🎓 آموزش جامع ساخت و تنظیم جعبه بلندگو (Subwoofer Enclosure) حرفه‌ای برای خودرو و اسپیکر خانگی

 ملودی - مرجع تخصصی آموزش و قطعات صوتی حرفه‌ای

1. مقدمه

جعبه یا محفظه‌ی بلندگو، نه‌فقط محلی برای نصب ووفر است بلکه بخش کلیدی در کنترل و شکل‌دهی صدا محسوب می‌شود. وظیفه اصلی این محفظه، ایزوله کردن موج صوتی تولید شده توسط پشت دیافراگم بلندگو از موج جلویی آن است. طراحی و ساخت صحیح آن می‌تواند شدت، دقت و گستره‌ی فرکانسی صدا را متحول کند. یک طراحی نادرست می‌تواند منجر به از دست رفتن توان قابل توجه، ایجاد بیس شل (Wobbly Bass) و اعوجاج گردد. این مقاله‌ی جامع از سوی دیجی‌ملودی با هدف آموزش گام‌به‌گام ساخت جعبه بلندگوی حرفه‌ای برای سیستم‌های خودرویی (Car Audio) و اسپیکرهای خانگی (Home Theater) تدوین شده است.

2. اصول آکوستیک طراحی جعبه بلندگو

جعبه بلندگو باید شرایط خاصی را فراهم کند تا ووفر بتواند با بهترین کارایی کار کند. در فرکانس‌های پایین، حرکت دیافراگم ووفر بسیار زیاد است و هوای پشت آن در حال فشرده شدن و منبسط شدن است. این تداخل موج‌های جلویی و پشتی (که 180 درجه اختلاف فاز دارند) باعث کنسل شدن بیس و افت شدید صدا می‌شود.

بر اساس نوع طراحی، می‌توان سه نوع محفظه‌ی اصلی را تعریف کرد که هر کدام پاسخ فرکانسی متفاوتی ارائه می‌دهند:

الف) جعبه بسته (Sealed Enclosure)

این نوع محفظه کاملاً هوا‌بندی شده و هیچ راه ارتباطی با محیط بیرون ندارد.

• ویژگی‌های آکوستیکی: هوا درون جعبه به عنوان یک فنر عمل کرده و حرکت مخروط ووفر را محدود می‌کند. این محدودیت منجر به افزایش فرکانس تشدید (Resonance) سیستم می‌شود.

• مزایا: بیس بسیار دقیق (Tight Bass)، پاسخ ضربه‌ای (Transient Response) سریع، تلفات انرژی کمتر و مناسب برای بازتولید دقیق سیگنال‌های موسیقی پیچیده.

• معایب: بازدهی پایین‌تر نسبت به پورت‌دار و نیاز به آمپلی‌فایر قوی‌تر برای رسیدن به سطح صدای بالا.

• مناسب برای: سیستم‌های استودیویی، مانیتورینگ خانگی، و ساب‌ووفر‌هایی که نیاز به دقت بالا دارند (معمولاً با Qtc=0.707 تیون می‌شوند).

ب) جعبه پورت‌دار یا ونت‌شده (Ported / Vented Enclosure)

این محفظه حاوی یک یا چند مجرای خروجی (پورت یا ونتی که به یک تیوب شباهت دارد) است که به گونه‌ای تنظیم شده تا در یک فرکانس خاص  با دیافراگم بلندگو تشدید کند.

• ویژگی‌های آکوستیکی: در فرکانس تیونینگ ($f_b$‌ )، انرژی صدای پشت ووفر از طریق پورت به صورت هم‌فاز با جلوی ووفر خارج می‌شود و حجم صدای بیس را به شدت افزایش می‌دهد. در فرکانس‌های پایین‌تر از $f_b$‌ ، پورت به صورت یک فیلتر قطع‌کننده عمل کرده و از حرکت بیش از حد ووفر جلوگیری می‌کند (کمک به محافظت از سیم‌پیچ).

• مزایا: بازدهی بسیار بالاتر (افزایش صدای 3 تا 6 دسی‌بل در نزدیکی $f_b$‌ ) و بیس حجیم‌تر (Boomey Bass).

• معایب: پاسخ ضربه‌ای کندتر از جعبه بسته، حجم مورد نیاز معمولاً بزرگ‌تر است، و در فرکانس‌های بسیار پایین خطر آسیب دیدن ووفر (در صورت نبود فیلتر) وجود دارد.

• مناسب برای: سیستم‌های خودرویی که نیاز به صدای بسیار بلند دارند و موسیقی‌هایی با بیس سنگین (مانند EDM و هیپ‌هاپ).

  توجه:

$f_b$‌ (به‌صورت انگلیسی f sub b) یعنی فرکانس تیونینگ جعبه بلندگو یا همون Box Tuning Frequency.

