스피커 인클로져 설계 (4/9)

 

#1. 인클로져 박스 선정

 

제목은 "인클로져 설계"로 되어 있지만...

엄밀하게 말하면, "기성 목재 박스 선정 및 박스 가공 설계" 정도가 정확한 표현이겠다.

그 이유는...

자작 1호기/2호기처럼 ① 자작나무 합판 재단, ② 접착, ③ 외부 마감 과정을 거치기 위해서는...

현재 잔액 4.8만원으로는 어림없다.

그 돈으로 크로스오버 네트워크도 만들어야 하는데... 쩝

 

더욱 결정적인 이유는...

나의 허접한 목공 실력으로는...

"결과물이 절때로 이쁘지 않다~~~!" 는데 있다.

 

그래서, 기성품으로 제작된 저렴한 나무 박스를 활용해서 한번 만들어 보기로 한다.

 

기성품 목재 막스... 거의 무한 검색을 한 것 같다.

목재 각티슈 박스...

목재 수저통...

목재 선물함...

등등

 

알리익스프레스 쇼핑카트에 존재하는 목록을 보면 ([그림 1] 참조)

얼마나 많은 고민을 했는지 알 수 있다.

 

검색 결과를 요약하면...

약 2만원을 소모하면 어떻게든 만들 수는 있을 것 같은데..

원하는 크기가 맞지 않거나,

추가로 외부마감을 해야 하는 등 딱 떨어지는 솔루션을 찾을 수 없었다.

 

[그림 1] 나의 알리익스프레스 쇼핑카트

 

 

#2. 선정된 박스 - 발렌타인 30년산 우드 박스

 

그러던 도중, "발렌타인 30년산 우드 박스"를 활용한 블루투스 스피커 만드는 네이버 카페를 발견했다.

 

[그림 2]를 한번 보시라...

" 오~~~ 일단 외함이 고급져 보인다. "

" 그리고 별도의 마감도 필요 없을 것 같다. "

 

[그림 2] 발렌타인 우드케이드 블루투스 스피커

 

" 크기도 적당할 것 같다. "

 

통빡으로 잡아서 AD-45 스피커 내부 체적이 약 0.9리터...

발렌타인 박스 내부 체적이 약 2.5리터...

약 2.8배의 체적 증가다.

 

스피커 통의 체적 관점에서 [그림 2] 스피커와 내가 만들 스피커의 가장 다른 점은...

[그림 2]는 박스 하나의 체적을...

좌/우 우퍼가 동시에 쓰거나(개인적으로 비추)...

절반씩 나눠쓰는 구조라면... (공간이 충분하지 않을듯한 느낌)

내가 만들 스피커는 좌/우 각각의 우퍼가 별도 박스에 장착되면서...

독자적인 충분한 울림 공간을 확보 수 있다는 점이다.

 

오늘의 명언...

스피커는 사실 "울림통의 체적"이 깡패다.

동일한 우퍼 유닛을 사용해도 넓은 체적 하에서는 조금 더 낮은음을 낼 수 있다.

진짜다...

괜히 궤짝형이나 톨보이 스피커가 소리가 좋은게 아니다.

사실 우퍼 유닛의 각종 특성 파라미터에 따라 적정 체적이 정해지기는 하지만...

일반적으로 AD-45에 장착된 3인치 하만카돈 우퍼 체적으로 0.9리터는 많이 모자라지 싶다.

 

2.5리터의 큰 공간에 나의 하만카돈 우퍼를 장착하면...

훨씬 좋은 소리를 낼꺼라는 최면을 계속 걸면서...

이 케이스로 선정해 본다.

 

그런데...

막상 구하려고 봤더니...

발렌타인 술 먹고 나면 일반적으로 버리는 줄 알았던 이 케이스가 생각보다 비싸다.

당근마켓, 번개장터 등을 찾아보면 공병 포함 케이스 하나가 1.5 ~ 2만원에 거래된다.

[그림 2]와 같은 스피커 만드는 사람들의 수요가 반영된 것 같다.

 

약 2주를 잠복한 끝에...

당근 마켓에 박스 2개 일괄판매 글이 올라왔다. ([그림 3] 참조)

2개에 3만원...

와탕카~~~!

 

채팅 후, 곧바로 구매 완료...

 

[그림 3] 발렌타인 우드케이드 당근 거래

 

그런데...

너무 과소비한 것 아닌가 걱정스럽다.

