Przy pierwszym spojrzeniu brzmi śmiesznie, ale zapraszam do przeczytania artykułu.
Na wstępie chcę zaznaczyć, że nie jestem „erudytą” i jest to moja pierwsza publikacja na tym forum.
Pomysł na wykonanie kolumn w kształcie kuli chodził za mną od kilku lat. W wrześniowym numerze Silicon Chip z 2023 opublikowano artykuł o możliwości wykonania kolumn typu „Salad Bowl” z ciekawym przetwornikiem audio. Problemem by wykonać tę kolumnę był użyty specyficzny głośnik, którego nie można było w tym czasie kupić w Polsce. Temat budowy kulistej kolumny „umarł” na kilka lat…
Jednak w numerze 01/2026 Elektroniki dla Wszystkich wrócono do tematu i opublikowano przetłumaczony artykuł o wykonaniu 50 watowych kolumn głośnikowych. Wróciły wspomnienia i zapadła szybka decyzja – trzeba zrobić!
Wypad do IKEI po obudowę kolumny, czyli bambusowe miski sałatkowe BLANDA MATT 20cm (kod 202.143.40 dostępne nawet wysyłkowo).
Teraz potrzebne przetworniki współosiowe SB Acoustics 120mm o oznaczeniu kodowym SB12PFCR25-4-COAX… i tu spore zaskoczenie - przetworniki dostępne od ręki!
Jest to ciekawy przetwornik koaksjalny o bardzo wyrównanej charakterystyce częstotliwościowej. Przetwornik jest połączeniem dwóch głośników, centrycznie zamontowanego głośnika wysokotonowego i zewnętrznego 120mm głośnika niskotonowego.
Głośnik koaksjalny SB Acoustics SB12PFCR25-4- COAX, impedancja 4 ohm.
• Kosz głośnika z tworzywa sztucznego jest wentylowany dla obniżenia kompresji i wzmocniony w celu poprawy sztywności
• Zastosowano materiał membrany z naturalnymi włóknami
• Zawieszenie membrany z kauczuku butylowego wyrównuje pasmo przenoszenia
• Wentylowany układ magnetyczny dla uzyskania niskiej kompresji
• Liniowe zawieszenie o dużym wychyleniu zapewnia lepszą dynamikę
• Nierezonujące przewody o długiej żywotności wykonane z plecionki
• Głośnik wysokotonowy 1/2"
Dlaczego głośnik sferyczny?
Głośniki sferyczne (czyli takie, których obudowa ma kształt kuli) są ciekawym rozwiązaniem zarówno z punktu widzenia akustyki, jak i wzornictwa. Ich kształt nie jest tylko zabiegiem estetycznym – ma konkretne konsekwencje dla jakości dźwięku.
Zalety
1. Mniejsze zjawisko dyfrakcji
Największą zaletą obudowy kulistej jest brak ostrych krawędzi.
W klasycznych kolumnach dźwięk odbija się od krawędzi obudowy, powodując:
• lokalne podbicia i osłabienia pasma,
• pogorszenie stereofonii,
• lekkie rozmycie obrazu dźwiękowego.
Kula praktycznie eliminuje ten problem.
W pracy Harry'ego F. Olsona z 1951 roku pt. „Direct Radiator Loudspeaker Enclosures” udowodniono, że kształt obudowy głośnikowej ma drastyczny wpływ na liniowość charakterystyki częstotliwościowej z powodu zjawiska dyfrakcji fal na krawędziach. Badania te wykazały, że fale dźwiękowe uginające się na ostrych krawędziach tworzą wtórne źródła dźwięku, które interferują z falą główną, powodując silne piki i zapady. Dla mnie zmiany charakterystyki o 5dB z powodu interferencji fal akustycznych na ostrych krawędziach to dużo. Jak widać na wykresach podobne zjawisko występuje w kuli, lecz jego kształt (obwiednia) jest możliwy do skompensowania przez odpowiednie zaprojektowanie zwrotnicy.
2. Mniej fal stojących wewnątrz obudowy
W prostopadłościennych skrzynkach fale odbijają się pomiędzy równoległymi ściankami.
Powstają wtedy rezonanse obudowy.
W kuli:
• nie ma równoległych ścian,
• energia rozprasza się bardziej równomiernie,
• łatwiej uzyskać "czystszy" środek pasma.
To jedna z głównych przyczyn, dla których wiele drogich monitorów wykorzystuje obudowy o zaokrąglonych kształtach.
3. Bardzo sztywna konstrukcja
Kula jest jedną z najbardziej wytrzymałych konstrukcji geometrycznych.
Przy tej samej grubości materiału:
• mniej się ugina,
• mniej drga,
• mniej "gra" sama obudowa.
To oznacza mniejsze zniekształcenia.
4. Dobra charakterystyka kierunkowa
Przy odpowiednim rozmieszczeniu głośników łatwiej uzyskać równomierne promieniowanie.
Jest to szczególnie korzystne dla:
• monitorów bliskiego pola,
• głośników szerokopasmowych.
5. Wygląd – wada lub zaleta
To oczywiście kwestia gustu, ale kule są często wybierane jako element nowoczesnego wystroju.
Wady
1. Trudna produkcja
To największy problem.
Wykonanie idealnej kuli jest znacznie trudniejsze niż zwykłej skrzynki.
2. Trudniejszy montaż zwrotnicy i wytłumienia
Wewnątrz jest mniej wygodnego miejsca.
Trudniej:
• przykleić maty,
• zamocować zwrotnicę,
• poprowadzić przewody.