🔹 تعریف دقیق:

$f_b$ فرکانسیه که در اون، سیستم جعبه + پورت (دهانه) با هم وارد رزونانس آکوستیکی می‌شوند. یعنی جایی که حجم هوای داخل جعبه و ستون هوای داخل پورت، با دیافراگم ووفر هماهنگ می‌شوندو بیشترین تقویت صدا در فرکانس‌های پایین (bass) اتفاق می‌افتد.

🔹 به زبان ساده‌تر:

وقتی یه جعبه پورت‌دار (Ported Box) می‌سازید، اون سوراخ یا لوله‌ی پورت مثل یه “ساز بادی” رفتار می‌کند. فرکانس خاصی وجود داره که در اون، پورت و جعبه با هم بیشترین بازده رو دارند — همون فرکانسه رو «$f_b$» می‌گویییم.

🔹 کاربرد در فرمول:

فرمول طول پورت که تو مقاله اومده بود:

$$L = \frac{23562.5 \times D^2}{V_b \times f_b^2} - 0.823 \times D$$

اینجا:

• $L$: طول پورت (به سانتی‌متر)
• $D$: قطر پورت (cm)
• $V_b$: حجم خالص داخلی باکس (liters)
• $f_b$: فرکانس تیونینگ هدف (Hz)

🔹 محدوده‌ی معمول:

برای ساب‌ووفر خودرو معمولاً $f_b$ بین 30 تا 40 هرتز انتخاب می‌شود.

برای اسپیکر خانگی، ممکنه بره تا 45–55 هرتز، بسته به نوع ووفر و حجم جعبه.

🔹 نکته طلایی دیجی‌ملودی:

اگر $f_b$ رو خیلی پایین بگیرید → بیس عمیق‌تر ولی خروجی کمتر

اگر زیاد بگیرید → بیس سریع‌تر ولی سطحی‌تر

پس باید با پارامترهای Thiele/Small ووفر هماهنگش کرد (مثل $Q_{ts}$، $V_{as}$، و $f_s$) تا رفتار جعبه دقیق بشه.

در ادامه یه جدول کاملاً مهندسی‌شده بر اساس اندازه ووفر، حجم باکس (تقریباً)، و دامنه‌ی پیشنهادی فرکانس تیونینگ $f_b$ می‌ذارم:

📘 نکته‌ی تحلیلی برای دیجی‌ملودی:

در تنظیم $f_b$، اگر می‌خوای پاسخ فرکانسی “صاف‌تر” در محیط بسته‌ی خودرو داشته باشی، همیشه حدود 2 Hz پایین‌تر از $f_s$ (فرکانس رزونانس ووفر) انتخابش کن. ولی برای محیط باز یا باکس‌های نمایشگاهی، مقدار 3–5 Hz بالاتر از $f_s$ باس فلت‌تر و punch قوی‌تر تولید می‌کنه.

ج) جعبه بَند‑پَس (Band‑Pass Enclosure)

این طرح از دو محفظه تشکیل شده است: یک بخش که بسته است و دیگری که پورت دارد. ووفر معمولاً بین این دو محفظه نصب می‌شود و هوا فقط از طریق پورت متصل به محفظه‌ی دوم خارج می‌شود.

• ویژگی‌های آکوستیکی: این طرح به طور انتخابی فقط در یک بازه‌ی فرکانسی نسبتاً باریک (Band) کارایی دارد و سایر فرکانس‌ها را به شدت تضعیف می‌کند.

• مزایا: بیس فوق‌العاده قوی و متمرکز در محدوده‌ی تیونینگ، محافظت عالی از ووفر، و ظاهری خاص.

• معایب: طراحی بسیار پیچیده، پاسخ فرکانسی محدود (معمولاً کمترین فرکانس قابل پخش آن حدود 50 تا 60Hz است) و نیاز به محاسبات دقیق دو محفظه.

3. انتخاب متریال مناسب

انتخاب ماده اولیه ساخت (Substrate) بر اساس استحکام مکانیکی، چگالی، و توانایی آن در جذب یا عدم جذب انرژی لرزشی تعیین می‌شود.

MDF (متوسط‌چگالی - Medium-Density Fiberboard)

ماده‌ی استاندارد و مرجع در صنعت ساخت اسپیکر به دلیل خواص آکوستیکی و سهولت کار با آن.

• ضخامت پیشنهادی: ضخامت ایده‌آل تابعی از توان (RMS) ووفر و ابعاد صفحه است.

  • ضخامت 16–18mm: مناسب برای ووفر‌های کوچک‌تر تا 150 وات RMS و اسپیکرهای خانگی کوچک.

  • ضخامت 22–25mm: مناسب برای ووفر‌های قدرتمند خودرو تا 800 وات RMS که نوسانات دیافراگم بالایی دارند.