잔여 금액 4.8만원에서 3.0만원을 써버렸으니...

1.8만원으로 크로스오버 네트워크를 꾸며야 한다.

 

" Hi-Fi 도 아니니... 저렴한 소자들로 구성해 보지 뭐... "

" 그건 그때 고민하지 뭐... "

 

또 한 번의 과감함을 가장한 무모한 결정을 시전 한다.

 

 

#3. 인클로저 설계

 

몹시 부끄러운 " 혹시 당근이세요? "를 외치면서 어렵게 구한 발렌타인 박스 전면/후면 사진은 [그림 4]와 같다.

케이스 앞면은 힌지 두 개로 여닫을 수 있는 구조이며, 나머지 다섯 개 면은 단단하게 접합되어 있다.

많은 사람들은 이 케이스로 스피커를 만들 때...

앞 뚜껑과는 별개의 베플면을 제작하여 내부에 접합하는 방법을 사용한다. ([그림 2] 처럼)

 

그런데... 나는 조금 다르게 해보려 한다.

박스 후면을 베플(Baffle)로 사용하는 게 음질 측면에서 더 좋을 것 같다는 생각에서이다.

① 원래 존재하던 전면판을 베플로 사용하거나, ② 내부에 별도 베플면을 추가할 수 있지만...

①은 베플면 떨림이 심히 우려스럽고... (음질에 치명적일 수도...)

②는 재료비 한계 및 자신 없는 목공 실력으로 일단 배제...

 

[그림 4]의 우측 그림에서 보듯이...

박스 후면은 네 모서리가 딴딴하게 이미 접합이 되어 있어 배플로써 최대한 좋은 조건을 갖추고 있다.

박스 앞 뚜껑(나에게는 뒤 뚜껑)의 접합면을 최대한 실링(Sealing)해서...

스피커 통 내/외부의 공기 흐름을 최대한 차단하면 될 것 같다.

 

[그림 4] 발렌타인 우드케이드 전면(좌), 후면(우)

 

무료 스케치업(Sketchup Web)을 이용해서 발렌타인 케이스, 우퍼, 트위터, 포트를 모델링하고...

베플에 각 컴포넌트를 배치시켜 본다.

최종 결정된 스피커 모양은 [그림 5]와 같다.

 

" 두둥~~~~! 멋지지 않은가? "

 

동일한 우퍼 유닛이 아래와 위에 두 개 장착되어 있고, 

위 우퍼는 우퍼 본연의 소리를 내어주고...

아래 우퍼는 베플 스텝의 손실을 보상해주는 약 300Hz까지의 소리만을 내어준다.

위에서 두 번째에는 트위터가 고음을 내어줄 예정이며,

아래에서 두번째 포트는 우퍼가 울려주지 못하는 저음을 보강해 줄 것이다.

 

디알못(디자인을 알지 못하는 넘)인 내가 보기에는...

나름 이뿌다~~~~ ㅋㅋㅋ

 

[그림 5] 스피커 외부

 

유낫을 대충 배치한 것 같지만...

음향 측면에서 나름 다음의 여러 부분을 신경을 쓴 거다.

자세하게 설명해 보자.

 

① 우퍼와 트위터 위상 정렬

전면 베플 기준 우퍼와 트위터 콘지의 위치를 정렬하면 일단 소리가 좋아진다...

그 이유는 아래 링크 참조하시라...

인클로져 상세 설계 (4/12)

[그림 5]를 자세히 보면, 우퍼는 베플면 앞에서 고정하고, 트위터는 배플면 후면에서 장착하는 방식으로 조립한다.

베플 두께가 10mm니깐... 얼추 위상이 맞지 않을까 싶다.

 

② 트위터 앞면 꼬깔 가공

[그림 5]의 트위터 앞면을 보면 베플면을 둥글게 꼬깔 모양으로 깎아 놓은 것이 보인다.

지금까지의 경험을 기준으로 하면...

트위터에서 나오는 직진성이 강한 고주파가 이런 꼬깔 모양이 없으면 음압이 떨어지고...

고음의 지향성이 강해지는 특성이 존재했다.

가공이 조금 힘들기는 하지만...

그래도 요렇게 하기로 한다.

실제 경험담은 아래 링크 참조

각종 튜닝 (10/12)

 

③ 메인 우퍼 위치 선정

2.5-way 스피커의 경우 "메인 우퍼"는 저음 전 대역을, "부가 우퍼"는 DC ~ 300 Hz 정도의 초저음 대역 소리를 내어준다.

