Materiaal onderzoek

Dit materialen onderzoek is om te kijken welke materialen en producten ik het best kan gebruiken voor mijn eigen product. Zo kan ik een kosten berekening maken en rekening houden met de materialen bij het tekenen in 3D.

Bluetooth versterkersop internet ben ik gaan kijken hoe ik het beste een bluetooth speaker kon maken. Hier heb ik gelezen over de printplaten die hieronder staan weergegeven. De printplaten werken allemaal ongeveer hetzelfde. Ze hebben allemaal een voeding nodig en ze geven vervolgens een bepaald vermogen naar de speakers. Het verschil in de printplaten zit in het vermogen wat ze leveren en de extra verbindings opties zoals: bluetooth aux etc.

2x50WDeze printplaat heeft een vermogen van 2 x 50W de opties om de printplaat aan het afspeel apparaat te verbinden zijn AUX en Bluetooth. De besturing van de printplaat gaat met de oranje knoppen.

4x50 + 100WDeze printplaat heef een vermogen van 4 x 50 w en een keer 100 w voor de subwoofer. De enisgte manier om de versterker aan het afspeelapparaat te koppelen is doormiddel van bluetooth. De versterker is in te stellen via 4 draaiknoppen. Hiermee kun je de bass volume, treble volume, volume totaal en links rechts volume.

2x50 + 100WDeze printplaat heef een vermogen van 2 x 50 w en een keer 100 w voor de subwoofer. De enisgte manier om de versterker aan het afspeelapparaat te koppelen is doormiddel van bluetooth. De versterker is in te stellen via 4 draaiknoppen. Hiermee kun je de bass volume, treble volume, volume totaal en links rechts volume.

2x50 + 100W (1)Deze printplaat heef een vermogen van 2 x 50 w en een keer 100 w voor de subwoofer. De printplaat is te verbinden met het afspeel apparaat via Bluetooth en AUX. De versterker is in te stellen via 5 draaiknoppen. Met deze knoppen kun je de bass, bass frequentie, volume L/Rchannel, treble,mastervolume/function control instellen.

Bluetooth versterker conclusieDe bluetooth versterker die ik kies is de 2 x 50 + 100w (1). Deze heb ik gekozen omdat ik denk dat de versterker een goede verdeling heeft van het vermogen. De subwoofer uitgang van 100w kan ik goed gebruiken voor de bassmodule die ik ga maken. En de andere 2x50w kan ik dan gebruiken voor de hogere tonen in mijn bluetooth speaker module. Ook lijkt mij de besturing van deze versterker het beste omdat je iets meer in kan stellen. Zo kan de klant de speaker optimaal instellen voor zijn/haar muziekstijl. Ook heeft de bluetooth speaker ten opzichte van de andere 2x 50 + 100w een extra AUX ingang waardoor je niet alleen je telefoon maar ook je tv aan je speaker aan kan sluiten.

Batterij + opladenVoor de versterker heb ik een dc input nodig van 19V om dit te kunnen behalen moet ik batterijen in serie zetten. De batterijen die ik hiervoor wil gaan gebruiken zijn oplaadbare batterijen van 3,7V en 3400 mAh. Deze heb ik gekozen omdat de prijs en kwaliteit hiervan mij goed leek. De Batterijen zijn ook uitgerust met een protection. Deze zorgt ervoor dat de batterijen niet overladen word. Ook kan ik de batterijen op mijn eigen manier aan elkaar koppelen. Zo kan ik de batterijen zo plaatsen dat ze mijn ontwerp niet verstoren.

Om deze batterijen op te laden heb ik een lader nodig die 19V levert en die de batterijen beschermt tegen het over beladen en te ver ontladen. Hier heb ik het volgende systeem voor gevonden. Ik wil vooral de chip gebruiken die in dit systeem zit. Dit systeem is ook in te stellen op andere voltages mocht ik eventuel nog een verandering maken in mijn ontwerp. Zo heb ik een extra veiligheidsysteem. Met dit systeem kan ik de batterijen ook sneller opladen. Omdat je er een laptop voeding op aan kan sluiten. Dit gaat een stuk sneller als een telefoon lader.