  • ضخامت 30mm و بالاتر: برای ساب‌ووفر‌های فوق سنگین یا طراحی‌های مسابقه‌ای.

• مزایا: چگالی بسیار یک‌دست، عدم وجود گره‌های چوبی که رزونانس غیرقابل پیش‌بینی ایجاد کنند، سطح کاملاً صاف برای چسباندن و پوشش‌دهی.

تخته سه‌لایه (Birch Plywood)

بیشتر در ساخت اسپیکرهای پرتابل (قابل حمل) یا اسپیکرهای صحنه استفاده می‌شود.

• مزایا: وزن کمتر نسبت به MDF با ضخامت مشابه و مقاومت مکانیکی بالاتر در برابر ضربه (اما نه لزوماً در برابر رزونانس).

• معایب: ساختار لایه‌ای ممکن است در فرکانس‌های پایین رزونانس‌های ظریفی ایجاد کند که با MDF بهتر کنترل می‌شوند.

مواد جایگزین حرفه‌ای و تقویت‌کننده‌ها

1. فایبرگلاس (Fiberglass Reinforced Plastic - FRP): برای ساخت محفظه‌های با اشکال هندسی پیچیده و خمیده که در خودروها برای استفاده بهینه از فضا ضروری است.

2. پلی‌استایرن با چگالی بالا (High-Density Foam): جهت کاهش وزن کلی جعبه در کاربردهای پرتابل، معمولاً با پوشش‌دهی رزین اپوکسی برای افزایش سختی.

3. آستر یا پوشش‌های ضد رطوبت: ضروری برای جعبه‌های خودرویی برای جلوگیری از جذب رطوبت و متورم شدن MDF.

توجه مهندسی (Bracing): دیواره‌هایی که در فرکانس‌های پایین دچار لرزش می‌شوند (به خصوص دیواره‌های بزرگ 60 سانتی‌متری یا بیشتر)، باعث از دست رفتن انرژی و ایجاد نویز می‌شوند. استفاده از خرک تقویتی داخلی (Internal Bracing) مانند میله‌ها یا صفحات MDF که بین دیواره‌های مقابل نصب می‌شوند، شکل هندسی جعبه را در برابر فشار صوتی حفظ کرده و رزونانس‌های دیواره را حذف می‌کند.

4. محاسبه حجم داخلی جعبه بلندگو (Internal Volume)

حجم داخلی جعبه، یعنی فضای هوایی که داخل محفظه بلندگو قرار دارد، یکی از مهم‌ترین عوامل تعیین رفتار صوتی ووفر است. این حجم دقیقاً مشخص می‌کند که صدای بیس تا چه حد عمیق، سریع یا نرم شنیده شود. به همین دلیل، محاسبه آن باید بر اساس پارامترهای Thiele/Small (T/S) انجام شود؛ این پارامترها توسط کارخانه سازنده ووفر در برگه مشخصات فنی ذکر می‌شوند.

🔹 معرفی پارامترهای اصلی

• $V_{as}$ (Volume of Acoustic Suspension): حجمی از هوا که “سختی فنری” آن با سیستم تعلیق ووفر برابر است. واحد اندازه‌گیری آن لیتر است و نشان می‌دهد ووفر در فضای آزاد چطور رفتار می‌کند.
• $Q_{ts}$ (Total Q Factor): ضریب کیفیت کلی ووفر در حالت بدون جعبه. عددی بین 0.3 تا 0.6 است و بیانگر میزان میرایی طبیعی بلندگو در فرکانس تشدید می‌باشد.
• $Q_{tc}$ (Total Q Factor in Enclosure): ضریب کیفیت سیستم وقتی ووفر در جعبه قرار گیرد. این مقدار معمولاً به‌صورت هدف طراحی انتخاب می‌شود تا پاسخ صدایی دقیق به دست آید. برای صدای بیس متعادل، عدد کلاسیک 0.707 که به آن Butterworth Alignment گفته می‌شود، بهترین گزینه است.

🔸 الف) محاسبه حجم جعبه بسته (Sealed Enclosure)

در جعبه‌های بسته، هوا داخل محفظه نقش نوعی “فنر هوایی” را دارد و از حرکت بیش‌ازحد دیافراگم جلوگیری می‌کند. هدف طراح، رسیدن به مقدار $Q_{tc}$ دلخواه است که از ارتباط ریاضی زیر به‌دست می‌آید:

$$V_b = \frac{V_{as}}{\left(\frac{Q_{tc}}{Q_{ts}}\right)^2 - 1}$$

🔹 مثال عددی:

فرض کنیم ووفر شما دارای مقادیر زیر باشد:

• $V_{as} = 60 L$
• $Q_{ts} = 0.4$

می‌خواهیم $Q_{tc} = 0.707$ باشد.

