가성비 책상용 스피커 DIY

캠핑용 스피커로 변신 (번외편)

대갈공명 2023. 2. 17. 20:28
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#1. 스피커 청음 및 사용자 요구사항 변경

 

약 2개월에 걸쳐 자작한 "책상형 스피커"를... ([그림 1] 참조)

먼저 그동안 많은 신세를 졌던 세 형님께 소리를 들려 드리고 싶었다.

그리고는 주문을 받아서 손수 양산을 하고...

하나씩 선물로 드리려고 했었더랬었다.

 

[그림 1] 자작한 책상형 스피커

 

시제품을 일주일씩 돌려서 들으시고...

청음에 대한 의견과 원하는 요구사항을 말씀해 주시기로 했다.

 

일단, 청음에 대한 의견은 3줄 요약하면...

 

"만든다고 고생했다..."

"소리는 기대보다는 괜찮다..."

"하지만 아쉬운 점이 몇몇 있다. 특히 저음이..."

 

저음에 많이 신경 쓴다고 하기는 했는데...

집에서 수천만원이 넘는 오디오 시스템을 가지고 계신 형님들이니...

이해가 되기도 한다.

 

"이거는 10만원 짜리 재료비로 만든거라구욧~~~~~!!"

 

암튼 그나마 하나씩 만들어 달라고 하신다..

그래도 영~~~ 아닌 건 아닌가 보다.

 

""" 그... 런... 데... """

 

세 분 중에서 두 형님께서 다음의 요구사항을 말씀하셨다.

"나는 캠핑용으로 쓸꺼니깐..."

"①  한통 짜리로..."

"②  배터리로 6시간 이상 동작했으면 좋겠다."

 

이런~~~~!

거의 새로 만들라는 거나 다름없는 요구사항 되겠다.

진상 고객님들 앞에서는 지금껏 열심히 고민했던 "개념설계"니 뭐니 이런 거 다 필요 없더라...

 

그래도 어쩌랴...

고객은 왕이니 말이다.

 

 

#2. 사용자 요구사항 변경 및 새로운 개념설계

 

곰곰이 생각해 본다.

발렌타인 30년 산 케이스 한통으로 스테레오 스피커를 만든다면?

다음의 문제점이 예상된다.

①  베플(전면판)에 다수의 유닛 배치 불가 (우퍼 2개, 트위터 2개, 포트 2개)

②  저음 약화 예상 (좌/우 스피커가 좁은 공간을 나눠 쓰다 보면... 당연한 결과)

 

"잘못하다가... 진짜 3만원짜리 Britz 스피커랑 소리가 같아지겠는데... 음..."

 

과감하게 결정을 내린다.

 

①  한통에 한 채널(모노)로 제작한다.

두 개를 Left/Right 채널 별도로 만들어서...

두 분이 동시에 캠핑을 가시면...

"블루투스 멀티페어링"을 사용해서...

스테레오로 들으실 수 있게 한다. 

②  베플을 전면 뚜껑 내부에 만들어 개폐할 수 있도록 한다.

캠핑용이라서 유닛 손상 가능성을 최소화해야 하니 어쩔 수 없는 결정이다.

다만, 이 방식이면 울림통의 공간이 줄어들어 저음에 악영향을 미치는 건 어쩔 수 없을 듯하다.

③  소모전력 측정을 통해서 10시간 이상 동작하는 배터리를 내장한다.

④  볼륨 단자를 없앤다.

요거는 단자를 빼는데 드는 수고로움을 덜기 위한 귀차니즘의 결과이다.

 

 

#3. 스피커 박스 및 크로스오버 제작

 

"책상형 스피커"와 동일한 발렌타인 30년 산 케이스를 활용한다.

다만, 베플이 내부에 들어가야 하는 관계로...

[그림 2]와 같이 내부에 보강목을 설치한다.

9mm 자작나무 쫄대를 이용하였다.

이 보강목이 없이는 내부 공기의 완전한 밀폐가 불가능할 것으로 판단했다.

 

[그림 2] 내부 보강목 설치

 

다음으로 전면 베플을 제작한다.

멀바우 집성목 12mm 재단 서비스를 주문하고...

위치에 맞게 목공용 홀쏘 세트를 이용해서 뚫어준다.

하단의 두 구멍은 "전원 스위치" 및 "충전포트" 연결을 위해서 뚫었다.

[그림 3]은 4회 바니쉬 작업 후에 완성된 베플이다.

 

[그림 3] 전면패널 타공 및 바니쉬 작업

 

[그림 4]와 같이 "책상형 스피커"와 동일한 크로스오버 네트워크를 제작한다.

사진에서 초록색 저항은 여러 가지 시도를 위해 달아 놓은 것인데...

실제로 사용하지는 않는다.

