บทความ

SPL ENCLOSURE


คุณเคยสงสัยไหมว่า ในสนามการแข่งขัน SPL นั้น เขาสามารถทำให้เครื่องเสียงภายในรถเกิดเสียงดังขนาดเกินกว่า 170 เดซิเบล ได้อย่างไร ?

ถ้าคุณได้รู้เรื่องราวข้อมูลอะไรบางอย่างทางฟิสิคส์แล้ว คุณจะมีความเข้าใจ และนึกภาพออกได้ ในที่ๆ มีการอัด และคลายอากาศอย่างรวดเร็วนั้น ทำให้เกิดเป็นแรงดัน ภายใต้สภาวะของการอัดอากาศ ในกรณีนี้ก็คือห้องโดยสารของรถนั่นเอง

เมื่อคุณได้รู้หลักการขั้นพื้นฐานนี้แล้ว หากคุณต้องการที่จะเข้าร่วมในการแข่งขัน SPL ก็เพียงแต่แสวงหา GOLDEN SUBWOOFER หรือซับวูเฟอร์กำลังสูงๆ และมีช่วงต่อขยายความถี่ยาวมากๆ เพื่ออัดให้อากาศเคลื่อนที่ไปได้ไกลมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เมื่อหาซับวูเฟอร์กำลังสูงๆ ที่ถูกใจได้แล้ว คุณก็ต้องทำการวัดขนาดมิติรวมไปถึงปริมาตร มุมองศาต่างๆ ของภายในรถ เพื่อหาตำแหน่งของ ซีล แชมเบอร์

ซีล แชมเบอร์ คือ ที่ๆ ซึ่งคลื่นทางด้านหน้าของลำโพง และคลื่นทางด้านหลังของลำโพงจะไม่ไปหักล้างกันเอง ตำแหน่งของซีล แชมเบอร์นี้เอง ที่เป็นตัวทำให้เกิดการอัด และคลายอากาศอย่างรวดเร็ว และที่สำคัญควรให้ปริมาตรของแชมเบอร์ หรือห้องโดยสารของรถ มีปริมาตรที่น้อยที่สุด เพื่อให้มีอากาศเคลื่อนไหวน้อยมาก

แล้วก็มาถึงส่วนของตู้ซีล (SEALED) ผู้ที่มีความปรารถนาจะเข้าร่วมในการแข่งขัน SPL มักจะมีคำถามในใจว่า จำเป็นต้องใช้ตู้แบบซีลเท่านั้นหรือ ? จะใช้ตู้แบบพอร์ท (PORTED) ได้หรือไม่ทั้งหมดไม่มีคำตอบที่แน่นอน ผู้ที่เคยเข้าร่วมในการแข่งขันหลายๆ คนใช้การเรียนรู้จากการลองผิดลองถูกครั้งแล้วครั้งเล่า จนได้คำตอบที่ดีที่สุด

ในทางทฤษฎีของนักฟิสิคส์ แนะนำว่าควรใช้ตู้แบบซีล แต่ก็ยังมีปัญหานิดหน่อยตรงที่การออกแบบซับวูเฟอร์ในปัจจุบัน ไม่สามารถที่จะผลักดันให้อากาศเคลื่อนที่ไปได้ไกลมากพอ ในขณะที่ตู้แบบพอร์ทนั้นกลับให้การเคลื่อนที่ของอากาศไปได้ไกลกว่า แล้วจะทำให้เอาท์พุทสูงขึ้นได้อย่างไร แต่มีอยู่ 2 เหตุผลด้วยกัน

เหตุผลแรกต้องอาศัยการออกแบบตู้ ตู้แบบพอร์ทสามารถแต่งให้มีช่องเกนใหญ่ เพื่อให้การตอบสนองเกินกว่าแบนด์วิดธ์เพิ่มขึ้น โดยการปรับปริมาตรของตู้ และมิติของช่องพอร์ท มีทางเลือกง่ายๆ ที่จะสามารถลดพีคจาก 10-15 เดซิเบล โดยการเพิ่มความไวของลำโพงในแบนด์วิดธ์ขนาดเล็กเหนือระดับ 100 เดซิเบล เหตุผลที่ 2 ที่จะทำให้เกิดไฮเอาท์พุทได้ คือ ต้องปรับคลื่นเสียงทางด้านหน้า และด้านหลังให้ได้ตรงตามสเปคของรถ 2 อย่างนี้ เป็นสิ่งที่ผู้เข้าร่วมแข่งขันต้องพิจารณาเพื่อการออกแบบเป็นพิเศษ