با جایگذاری:

$$V_b = \frac{60}{(0.707/0.4)^2 - 1} = \frac{60}{(1.7675)^2 - 1} = \frac{60}{3.124 - 1} \approx 28.25 L$$

✅ نتیجه: برای رسیدن به بیس دقیق (پاسخ باتروورث)، باید حجم داخلی جعبه حدود 28.25 لیتر باشد.

🔸 ب) محاسبه حجم برای جعبه پورت‌دار (Ported Enclosure)

در جعبه‌های پورت‌دار، هوا نه فقط داخل جعبه بلکه در لوله‌ی پورت نیز درگیر ارتعاش می‌شود. هدف این طراحی، افزایش بازدهی در فرکانس‌های پایین‌تر (بیس قوی‌تر) است.

در این حالت، طراح ابتدا باید فرکانس تیونینگ جعبه ($f_b$) را مشخص کند؛ یعنی همان فرکانسی که جعبه و پورت در آن وارد رزونانس مشترک می‌شوند. برای ساب‌ووفر خودرو معمولاً این عدد بین 30 تا 35 هرتز تنظیم می‌شود.

پس از تعیین $f_b$، حجم جعبه را می‌توان به دو روش مشخص کرد:

1. استفاده از نرم‌افزار تخصصی

   در برنامه‌هایی مثل WinISD یا BassBox Pro، کافی‌ست پارامترهای T/S ووفر (مثل $V_{as}$، $Q_{ts}$، $f_s$) و عدد تیونینگ $f_b$ را وارد کنید تا نرم‌افزار، مقدار دقیق حجم بهینه $V_b$ را به‌صورت خودکار محاسبه کند.

   این نرم‌افزارها همچنین نمودار پاسخ فرکانسی (SPL vs Frequency) را رسم می‌کنند تا بتوانید ببینید بیس در چه محدوده‌ای تقویت یا افت دارد.

2. استفاده از جداول مرجع

   برخی منابع حرفه‌ای، بر اساس تجربیات استاندارد، نسبت حجم به فرکانس تیونینگ را در قالب جدول ارائه می‌کنند. برای مثال، برای ووفر 12 اینچ با تیونینگ 32 Hz معمولاً حجم جعبه بین 45 تا 50 L پیشنهاد می‌شود.

🔹 جمع‌بندی ساده

درجعبه‌های بسته (Sealed) حجم بر اساس ضریب کیفیت هدف محاسبه می‌شود و اولویت، دقت و کنترل بیس است.

اما در جعبه‌های پورت‌دار (Ported)، حجم بر پایه‌ی فرکانس تیونینگ $f_b$ تعیین می‌شود و هدف، قدرت و عمق بیس بیشتر است.

نکته کلیدی این است که هرچا حجم و تیونینگ دقیق‌تر انتخاب شود، ووفر بدون تحریف و با بازده صوتی بالا کار خواهد کرد.

5. ابعاد پیشنهادی و نسبت‌ها

حتی اگر حجم کلی صحیح باشد، شکل جعبه نیز مهم است. جعبه باید از ایجاد امواج ایستاده داخلی (Standing Waves) جلوگیری کند. برای این منظور، ابعاد نباید مضرب صحیحی از یکدیگر باشند.

قاعده کلی (نسبت طلایی تقریبی):
نسبت ارتفاع به عرض به عمق نباید 1:1:1 باشد. نسبت‌های متداول عبارتند از:

• ارتفاع : عرض : عمق (مثلاً 1.0 : 1.25 : 1.6)

قطر ووفرنوع جعبهابعاد پیشنهادی (سانتی‌متر - تقریبی)حجم خالص (لیتر)8 اینچSealed30 (ارتفاع) × 30 (عرض) × 25 (عمق)22 لیتر10 اینچPorted36 (ارتفاع) × 36 (عرض) × 31 (عمق)40 لیتر12 اینچBand‑Pass45 (ارتفاع) × 35 (عرض) × 40 (عمق)55 لیتر

نکته: این ابعاد حجم ناخالص هستند. باید حجم اشغال شده توسط ووفر، پورت، خرک‌ها و ترمینال‌ها از این مقدار کسر شود تا حجم خالص به دست آید.

6. طراحی پورت در جعبه‌های پورت‌دار (Port / Vent Design)

در جعبه‌های پورت‌دار، یک لوله یا مجرای هوا (که به آن پورت یا ونت گفته می‌شود) نقش بسیار مهمی در عملکرد صوتی دارد. وظیفه اصلی پورت، ایجاد رزونانس در فرکانس تیونینگ ($f_b$) است تا صدای باس، قوی‌تر و پویاتر پخش شود. به‌عبارت‌دیگر، پورت هوای داخل جعبه را طوری کنترل می‌کند که حرکت آن با دیافراگم ووفر هماهنگ شود و نتیجه، باس عمیق‌تر و دقیق‌تر باشد.