3. Problem z basem
To zależy od projektu.
Kula ma najmniejszą powierzchnię dla danej objętości, co oznacza, że uzyskanie dużej objętości wewnętrznej wymaga stosunkowo dużej średnicy.
Na przykład:
• kula o średnicy 20 cm ma objętość około 4 litrów,
• kula 30 cm – około 14 litrów,
• kula 40 cm – około 33 litrów.
Dla większych głośników niskotonowych potrzebna jest więc naprawdę duża kula.
5. Trudniej wykonać bass-reflex
Nie jest to niemożliwe, ale:
• trudniej znaleźć miejsce,
• trudniej zachować odpowiednią długość tunelu,
• projekt wymaga większej precyzji.
Dlatego wiele kulistych konstrukcji to:
• obudowy zamknięte,
• linie transmisyjne,
• konstrukcje aktywne z korekcją DSP.
Dobrze zaprojektowana klasyczna skrzynka może grać lepiej niż źle zaprojektowana kula. Natomiast przy tej samej jakości projektu obudowa kulista daje konstruktorowi pewne przewagi akustyczne, głównie dzięki ograniczeniu dyfrakcji i rezonansów.
Co dają głośniki wykonane z misek sałatkowych:
- są to kompaktowe głośniki pełnozakresowe,
- są wygodne w użytkowaniu,
- mają prostą konstrukcję,
- sferyczna obudowa minimalizuje dyfrakcję,
- zastosowany przetwornik koaksjalny zapewnia dobry odsłuch poza osią głośnika,
- możliwość wykonania kolumn na biurko lub na stojakach,
- pasmo przenoszenia od 70Hz do 20kHz (± 3 dB),
-moc 50W RMS na kanał,
- impedancja 4Ω,
- niski koszt całkowity,
- frajda z budowy,
Tyle na temat wstępu czas wykonać obudowę…
Do dalszej lektury zachęcam wszystkich, jednak w tym miejscu warto przeczytać opis budowy kolumny zamieszczony w EdW01/2026 jest tam bardzo dużo szczegółów jak poprawnie zbudować te kolumny. Wykonane też są pomiary potwierdzające poprawność koncepcji.
Uwagi do budowy zwrotnicy. Zwrotnica bazuje na zalecanej przez SB Acoustics konstrukcji. Jest to zwrotnica elektryczna trzeciego rzędu o częstotliwości podziału 2,2kHz. Jednak ta opublikowana w artykule nie bardzo mi się podobała. Dla tego została przeprojektowana. Udało się ją wykonać na jednej warstwie PCB z ścieżką masową prowadzoną w kształcie gwiazdy. Zwrotnica została wklejona do obudowy przy pomocy silikonowego kleju montażowego dopuszczonego do kontaktu z elektroniką.
Kilka fotek z wykonania zwrotnicy...
Jeszcze konieczne wygłuszenie wewnętrzne. Wykonane z dwóch 2cm warstw filcowanej wełny owczej.
Finał ...
I tu pojawia się kolejny problem. Czym to obsłużyć. Głośnik o impedancji 4om jest wymagający dla małych wzmacniaczy. Docelowo chciałbym używać kolumn do codziennej pracy przy komputerze.
W ręce wpadł mi ciekawy wzmacniacz AIYIMA T9. Malutkie pudełeczko z teoretycznie mocną końcówką w klasie D zbudowaną na układzie TPA3250, ale grało jakoś nijak, z płaskim basem jakby wzmacniacz się dusił.
Więc czas na autopsję … rozbieramy wzmacniacz.
I tu niespodzianka. Za bezpośrednie przekazywanie ciepła z końcówki mocy do radiatora odpowiada kawałek mikroskopijnej płytki aluminiowej. Wymiana na miedzianą zakrywającą całą powierzchnię układu TPA3250 pomogła, końcówka odżyła. Przy okazji wymieniłem te cztery cieniutkie czerwone przewody widoczne na zdjęciach będące wyjściami prądowymi z wzmacniacza. Do tej pory zastanawiam się w jaki sposób te cieniutkie przewody miały przenosić impulsy prądowe o wartości kilku amper.
Drobne podsumowanie.
Czy warto było poświęcić czas i wykonać prototyp kolumny? – z całą pewnością TAK. Polecam innym takie DIY. Kończenie kolejnych etapów daje przyjemność z samej budowy i rozwiązania powstałych problemów.
Teraz pytanie, a jak to gra? Odpowiedź jest trudna i subiektywna. Odstawiłem NADa w kąt, wolę słuchać nagrań z tych głośników. Muszę przyznać, że przestrzeń z identyfikacją instrumentów i wokali jest znacznie szersza. Miejsce, gdzie słucham też przestało mieć znaczenie, nie muszę być centralnie przed przetwornikiem skierowanym w moją stronę by dobrze słyszeć. Potwierdzają się prawa fizyki o emitowaniu dźwięków z powierzchni sferycznej. Jest jeszcze jeden efekt, który mnie zaskoczył. Do testów głośniki ustawione były na metrowych standach. Przechodząca przed nimi osoba prawie nie wpływa na ograniczenie odsłuchu. Polecam szczególnie osobom, którzy nie chcą być przykuci do jednego centralnego fotela odsłuchowego.
Słuchanie nagrań z tych głośników ponownie mnie relaksuje i daje przyjemność.
Ps. Choć czasem słuchając nagrania z wykonania live chce się wstać i ******* gościa, który pozwolił sobie na gwizdy dwie ławki dalej ….
Fajne? Ranking DIY