ในการออกแบบตู้ SPL จุดหลักในการออกแบบก็คือ ปฏิกิริยาของคลื่นเสียงจากทางด้านหลังจะต้องผนวกกับคลื่นทางด้านหน้าของลำโพงได้ โดยธรรมชาติของคลื่นทั้ง 2 นี้ จะอยู่คนละเฟสกันและสามารถหักล้างกันเองในช่วงฟรีแอร์ แต่เป็นส่วนสำคัญที่จะช่วยเพิ่มกำลังของเอาท์พุทได้

สำหรับตู้ SPL แล้วจะเน้นการออกแบบเพื่อให้ความถี่ที่มีกำลังเพิ่มมากขึ้น พูดอีกอย่างก็คือคุณภาพของเสียงไม่ได้เป็นส่วนสำคัญของการออกแบบ แต่จะให้ความสนใจเป็นพิเศษไปยังความถี่ๆหนึ่งเป็นพิเศษ ทำให้มีความจำเป็นต้องเลือกขนาดของตู้ ซึ่งอาจเป็นแบบเวนท์ หรือแบบพอร์ทก็ได้เพียงแต่ต้องใหญ่กว่าบริเวณโคนของซับวูเฟอร์

 

ขั้นตอนการออกแบบ

ก่อนอื่นต้องหาความถี่ที่จะทำงานได้ดีในรถของคุณ แล้วจะรู้ได้อย่างไรว่าควรใช้ความถี่ขนาดไหนดี ? คลื่นเสียงความถี่เดี่ยวจะเกิดขึ้นในรูปแบบของไซน์เวฟ คลื่นเสียงนี้สามารถวัดออกมาได้โดยใช้สูตรคำนวณง่ายๆ คลื่นเสียงโดยปกติจะวัดออกมาในหน่วยของฟุต แต่เพราะเนื้อที่ภายในรถค่อนข้างจะคับแคบและเล็ก จึงมีความจำเป็นต้องวัดออกมาในหน่วยของนิ้ว ก่อนอื่นต้องแปลงความเร็วของเสียงคือ 1,130 ฟุต/วินาที มาเป็นนิ้ว โดยจะได้เท่ากับ 13,560 นิ้ว/วินาที

ทีนี้เราลองมาเริ่มต้นกับการออกแบบตู้ภายในรถ โดยใช้กฎของ DB DRAG RACING ที่ว่า ตู้ลำโพงทั้งหมด และบัฟเฟิลบอร์ด ยกเว้นที่ติดตั้งที่คิคพาเนลหรือประตู ควรจะตั้งด้านหลังที่ราบ ที่จินตนาการไว้ในช่วงขอบหลังของประตูคนขับ ไปยังช่วงขอบหลังของประตูผู้โดยสาร การวางตำแหน่งตู้ควรจะขยับไปด้านหลัง แนวบรรจบของประตูเล็กน้อย

หลังจากกำหนดตำแหน่งขอบติดตั้งลำโพง จะได้เส้นสมมติอยู่ 4 เส้นคือ A/B/C/D เริ่มจากเส้น A เป็นอิน-เฟสเทคนิคัล เป็นเส้นเริ่มต้นที่วัดจากโคนลำโพง ไปยังจุดอ้างอิงบนแผงหน้าปัดที่ติดตั้งไมโครโฟน ในระหว่างการแข่งขัน ที่จุดนี้เราวัดความยาวได้ 50 นิ้ว เราสามารถคำนวณหาค่าความถี่ได้ โดยได้ค่าฟูลล์เวฟฟอร์มจะเท่ากับ 271 ็HZ ตามกฎของ DB DRAG RACING แล้วกำหนดให้ไม่เกิน 80 HZ

เราจะทำให้ความถี่ 271 HZ ต่ำกว่า 80 HZ ได้อย่างไร ต้องแบ่งคลื่นเสียงที่ได้นี้ออกเป็น 4 ส่วน ที่ 90/180/270/360 องศา มีโอกาสเป็นไปได้ที่จะลดความถี่พีคลง ในกรณีที่ใช้เวฟฟอร์ม 1/4 หรือ 90 องศา ความถี่พีคจะลดลงเหลือเพียง 68 HZ ดังตารางคำนวณ มาถึงตอนนี้ เรารู้แล้วว่าความถี่พีคคือ 68 HZ ก็ถึงเวลาที่เราจะใช้คอมพิวเตอร์มาคำนวณหาปริมาตรตู้ และมิติของช่องพอร์ทเราจะได้รายการของตู้ในลักษณะต่างๆ มาให้เลือกมากมาย