🔹 رابطه بین حجم جعبه، فرکانس تیونینگ و ابعاد پورت

برای اینکه پورت درست عمل کند، باید ابعاد آن دقیق محاسبه شود. اگر پورت خیلی کوتاه طراحی شود، صدای بیس بیش‌ازحد تیز و ناهنجار می‌شود. برعکس، اگر خیلی بلند باشد، بیس خفه و کند به‌گوش می‌رسد. طول پورت به سه عامل اصلی بستگی دارد:

• حجم جعبه ($V_b$)
• فرکانس تیونینگ ($f_b$)
• قطر داخلی پورت ($D$)

🔹 فرمول محاسبه طول پورت

برای پورت‌های گرد با دهانه‌های تخت، طول پورت ($L$) طبق فرمول زیر به‌دست می‌آید:

$$L = \frac{23562.5 \times D^2}{V_b \times f_b^2} - (K \times D)$$

در این رابطه:

🔹 مقدار ضریب اصلاح (K)

ضریب K بسته به نوع دهانه پورت متفاوت است.

این ضریب در واقع اثر شکل انتهای پورت (و چگونگی انتقال صدا به هوای بیرون) را جبران می‌کند:

• اگر پورت دهانه تخت معمولی داشته باشد:$$K \approx 0.823$$
• اگر پورت دارای فلر یا شیب نرم در دو طرف باشد (درگاه‌های فشاری یا فلر دوطرفه)، مقاومت هوا کمتر می‌شود و مقدار $K$ نیز کاهش پیدا می‌کند.

🔹 مثال کاربردی (برای محفظه 60 لیتری)

فرض کنید می‌خواهیم برای یک ووفر 12 اینچ، جعبه‌ای با ویژگی‌های زیر طراحی کنیم:

• حجم جعبه: $V_b = 60L$
• فرکانس تیونینگ: $f_b = 40Hz$
• قطر پورت انتخابی: $D = 10cm$
• نوع پورت: دهانه تخت (پس $K = 0.823$)

اکنون با قرار دادن این مقادیر در فرمول:

$$L = \frac{23562.5 \times 10^2}{60 \times 40^2} - (0.823 \times 10)$$

$$L = \frac{2356250}{96000} - 8.23 = 24.54 - 8.23 = 16.31 \text{ cm}$$

✅ نتیجه:

طول پورت لازم برابر تقریباً 16.3 سانتی‌متر است.

🔹 نکات طراحی حرفه‌ای

• قطر پورت نباید خیلی کوچک انتخاب شود؛ چون جریان هوا در آن با سرعت زیاد، نویز ایجاد می‌کند (Port Noise).
• برای ووفرهای 12 اینچ، قطر 8 تا 10 سانتی‌متر معمولاً مناسب است.
• اگر پورت فلر دوطرفه دارید، طول لازم کمی کاهش می‌یابد زیرا جریان هوا روان‌تر عبور می‌کند.
• در مرحله برش، همیشه طول نهایی پورت را کمی بیشتر از مقدار محاسبه‌شده بسازید تا هنگام تست بتوانید با برش تدریجی، دقیقاً به تیونینگ موردنظر برسید.

پیشنهاد فنی دیجی‌ملودی در مورد پورت:

1. فلرینگ (Flaring): لبه‌های ورودی و خروجی پورت باید به صورت انحنا‌دار (Flared) باشند. این امر تلاطم جریان هوا را کاهش داده و اجازه می‌دهد پورت در توان‌های بالا کار کند بدون آنکه صدای ناهنجار "Whistle" یا "Chuffing" ایجاد کند.

2. پوشش داخلی پورت: در انتهای پورت که به داخل جعبه منتهی می‌شود، استفاده از فوم پلی‌یورتان با چگالی متوسط یا نمد آکوستیک می‌تواند جذب امواج برگشتی ناخواسته از دیواره پشتی پورت را بهبود بخشد.

7. ابزار و وسایل مورد نیاز

ساخت یک جعبه حرفه‌ای نیازمند دقت بالایی در برش و مونتاژ است.

ابزار برش و شکل‌دهی:

• اره میزی (Table Saw): برای برش‌های طولی بلند با دقت 90 درجه.

• اره گرد (Circular Saw) با گونیا: برای برش‌های عرضی و ایجاد اتصالات میتر (Miter Joints) در صورت نیاز به گوشه‌های زاویه‌دار.

• روتر (Router) با دنباله یا ابزار دایره‌بُر: برای برش دقیق محل نصب ووفر و پورت.

ابزار مونتاژ و اتصال:

• دریل و پیچ‌گوشتی برقی: برای نصب اولیه و محکم‌کاری.

• چسب چوب صنعتی (مانند Titebond II/III): چسبندگی قوی‌تر از پیچ‌ها است و باید به عنوان عامل اصلی اتصال استفاده شود.