상단에 "메인 우퍼"를 배치하고 하단에 "부가 우퍼"를 배치한 이유도 따로 있다.

이렇게 배치하면, "메인 우퍼"의 소리의 지향성은 약간 위쪽으로 올라가고...

"부가 우퍼"의 소리의 지향성은 약간 아래쪽으로 내려간다.

관련 내용은 아래 링크 참조

인클로져 상위 설계 (3/12)

책상에 앉아서 음악을 듣는다고 하면...

사람이 청음하는 위치는 스피커보다 약간 높은 편이다.

따라서, "메인 우퍼"를 상단에 설치하면...

[그림 6]과 같은 별도의 책상 스피커 스탠드를 사용해서 스피커를 사람이 정면으로 보게 위로 틸팅(Tilting) 한 효과가 난다.

 

[그림 6] 책상 스피커 스탠드

 

"부가 우퍼"의 경우에는 초저음(DC ~ 300Hz)만 내주는 기능을 하기 때문에...

낮은 주파수로 인해 별도의 지향성을 갖지 않기 때문에 문제가 되지는 않는다.

 

그리고, 이렇게 구성하면 "메인 우퍼"와 트위터가 바닥면 대비 일정 높이(150mm 정도)로 띄워져 있기 때문에...

[그림 6]의 별도 스탠드에서 제공하는 "스피커를 바닥에서 올려주는" 기능 역시 제공하는 것과 유사하다.

이렇게 하면... 바닥 반사파를 줄여줄 수 있는 별도 스탠드의 효과 역시 볼 수 있는 것이다.

 

따... 라... 서...

" 이 스피커는... 스탠드 내장형이라고 말할 수 있겠다... ㅋㅋㅋ "

" 이런... 오바쟁이... "

 

그럼 스피커 내부 구성도를 보자. [그림 7]

앰프, 전원, ON/OFF 볼륨 단자는 좌측 스피커에만 설치될 예정이다.

나머지는 좌/우가 모두 동일하다.

 

[그림 7] 스피커 내부 좌측 스피커(좌), 우측 스피커(우)

 

전편 베플면에 필요한 가공 치수는 [그림 8]과 같다.

 

[그림 8] 배플면 가공 수치

 

마지막으로, 책상 설치 예상도는 [그림 9]와 같다.

은근 있어 보인다....

분명 내 생각에만 그렇겠지... ㅠㅠ

 

[그림 9] 책상 위 설치 예상도

 

#4. 공구 구매

 

[그림 8]의 베플면 가공을 위해서는 별도의 공구 구매가 필수적이다.

 

일단, 나무에 원하는 수치의 원형 홀을 뚫을 수 있는 홀쏘 세트가 필요하다.

지름 62mm, 40mm, 24mm 세 가지가 필요하다.

 

최대한 비슷한 규격 크기를 지원하는 목공용 홀쏘 세트 ([그림 10])을 구매했다.

 

[그림 10] 목공용 홀쏘 세트 구매

 

두 번째는 트위터 꼬깔 가공을 위한 공구되겠다.

처음에는 줄로 잘 갈아서 해볼까도 생각했었는데...

절때로 이쁘게 안나온다는 걸 경험으로 알고 있다.

이번에는 대형 투자를 단행한다.

유선 트리머([그림 11])와 전용 트리머 비트([그림 12])

거의 6만원에 육박하는 엄청난 지출이다... 쩝...

 

마지막까지 이 짓은 안 하려고 했는데...

결국은 발렌타인 케이스의 미려함을 해치지 않기 위한 불가피한 선택이다.

 

[그림 11] 목공 트리머 주문

[그림 12] 트리머 비트 주문

 

 

마지막으로 실링(Sealing) 스트립을 주문했다.

우퍼를 나사못으로 접합 시, 공기가 세지 않도록 하는 용도와...

박스 후면 뚜껑을 닫을 때, 공기의 기밀을 유지하는 목적되겠다.

 

위 공구는 재료비에서 제외해야 하지만 실링 스트립은 포함해야 하니...

이제 남은 재료비는 1.6만원이다... ㅠㅠ

 

[그림 13] 스피커 박스 씰(Seal) 주문

 

적어도 3주 동안은 알리익스프레스에서 주문한 물건이 도착할 때까지 느긋하게 기다려야 한다.

 

기대하시라... 물건 도착 후 진행상황을 계속 글로 쓸 예정이다.