Speakers

ND105-4 4’’

ND16FA-6 5/8’’

PC105-4 4’’

10F/8414G10

Keuze speakersDe speakers die ik heb gekozen zijn de ND104-4 4’’ en de ND16FA 5/8’’. De ND104-4 4’’ midtoon/woofers zorgen voor de lagere tonen in de bluetooth speaker. De ND16FA 5/8’’ zijn tweeters. Deze zorgen weer voor de hogere tonen. Deze speakers heb ik gekozen omdat ze redelijk goedkoop zijn, ze samen een goed frequentiebereik hebben en veel reviews wijzen erop dat de speakers goed klinken. De speakers hebben daarbij ook nog een mooi design wat aansluit bij mijn eigen ontwerp. Ook kon ik kiezen uit full-range speakers. Dit zijn speakers die lage, midden en hoge tonen kunnen spelen. Maar deze hebben een kleiner frequentiebereik en ze zijn vaak ongeveer even duur als de ND104-4 4’’ en de ND16FA 5/8’’ samen. De inkoop prijs van de ND104-4 4’’ en de ND16FA 5/8’’ is ongeveer €40,-.

CrossoverOmdat ik gebruik ga maken van 2 verschillende speakers heb ik een crossover nodig. Dit is een filter die ervoor zorgt dat alle hoge frequenties naar de tweeters gaan (voor de hoge tonen). En alle lage frequenties door gestuurd word naar de woofers (lagere tonen). De crossover is makkelijk zelf te maken. Op internet heb ik gekeken welke onderdelen hiervoor nodig zijn en wat voor elektrisch schema hierbij hoort. Doormiddel van een crossover calculator https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerCrossover/ heb ik het berekent. Op deze site vul je de benodigde data in en deze rekent de elektrische componenten uit. Rechts zie je het schema wat ik van de site gehaald heb. De nodige componenten om een crossover te maken zijn:

-spoel van 0,16mH-condensator 6,63uF

Hier ben ik mee naar Vincent gegaan een docent die veel verstand heeft van muziek systemen om te kijken wat hij er van deze opstelling vond. Hij heft dit goedgekeurd.

Behuizing materiaalPunten die ik heb gevonden die belangrijk zijn voor de behuizing.

- Een behuizing moet volledig luchtdicht zijn (op een mogelijke basreflex opening na)- Een behuizing zorgt voor akoestische scheiding van aparte luidspreker units

Beide bovengenoemde punten zijn eenvoudig uit te voeren door de behuizing ruim van lijm voorzien in elkaar te zetten en alle naden nog eens af te kitten. Zo wordt luchtdichtheid 'gegarandeerd'.

- Een behuizing dient vrij te zijn van eigen resonantiesKies de juiste materialen voor het maken van de kast, bijvoorbeeld MDF van minimaal 12mm, spaanplaat of massief hout van normaal to redelijke dikte. Wanneer mogelijk heeft een sandwich-constructie de voorkeur, een laag van harder/massief materiaal bekleed met een wat zachter/absorberend materiaal heeft goede eigenschappen.Voorbeeld: massief hout bekleed met (dun) spaanplaat; of MDF bekleed met anti-dreun plaat. Deze onderling niet volledig verlijmen maar bij voorkeur kitten om de akoestische demping zo groot mogelijk te houden.

- Een behuizing moet vrij zijn van interne resonanties- Een behuizing mag niet vervormen

De hierboven genoemde punten zijn wel te definiëren maar lastig te controleren. Elk materiaal heeft een eigen resonantie frequentie, een behuizing van een bepaalt materiaal

dus ook. De keuze van materiaal (of meerdere soorten materialen bij elkaar) zal dan zo moeten worden gekozen dat er in het specifieke weergave bereik zo min mogelijk invloed is. Grootste probleem is dat het alleen met grote moeite kan worden gemeten, hoe meet je nauwkeurig wat de invloed van een materiaal of een kast vorm is op de geluidsweergave? Zonder metingen te doen is het niet verstandig om 'zomaar' een bijzondere constructie te maken, de kans dat het contra-productief werkt is groot. Ook speelt mee dat elke behuizing in combinatie met een bepaalde unit anders reageert en resoneert, het onderling vergelijken is daarmee bijna niet te doen.

- Een behuizing mag geen ongewenste effecten geven op weergave (zoals richtwerking door de vorm van voorzijde)

De betere matialen voor luidsprekers dan MDF: Graniet, Marmer, Zandsteen, keramiek, Du Pont Corian, Acryl

Om het prototype te maken ga ik gebruik maken van hout. Dit omdat het een makkelijke manier is om een prototype mee te maken. Voor het uiteindelijk product zou ik kunnen overwegen om plastic te gebruiken om zo de kosten van het product omlaag te brengen. Dit alleen als er genoeg geproduceert zouden gaan worden.