• پیچ‌های خودکار مخصوص چوب: برای نگه داشتن قطعات حین خشک شدن چسب.

• گیره‌ها (Clamps): به تعداد زیاد برای اعمال فشار یکنواخت در حین خشک شدن چسب.

ابزار اندازه‌گیری و تکمیل:

• متر فلزی دقیق و گونیاهای بزرگ.

• بتونه یا سیلیکون درزگیر آکوستیک: برای عایق‌بندی کامل درزها.

• سوهان و سمباده نرم (180 تا 320 گریت): برای صیقل لبه‌ها پیش از روکش‌کاری.

8. مراحل برش و مونتاژ

دقت در این مرحله، تضمین کننده عملکرد آکوستیکی جعبه است.

1. نقشه‌کشی و علامت‌گذاری: تمام شش وجه جعبه (و در صورت لزوم، قطعات خرک) را روی تخته MDF با در نظر گرفتن ضخامت واقعی تیغه اره (Kerf) علامت بزنید.

2. برش دقیق: تمام برش‌ها باید با زاویه دقیق 90 درجه انجام شوند تا درزها کاملاً مماس باشند. استفاده از اتصالات میتر (Miter Joints در 45 درجه) برای لبه‌های ظاهری توصیه می‌شود، اما در جعبه‌های ساب‌ووفر، اتصالات لب به لب (Butt Joints) تقویت شده رایج‌تر است.

3. برش محل ووفر و پورت: با استفاده از روتر، دیافراگم ووفر را به صورت کاملاً دایره‌ای و هم‌مرکز برش دهید. برای پورت، سوراخی دقیقاً به اندازه قطر پورت محاسبه شده در نظر بگیرید.

4. اعمال چسب و اتصال: تمام سطوحی که قرار است به هم متصل شوند را با چسب چوب با کیفیت بپوشانید. قطعات را در جای خود قرار داده و فوراً با پیچ‌های خودکار (با فاصله حدود 10 تا 15 سانتی‌متر از یکدیگر) تثبیت کنید. پیچ‌ها باید عمق کافی داشته باشند اما به سطح بیرونی نفوذ نکنند.

5. نصب خرک‌ها: خرک‌های تقویتی را بین دیواره‌های مقابل (بالا و پایین، چپ و راست) نصب کنید تا استحکام جعبه افزایش یابد.

6. درزگیری اولیه: پس از خشک شدن چسب (معمولاً 12 تا 24 ساعت)، تمامی درزهای داخلی را با سیلیکون آکوستیک یا بتونه چوبی مخصوص درزگیری کنید.

هشدار حیاتی: حتی یک نشت هوای جزئی در نزدیکی ووفر یا درزها، می‌تواند عملکرد سیستم را در فرکانس‌های پایین به شدت مختل کرده و منجر به صدای شل و از دست دادن کنترل ووفر شود.

9. عایق‌سازی داخلی و کاهش رزونانس

هدف از عایق‌بندی داخلی، دو چیز است: 1. جذب بازتاب‌های داخلی و 2. ایجاد یک محیط آکوستیکی معادل حجمی بزرگتر برای ووفر.

مواد پیشنهادی و کاربرد:

• فوم آکوستیک طرح شانه تخم‌مرغی یا هرمی (Acoustic Foam): این فوم‌ها برای جذب امواج بازتابی بسیار عالی هستند. ضخامت ایده‌آل 3 تا 5 سانتی‌متر است و باید دیواره‌های داخلی را پوشش دهد (به جز دیواره‌ی جلویی محل نصب ووفر).

• پلی‌استر پرکننده (Polyfill/Dacron Fiberfill): این ماده مانند الیاف پنبه است که به طور مؤثر فضای خالی جعبه را پر می‌کند. پر کردن کامل جعبه بسته با Polyfill می‌تواند حجم مؤثر جعبه را تا 15٪ افزایش دهد.

توصیه‌های پر کردن (برای جعبه بسته):

• حجم کم (کمتر از 20 لیتر): پر کردن 25٪ تا 30٪ حجم خالص با Polyfill.

• حجم متوسط (20 تا 60 لیتر): پر کردن 35٪ تا 45٪ حجم خالص.

• حجم زیاد (بیش از 60 لیتر): استفاده از فوم‌های سنگین‌تر یا محدود کردن پر کردن به 30٪، زیرا پر کردن بیش از حد باعث می‌شود بیس کندتر شده و پاسخ فرکانسی افت کند.

توجه: در جعبه‌های پورت‌دار، نباید پورت یا اطراف آن را با مواد پرکننده مسدود کرد، زیرا این کار فرکانس تیونینگ (fb​) را تغییر می‌دهد. بهتر است مواد پرکننده را با فاصله از پورت نصب نمایید.