เมื่อเลือกแบบของตู้ได้แล้ว ก็ถึงขั้นตอนของการทำตู้ ซึ่งเราจะไม่ใช้ไม้ แสดงคลื่นทั้งทางด้านหน้า และด้านหลัง การจัดการรูปแบบต่างๆ ในรถ คลื่นหน้าหรือฟรอนท์เวฟเริ่มต้นที่ 0 องศาและไปถึงจุดอ้างอิงบนแผงหน้าปัดที่ 90 องศา สำหรับคลื่นหลังหรือเรียร์เวฟของลำโพงก็เช่นเดียวกัน ควรเริ่มต้นที่ 180 องศา แล้วไปแตะอินเฟสที่บนแผงหน้าปัดกับคลื่นด้านหน้าบนแผงหน้าปัดที่ 90 องศาเช่นเดียวกัน นั่นหมายความว่าคลื่นหลังของลำโพง จะต้องพอดีเป็น 3 เท่าของความยาวทางด้านหน้า ตามแบบ 3A=B+C+D

เมื่อคุณได้เข้าใจในลักษณะของคลื่นเสียง ที่เกิดจากซับวูเฟอร์แล้ว คุณต้องการจะใช้ซับวูเฟอร์ในรถมากกว่า 1 ตัว การคำนวณก็ไม่ใช่เรื่องยากอะไร ซับวูเฟอร์แต่ละตัวก็ใช้ความยาวของคลื่นคล้ายๆ กัน แต่ที่สำคัญซับแต่ละตัว ควรจะมีความยาวจากไมโครโฟน ไปยังซับแต่ละตัวที่เท่ากัน นั้นรวมไปถึงความยาวของเรียร์เวฟด้วย นการทำตู้ควรที่จะเผื่อช่วงให้สามารถปรับความยาวของช่องพอร์ทได้ด้วย

ในการออกแบบรถสำหรับการแข่งขัน SPL นอกจากจะต้องเลือกปริมาตรความจุของภายในห้องโดยสารของรถแล้ว การเพิ่มความแข็งแรงของตัวตู้ ก็เป็นอีกส่วนที่มีความสำคัญ โดยทั่วไปปริมาตรภายใน ควรจะมากกว่าหรือเท่ากับขนาดของตู้ ไม่เช่นนั้นแล้ว ความถี่พีคอาจเปลี่ยนแปลง และมีผลเอาท์พุทจากการออกแบบได้ ความแข็งแรงของตู้ก็ส่งผลโดยตรงต่อการกำธรของตู้ด้วย ซึ่งนับว่าอันตรายมากๆ ควรมีการซัพพอร์ทโครงสร้างตู้ทางด้านนอก เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีผลอะไรกับผิวด้านในของตู้

การควบคุมเวฟฟอร์มในตัวรถ เป็นปัจจัยสำคัญในการแข่งขัน SPL ทั้งนี้รวมทั้งฟรอนท์เวฟ และเรียร์เวฟของลำโพง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องมีการเพิ่มวอลูม เมื่อต้องมีการทำคะแนนเพื่อให้ได้สกอร์สูงๆ

ความเร็วของคลื่นเสียง ยังสามารถแปรผันได้อีกตามแต่อุณหภูมิของอากาศ ยกตัวอย่างที่ระดับ 60 องศาฟาเรนไฮท์ ควอร์เตอร์เวฟของคลื่นเสียง 50 HZ จะมีความยาว 67 นิ้ว แต่เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 90 องศาฟาเรนไฮท์ ที่ระดับความถี่เดียวกันนี้ กลับมีความยาวเพิ่มขึ้นเป็น 69.13 นิ้ว การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมินี้จะมีผลต่อความถี่พีคในรถประมาณ 1-3 HZ ดังนั้นในช่วงของการแข่งขัน SPL จริงๆ ควรมีการคำนึงถึงเรื่องอุณหภูมิโดยรอบในบริเวณนั้นด้วย



------------------------------
เรื่องโดย : ชูศักดิ์
นิตยสาร CAR STEREO ฉบับเดือน มกราคม ปี 2548
คอลัมน์ : เทคนิค
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/xnXsP

Follow autoinfo.co.th