De houtsoort die ik wil gaan gebruiken is waarschijnlijk MDF. Deze heb ik gekozen omdat het goede geluids eigenscappen heeft, makkelijk is om te bewerken en goedkoop is. Ik heb ook geken naar andere houtsoorten zoals hardhout. Maar deze houtsoorten kunnen ervoor zorgen dat je geluid anders gaat klinken. Dit kan voordelig zijn als je meer van de klassieke muziek houdt. Met bijvoorbeeld veel piano of gitaar etc. Deze instrumenten zijn vaak ook gemaakt van hardhout en zorgt mede voor de klank. Aangezien mijn doelgroep niet naar klassieke muziek luistert is mijn keuze MDF. De andere materialen die boven vernoemd staan zijn vaak duur, moeilijk te bewerken of niet geschikt voor mijn doeleinden.

MDF soortenHier ga ik kijken wat voor MDF het beste bij mijn project past.

Standaard MDFDe eigenschappen van standaard MDF zijn afhankelijk van de kwaliteit van de grondstoffen, de productiewijze en de dichtheid. Standaard MDF heeft een dichtheid van rond 650 tot 800 kg/m3. MDF met een volumieke massa van meer dan 800 kg/m3 wordt HDF genoemd, MDF met een volumieke massa van minder van minder dan 550 kg/m3 valt in de groep van licht MDF.Belangrijk is te vermelden dat de volumieke massa gemeten over de dikte van een plaat niet gelijk is. Bij het persen worden de buitenste vezels meer verdicht. Daardoor is de kern van dikkere platen MDF iets losser van structuur dan de buitenzijde. Zeker bij het schilderen van MDF is dit goed merkbaar. De kopse kanten absorberen de verf snel.

MDF heeft een grote buigsterkte en een hoger breekpunt dan hout. Maar bij een langdurige (zware) belasting treedt er wel een blijvende vervorming op. Bij toepassing van MDF als bijvoorbeeld kastplanken kunnen deze gaan doorbuigen. Standaard MDF is niet geschikt voor constructieve toepassingen, dat wil zeggen dat het niet gebruikt kan worden in dragende constructies. Hier is constructief MDF voor ontwikkeld (MDF-LA en MDF-HLS).

Hout en plaatmateriaal krimpen en zwellen onder invloed van het vochtgehalte in de lucht en de temperatuur. MDF is hiermee door de gelijkmatige opbouw redelijk stabiel ten opzichte van massief hout. Door toepassing van afwerkingslagen worden de invloeden van vocht nog meer beperkt. Maar

standaard MDF is niet geschikt voor toepassingen onder vochtige omstandigheden of buiten. Daar zijn diverse soorten watervast MDF voor ontwikkeld.MDF heeft een hogere weerstand tegen het uittrekken van schroeven dan andere plaatmaterialen. Het heeft een hoge slijtvastheid en is het makkelijk te bewerken. Vooral dat laatste maakt het tot een populair plaatmateriaal met ontelbare toepassingen in de bouw, de meubelindustrie en de interieurbouw.

Vochtbestendig MDFVochtbestendig MDF, ook wel watervast MDF genoemd, is geschikt voor binnentoepassingen waarbij de relatieve luchtvochtigheid maximaal 80% bedraagt gedurende korte perioden. De plaat is gemaakt met vochtbestendige lijmsoorten zoals ureumformaldehydelijm. Daardoor is de zwelling bij blootstelling aan vocht minder dan bij normaal MDF en ook de sterkte neemt minder af.

In EN 622-5 worden twee soorten vochtbestendig MDF onderscheiden: MDF.H voor normale toepassing onder vochtige omstandigheden en MDF.HLS voor constructieve toepassing. Het bekendste zijn de groenkleurige V313 platen, al dan niet voorzien van lakdraagfolie.Vochtbestendig MDF wordt onder ander gebruikt voor keukens, badkamermeubels, vloeren, vensterbanken, plinten en architraven.

MDF Exterieur is een speciaal soort vochtbestendig MDF, watervast gelijmd MDF voor buitentoepassingen. Dit MDF is bestand tegen weersinvloeden en is daarbij sterker dan normaal MDF. Er zijn verschillende uitvoeringen verkrijgbaar met uiteenlopende levensduur van 10 tot 50 jaar. Deze levensduur is vaak alleen haalbaar bij een toepassing van een goede coating. Lees daarom altijd de verwerkingsvoorschriften van de fabrikant of leverancier. Een levensduur van 50 jaar is extreem lang voor plaatmateriaal en staat daarmee gelijk aan de duurzaamheid van teakhout.

MDF Exterieur wordt toegepast in speeltoestellen, in geveltimmerwerk, als gevelbekleding en in kozijnconstructies. Daarnaast wordt het gebruikt bij natte binnentoepassingen waar normaal vochtbestendig MDF niet voldoet, zoals in zwembaden en badkamers.