10. نصب بلندگو، فوم و کراس‌اور

نصب صحیح قطعات الکترونیکی و مکانیکی نهایی، کیفیت صدا را تضمین می‌کند.

1. آماده‌سازی سطح نصب: پس از اتمام عایق‌بندی، با استفاده از یک تیغ تیز، محل نصب ووفر را کاملاً تمیز کنید تا هیچ فومی جلوی نشیمنگاه ووفر را نگیرد.

2. واشر آب‌بندی: یک واشر آب‌بندی (Foam Gasket) یا یک نوار سیلیکون نازک را به دور لبه‌ی فریم ووفر بچسبانید. این کار اطمینان حاصل می‌کند که هوایی بین فریم و جعبه نشت نکند.

3. نصب ووفر: ووفر را در جای خود قرار داده و پیچ‌ها را به صورت ضربدری (X-Pattern) و به صورت تدریجی سفت کنید تا فشار به طور یکنواخت روی فنر ووفر وارد شود. سفت کردن بیش از حد می‌تواند به فریم آسیب بزند.

4. نصب ترمینال و کراس‌اور: ترمینال اتصال سیم (Speaker Terminal Cup) باید در محفظه بیرونی به طور کامل سیل شده باشد. کراس‌اور پسیو (اگر استفاده می‌شود) بهتر است در دیواره‌های جانبی نصب شود تا از گرمای موتور آمپلی‌فایر و میدان مغناطیسی مستقیم ووفر دور بماند.

5. اتصالات الکتریکی: تمامی اتصالات ساب‌ووفر (مثبت و منفی) باید با سیم مسی با ضخامت کافی (حداقل 12 AWG برای ساب‌ووفر‌های قدرتمند) انجام شود و لحیم‌کاری باید با سیم‌های قلع-نقره‌ای برای کاهش مقاومت انجام شود.

11. تست و ارزیابی عملکرد

پس از اتمام ساخت و نصب، سیستم باید تحت آزمایش قرار گیرد تا از صحت محاسبات اطمینان حاصل شود.

تست اولیه (بررسی مکانیکی):

با استفاده از یک سیگنال سینوسی (Sine Wave) که به آرامی از 20 هرتز به سمت 200 هرتز حرکت می‌کند (Sweep Tone):

• به صدای ووفر گوش دهید. هر گونه نویز اضافی، لرزش یا تق‌تق نشان دهنده نشت هوا یا شل شدن قطعات داخلی است.

• در جعبه‌های پورت‌دار، نقطه اوج بیس (Peak) باید در فرکانس تیونینگ (fb​) شنیده شود.

تست آکوستیکی پیشرفته (تحلیل پاسخ فرکانسی):

برای ارزیابی حرفه‌ای، نیاز به یک میکروفون اندازه‌گیری (مانند UMIK-1) و نرم‌افزارهایی مانند Room EQ Wizard (REW) یا TrueRTA است.

1. میکروفون را در فاصله 1 متری از ووفر قرار دهید.

2. یک اندازه‌گیری از پاسخ فرکانسی بگیرید.

3. هدف: منحنی پاسخ فرکانسی باید تا حد امکان صاف باشد. در جعبه‌های بسته، افت تدریجی در فرکانس‌های زیر $f_3$ (فرکانس قطع -3 دسی‌بل) مطلوب است. در جعبه‌های پورت‌دار، افت شدید در فرکانس‌های پایین‌تر از $f_b$ طبیعی است.

منحنی پاسخ فرکانسی نشان می‌دهد اسپیکر در هر فرکانس چه مقدار صدا تولید می‌کند، و هرچه این منحنی صاف‌تر باشد، صدای طبیعی‌تر و دقیق‌تری خواهیم داشت.

در جعبه‌های بسته، کاهش تدریجی صدا در فرکانس‌های پایین‌تر از $f_3$ طبیعی و مطلوب است، اما در جعبه‌های پورت‌دار، پایین‌تر از $f_b$ افت صدا سریع‌تر و محسوس‌تر اتفاق می‌افتد.

اصلاح فرکانس تیونینگ (فقط پورت‌دار):

اگر فرکانس بیس بسیار بالا یا پایین است:

• برای کاهش ($f_b$) (تیونینگ پایین‌تر): طول پورت  را افزایش دهید.

• برای افزایش ($f_b$)(تیونینگ بالاتر): طول پورت  را کوتاه کنید.

• کنترل بیس شل: اگر بیس بیش از حد شل است (Overshoot)، ممکن است حجم جعبه زیاد باشد یا پورت بسیار بلند باشد؛ در این حالت باید حجم را کاهش یا پورت را کوتاه کرد.

به بیان ساده تر   

برای پایین آوردن فرکانس تیونینگ ($f_b$) باید طول پورت را افزایش داد، زیرا پورت بلندتر باعث تشدید رزونانس در فرکانس‌های پایین‌تر می‌شود.

