakettina. Tyypillinen lajinsa edustaja, ei kaikkein hifistynein ääni, mutta edullinen paketti ja soi pienellä vahvistimella jo kohtuu lujaa.
Pämppärin perussäännöt
- Jos se viritetään toistamaan laajempaa aluetta, sen herkkyys pienenee
- Jos se viritetään toistamaan kapeampaa aluetta, sen herkkyys kasvaa
Eli pienelle taajuusalueelle saadaan enemmän ääntä ja suurelle taajuusalueelle vähemmän ääntä.
Pämppärin hyvät puolet:
- Sopivalla virityksellä suuri herkkyys, paljon ääntä pienellä teholla
- Sopivalla virityksellä hyvä tehonkesto ja elementin liikeradan kontrolli
Pämppärin huonot puolet:
- Lähes aina hieman epätarkat iskuäänet
- Suuri koko
- Todella hankala suunnitella
- Menee erittäin helposti pieleen ja on hankala rakennettava.
Tätä kotelotyyppiä on jonkin verran saatavilla valmiina ratkaisuina. Jotkut niistä ovat ihan toimivia paketteja, sillä niiden suunnittelun ovat tehneet osaavat suunnittelijat ja käyttäneet sopivia elementtejä. Niissäkin aavistuksenomainen iskuäänten epätarkkuus on aina olemassa verrattuna muihin edellä kerrottuihin asennustapoihin. Hyvänä puolena on kuitenkin se, että niistä saa kohtuupienellä ( lue: edullisella ) vahvistimella mukavasti bassoa.
Minun mielestäni kaistanpäästökotelo on pienen budjetin bassomaanikon asennustapa. Sillä on mahdollista saada halvemmalla enemmän bassoa kuin muilla kotelotyypeillä. Tietyin äänenlaatuun liittyvin varauksin tosin.
FreeAir-asennus
FreeAir-asennus oli aikoinaan hyvin yleinen tapa asentaa subbari autoon. Tehtiin hattuhyllyyn reikä ja ruuvattiin kaiutin siihen kiinni. Nykyään FreeAir-asennusta harvemmin käytetään, markkinoilla on edullisia ja toimivia koteloita ja valmiiksi koteloituja subbareita niin paljon. Ne ovat usein helpompi vaihtoehto kuin FreeAir-asennus.
FreeAir-asennuksen etuja:
- Se ei yleensä vie juuri yhtään tilaa autosta
- Onnistuessaan siinä on todella hyvä ääni
Huomioitavaa FreeAir-asennuksessa
- Kunnollinen toteutus vaatii yleensä enemmän työtä kuin kotelon rakennus tai valmiin kotelon nakkaaminen konttiin.
- Asennustapa ei kontrolloi niin hyvin kartion liikettä kuin koteloasennus.
- Kohdan 2 takia vaatii elementin joka on FreeAir-asennukseen tehty.
Kuvassa FreeAir-asennus takavuosilta. Ventoon laitettiin 4 kpl 10″ subbareita hattuhyllyn paikalle. Projekti onnistui todella hyvin. Ääni oli uskomattoman tarkka, napakka ja vaivattomasti rullaava. Kaikkein nopeinkin tuplabasari tuli kuin tykin suusta ilman puuroutumista. Systeemi myös soi LUJAA. Taatusti tarpeeksi lujaa mihin tahansa normaaliin musiikinkuunteluun ja sen verran lujaa että basson potku tuntui rintalastassa ihan kunnolla.
Homma tosin oli aika paljon vaativampi kuin vaan porata reiät hyllyyn ja tiputtaa bassot niihin reikiin. Pääasia on se, että subbarin etu- ja takapuoli ovat toisistaan eristetyissä tiloissa. Tässä tapauksessa se tarkoitti sitä että peräkontin ja matkustamon väli tiivistettiin niin hyvin kuin mahdollista. Tuuletusilmalle piti kuitenkin jättää kulkureitti ettei kosteus kerry hyttiin. Mutta muuten mahdollisimman tiiviiksi. Ja tietysti subbarien asennuspinta on oltava todella tukeva. Tässä se tehtiin laittamalla auton hattuhyllyn metallirungon alle ja päälle paksut vanerilevyt jotka pultattiin yhteen. Tällainen ”sandwich” rakenne on yleensä aika tukeva. Liimamassaa ja pehmikkeitä ja tiivisteitä ja vaikka mitä vaimennusmattoja jne toki käytettiin vaikka kuinka, mutta perusidea oli noissa kahdessa paksussa ( 25 mm ) vesivanerissa.
Minun mielestäni FreeAir-asennus on onnistuessaan kuningasasennus. Se vaatii työtä ja ei taatusti ole halvin vaihtoehto. Mutta sillä saa halutessaan ja onnistuessaan vaikka täysin huomaamattoman asennuksen ja erinomaisen äänenlaadun. FreeAir-asennukseen sopivia subbareita löydät TÄÄLTÄ.
Onko vielä muitakin kotelotyyppejä?
Esimerkiksi transmissiolinja, tapped horn, aperiodic membrane nyt ainakin. Nämä vaativat erittäin tarkkaa suunnittelua ja testaamista toimiakseen. Niihin ei tässä jutussa riitä palstatila.
Miten näitä koteloita suunnitellaan?
Netissä on monenlaisia kotelolaskureita joilla voi suunnitella kotelon subwooferille. Toiset toimivat paremmin ja toiset huonommin. Kun hankit subbarin meiltä, saat suunnittelun halutessasi aina kaupan päälle. Täältä voit lukea lisää aiheesta.
Kotelonsuunnitteluun kotelotyypistä riippumatta tarvitaan elementin parametrit. Laadukkaille subwooferelementeille on saatavilla parametrit aina. FA-jutussa Parametrit ja kotelonsuunnittelu käydään läpi tarkemmin parametreja ja niiden vaikutusta kotelon suunnitteluun.