MDF ZFMDF ZF is zogenaamd ecologisch MDF met een zeer laag formaldehydegehalte van minder dan 2 mg/100g. ZF staat voor Zero Formaldehyde. Normaal MDF voldoet in de meeste gevallen voor toepassing in meubelen, binnenbetimmeringen en in gebouwen waar voldoende ventilatie aanwezig is. Vrijgekomen formaldehyde wordt dan gemakkelijk afgevoerd. MDF ZF is ontwikkeld voor ruimtes waarin een laag formaldehydegehalte gewenst is.

Formaldehyde is schadelijk voor de gezondheid en kan onder bepaalde omstandigheden vrijkomen en leiden tot prikkeling van slijmvliezen in ogen, neus en keel, met als mogelijk gevolg geïrriteerde ogen, keel- en hoofdpijn. Daarom worden er eisen gesteld aan het formaldehydegehalte in plaatmateriaal. Het gehalte wordt aangegeven met classificering E1 t/m E3, waarbij E1 staat voor de laagste waarde en E3 voor de hoogste. Normaal MDF voldoet aan klasse E1 met een formaldehydegehalte van minder dan 8 mg/100g.

In het Bouwbesluit is een maximum concentratie voor formaldehyde in de binnenlucht opgenomen: 120 µg/m3 of 0,1 p.p.m (parts per million). De Wereldgezondheidsorganistatie (WHO) raadt aan een nog lagere concentratie na te streven van 0,05 p.p.m.

MDF met een laag formaldehydegehalte wordt toegepast in ruimten met weinig ventilatie, een hoge luchtvochtigheid al dan niet in combinatie met een hoge omgevingstemperatuur. Ook gebruikers

kunnen speciale eisen stellen. Formaldehyde tast bijvoorbeeld metaal aan. MDF-ZF wordt gebruikt in ziekenhuizen, scholen, musea, etc.

Brandvertragende MDFBrandvertragend MDF wordt gebruikt op plaatsen waar verhoogde eisen worden gesteld aan de brandveiligheid en waar normaal MDF niet voldoet. Brandvertragend MDF heeft een hogere volumieke massa dan normaal MDF, maar lichtere versies zijn ook verkrijgbaar.De platen zijn toepasbaar in droge ruimtes en net zo makkelijk te verwerken als normaal MDF. De platen zijn herkenbaar aan de roze of licht rode kleur.Brandvertragend MDF ontstaat door brandvertragende zouten toe te voegen aan de vezels tijdens het productieproces. De zouten zorgen voor een lage bijdrage tot brandvoortplanting en een lage rookontwikkeling. De meeste fabrikanten hebben een brandvertragende plaat in het leveringsprogramma, meestal ook leverbaar met FSC of PEFC keurmerk. De brandvertragende en mechanische eigenschappen zijn verschillend per producent. Ze vallen zonder uitzondering in de E1-klasse met een laag formaldehydegehalte en worden ingedeeld in brandklasse B of C. Testrapporten zijn opvraagbaar bij fabrikant en leverancier.

Diverse oppervlakte afwerkingen zijn mogelijk, waarbij wel rekening gehouden dient te worden met de richtlijnen van de fabrikant. Dit om te voorkomen dat de brandwerende eigenschappen afnemen door de afwerklaag. Een belemmering hoeft dit niet te zijn, want er is een ruime keuze in brandwerende verven met identieke eigenschappen aan de reguliere verven.

Toepassingen voor brandvertragend MDF zijn wand- en plafondbekleding, scheidingswanden, deuren, meubilair, interieurinrichtingen, scheepsbetimmeringen. Toepassingsgebieden zijn bijvoorbeeld kantoren, scholen, openbare gebouwen, ziekenhuizen, bioscopen en de scheepsbouw.

MDF keuzeVoor mijn project wil ik HDF gebruiken. Dit is MDF maar dan met een hogere dichtheid. De voordelen van dit materiaal zijn:

- Hogere uitrekweerstand van schroeven- Hogere buigsterkte- Betere bewerking- Lagere absorbtie (minder intrekken van verf) zorgt voor een betere verfawerking- Hoger geluiddempen effect (akoestisch gezien beter voor het maken van een klankkast)- Betere vochtwerende eigenschappen

Nadelen:- Het materiaal is zwaarder waardoor het gewicht van mijn product toeneemt- In tegenstelling tot vochtbestendig mdf is het minder bestand tegen vocht

De reden waarom ik voor HDF heb gekozen is omdat het gezien de voordelen erg geschikt is voor mijn project. De kosten van HDF zijn iets duurder maar dit valt weg tegenover de voordelen. Ook is het HDF goed af te werken met zodat het alsnog vochtbestendig is.