برای بالا بردن $f_b$ کافی است طول پورت را کاهش دهید تا جعبه در فرکانس‌های بالاتری تنظیم شود.

اگر صدای بیس بیش از حد شل و غیرکنترل‌شده است، معمولاً دلیل آن حجم زیاد جعبه یا طول بیش از حد پورت است؛ در این صورت با کاهش حجم داخلی یا کوتاه‌تر کردن پورت می‌توان صدای بیس را فشرده‌تر و دقیق‌تر کرد.

بخش 12 – خطاهای رایج و روش‌های اصلاح

 عیب‌یابی تخصصی جعبه بلندگو

13. جزئیات ظاهری و روکشی

روکش نه تنها زیبایی می‌بخشد بلکه در محیط خودرو از جعبه در برابر رطوبت و ضربه محافظت می‌کند.

• روکش موکت (Carpet Finish): رایج‌ترین انتخاب برای سیستم‌های خودرو. از موکت‌های مخصوص صوتی با پرز کوتاه و چسب قوی استفاده شود. موکت را باید روی تمام سطوح بیرونی کشیده و لبه‌ها را با حرارت کم (سشوار صنعتی) محکم کرد.

• روکش وینیل/چرم مصنوعی: برای زیبایی بیشتر و طراحی‌های خانگی یا نمایشگاهی استفاده می‌شود. نیاز به چسب‌های قوی‌تر و دقت بالا در چسباندن برای جلوگیری از حباب زدن دارد.

• رنگ‌پاشی: استفاده از رنگ‌های پودری (Powder Coating) اپوکسی مقاومت بسیار بالایی در برابر رطوبت و خراش ایجاد می‌کند، اما نیاز به تجهیزات تخصصی دارد.

• پایه‌های ضد لرزش: در جعبه‌های خانگی، نصب چهار عدد پایه لاستیکی یا سیلیکونی با چگالی بالا زیر جعبه، انتقال لرزش به کف زمین یا قفسه را به حداقل می‌رساند و وضوح بیس را بهبود می‌بخشد.

14. تنظیم نهایی با آمپلی‌فایر و سیستم

جعبه عالی بدون تنظیم صحیح آمپلی‌فایر بی‌فایده است.

1. تنظیم فیلتر کراس‌اوور (Low Pass Filter - LPF): فیلتر LPF در آمپلی‌فایر ساب‌ووفر را روی فرکانس مناسب تنظیم کنید. برای اکثر سیستم‌های خودرویی، این مقدار بین 80 تا 120 هرتز قرار می‌گیرد. این تنظیم مانع از پخش فرکانس‌های میدرنج توسط ساب‌ووفر می‌شود.

2. تنظیم گین (Gain Setting): گین آمپلی‌فایر را روی حداقل تنظیم کنید. موسیقی‌ای با صدای بلند پخش کنید و گین را به آرامی بالا ببرید تا جایی که صدای ساب‌ووفر با صدای اسپیکرهای اصلی (Full Range Speakers) هماهنگ شود و هیچ‌گونه اعوجاج (Distortion) شنیده نشود.

3. تنظیم فاز (Phase Control): اگر ساب‌ووفر صدای ضعیفی دارد یا بیس آن "خالی" است، دکمه فاز (0 یا 180 درجه) در پشت آمپلی‌فایر را تغییر دهید و ببینید کدام حالت بیس قوی‌تر و یکپارچه‌تری با باقی سیستم ایجاد می‌کند.

15. جمع‌بندی و توصیه پایانی از دیجی‌ملودی

ساخت جعبه بلندگو یک فرآیند فنی و مهندسی است که نیازمند دانش آکوستیک، دقت نجاری و درک پارامترهای بلندگو می‌باشد. برای دستیابی به صدایی حرفه‌ای و ماندگار، توجه به جزئیاتی مانند استفاده از MDF با ضخامت 22 تا 25mm برای ساب‌ووفر‌های پرقدرت، محاسبه‌ی دقیق حجم بر اساس پارامترهای T/S، طراحی اصولی پورت، و استفاده از مواد عایق‌بندی با کیفیت، امری ضروری است.

دیجی‌ملودی به عنوان مرجع تخصصی، تضمین می‌کند که تمامی قطعات مورد نیاز شما برای پروژه‌های DIY در بالاترین کیفیت موجود است. فعالان حوزه صدا و علاقه‌مندان به ساخت سفارشی می‌توانند تمامی قطعات فنی شامل قطعات حرفه ای  ووفر‌، فیلترهای کراس‌اور پسیو با تلرانس پایین، و ترمینال‌های با کیفیت بالا را به‌صورت تخصصی از وب‌سایت دیجی‌ملودی تهیه نمایند.

دیجی‌ملودی: از مهندسی آکوستیک تا لذت آوا