(사실은 스테레오를 모노로 변환을 시도했으나, 실패했다는... ㅠㅠ)

 

[그림 4] 크로스오버 네트워크 제작

 

#4. 테스트 및 조립

 

[그림 5]는 조립 이전 회로의 이상유무 확인을 위한 테스트 장면이다.

일단... 소리는 난다.

ㅋㅋㅋ

 

[그림 5] 정상 동작 확인

 

다음은 통 내부에 흡음재를 붙이고...

전면패널 접합부에 실링 스트립을 꼼꼼하게 바른다. ([그림 6] 참조)

아직 배터리가 장착되어 있지는 않지만...

뚜껑만 닫으면 조립이 완성된다.

참고로, 기구적인 문제로 포트를 1.5cm 잘라냈다.

그만큼 저음도 잘려 나갈 것이다. ㅠㅠ

 

[그림 6] 흡음제 및 실링 스트립 작업

 

조립을 완료한 사진은 [그림 7]과 같다.

 

[그림 7] 조립 상태

 

#5. 소모전력 측정 및 배터리 조립

 

일단 배터리 용량 산정을 위해서 스피커의 소모전력을 측정한다.

12V DC 입력 기준으로 측정해 본 결과,

스피커 소리가 없을 경우, 약 80mA,

스피커 소리가 클 경우, 약 250mA

정도가 소모되었다.

 

"생각보다는 작네..."

"역시 Class-D 앰프여~~!"

 

[그림 8] 전류소모 측정 (상) 작은 소리, (하) 큰 소리

 

일단, 통빡으로 스피커 동작 시 평균 200mA를 사용한다고 가정하고...

10시간이면 2,000mAh 정도면 되겠다고 생각하고...

[그림 9]의 2,6000mAh 배터리를 선정해서 주문했다.

다른 부품은 중국산을 사용하지만, 배터리만큼은 비용이 조금 더 들더라도 국산을 사용한다.

그 이유는 배터리는 위험한 물건이니깐...

배터리 효율을 80%로 잡으면...

대충 2,000mAh 정도이니...

10시간은 너끈하게 사용할 수 있을 것 같다.

 

[그림 9] 선정된 배터리

 

배터리를 장착한 최종 조립 사진은 [그림 10]과 같다.

생각보다 내부가 꽉~~ 찬다.

 

[그림 10] 배터리 추가 후 동작 시험

 

#6. 성능 측정

 

먼저 SPL 특성 측정한다.

결과는 [그림 11]과 같다.

 

"책상형 스피커"와 달라진 점은 저음 부분이다.

약 80Hz까지 내려갔던 저음 하한선이 120Hz로 올라갔다.

이건 다음의 이유로 어쩔 수 없는 상황인 것 같다.

①  내부 개폐형으로 만들면서 내부 공간의 1/4이 줄어들었다.

②  포트를 1.5cm 잘라냈다. 

 

그래도 나쁘지 않은 특성 인걸로...

 

[그림 11] SPL 측정 결과

 

측정 결과 중에서 특이한 점을 하나 발견한다.

전체적인 왜곡(Distortion)이 줄어들었다는 점이다. ([그림 12] 참조)

그 이유는...

바로...

바로...

바로...

"배터리" 되겠다.

기존에 사용하던 스위칭 DC 전원은 잡음이 존재할 수밖에 없다.

하지만, 배터리는 잡음이 없다...

캠핑용이라서 좋아진 점도 있네... ㅋㅋㅋ

 

[그림 12] 왜곡 측정 결과

 

배터리 성능 측정 결과는...

6시간까지만 해봤다...

밤이라서... 아랫집에서 올라올까 봐 더 이상은...ㅠㅠ

일단, 요구사항은 만족한 걸로~~!

 

 

#6. 최종 형상

 

배터리로 동작하는 스피커 한통의 최종 형상은 [그림 11]과 같다.

블루투스 멀티페어링으로 스테레오로 운용 중인 사진은 [그림 12].

스테레오도 잘된다~~~

 

[그림 11] 완성 샷
[그림 12] 블루투스 멀티페어링을 이용한 스테레오 동작

 

 

#6. 마치며

 

일단, 재료비 내역을 한번 보자. ([그림 13] 참조)

배터리와 상판이 추가되면서...

생각보다 많은 비용이 소요되었다.

스테레오 버전으로 두 짝 만들면...

18만원 ㅎㄷㄷ...

이제 더 이상 가성비 스피커가 아닌 것 같다. ㅠㅠ

 

[그림 13] 재료비 내역 정리

 

나름 고객님의 요구사항을 맞추려고 최대한 노력했다.

결과도 만족스럽다.

뿌듯하다~~~

 

이제 다른 고객님들의 needs를 만족시키기 위해서...

1차 양산에 들러가려 한다.

 

먼저 네트워크 회로를 11개 더 만들었다. ([그림 14] 참조)

 

시간 날 때마다 만들어서...

납품할 예정이다.

 

[그림 14] 네트워크 회로 양산

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