Sejarah Spaker Aktif

Alexander Graham Bell mematenkan sebuah loudspeaker elektrik yang pertamakalinya pada tahun 1876 yang terpasang pada telepon miliknya. Ernst Siemensmemperbaikinya pada tahun 1877.

Nikola Tesla menyatakan bahwa dirinya telahmembuat sebuah perangkat yang sama pada tahun 1881 tetapi tidak mendapathak paten. Ternyata selama ini Thomas Edison telah mengisukan bahwa di inggrismematenkan sebuah system yang menggunakan kompresor udara sebagaimekanisme untuk cylinder phonograps permulaan, namun ia akhirnyamenggunakan logam yang didorong oleh selaput yang melekat pada stylus.

Pada tahun 1898, Horace Short mengumumkan sebuah design speaker yangmenggunakan kompresor udara yang kemudian menjualnya pada CharlesParsons. Yang kemudian mendapat beberapa tambahan hak paten di inggrissebelum 1910.

Beberapa perusahaan, termasuk Victor Talking Machine Companyand Pathe memproduksi records players yang menggunakan compressed airloudspeaker. Tetapi, desain ini kurang signifikan karena rendahnya kualitas suaradan tidak dapat menambahkan volume. Varian/jenis yang biasa dipakai olehaplikasi umum, dan banyak lagi jenis lain yang akhir-akhir ini digunakan dalampercobaan alat-alat pertahanan luar angkasa yang memiliki suara keras dan getaran yang sama dengan getaran pada saat peluncuran roket.

Desain modern dari moving coil drivers yang dibuat oleh Oliver Lodge pada tahun1889. Applikasi praktis yang untuk pertama kalinya dari moving coil loudspeakersyang dibuat oleh Peter L. Jensen dan Edwin Pridham di Napa, California.

Jensen ditolak dalam mematenkan temuannya karena gagal dalam menjual produkanya kepada beberapa perusahaan telepon pada tahun 1915. Mereka menggantistrategi dengan menamai produknya dengan Magnavox. Jensen menjadi pemilikThe Magnavox Company setelah penemuan tersebut. Prinsip dari The Moving Coilsama dengan yang dipakai Direct Radiators yang mendapat hak paten pada tahun1924 oleh Chester W. Rice dan Edward W. Kellogg.

Perbedaan petunjuk sebelumnya dan hak paten dari Chester W. Rice dan Edward W. Kellogg adalahpenyesuaian parameter getaran pokok akibat perpindahan system yang terjadipada frekuensi yang lebih rendah dibandingkan dengan The Cone’s Radiation Impedance yang telah seragam.

Dimasa yang sama Dr Walter H. Schottky menemukan pita loudspeaker pertama. Untuk pertama kalinya speakermenggunakan electromagnet sehingga suara yang dihasilkan sangat keras.Namun pada waktu itu speaker yang menggunakan magnet jarang sekalidigunakan ini dikarenakan harganya yang mahal.

Lilitan dari sebuah electromagnet disebut bidang lilitan atau dasar lilitan. yang sekarang olehenergized melalui kedua pasang yang disambungan ke driver. Belokan ini biasadisediakan pada sebuah dual role dan juga berperan sebagai filter listrik dariamplifier loudspeaker yang terhubung dengan listrik. Reaksi AC telah dilemahkan oleh lilitan penghambat listrik. Tetapi frekuensi AC cenderung memodulasi sinyal audio yang dikirim ke lilitan suara sehingga terdengar dengungan yangberkekuatan besar dari sebuah audio device.

Pada 1930 an, loudspeaker produsen mulai menggabungkan dua dan tigabandpasses senilai driver untuk meningkatkan frekuensi respon dan tingkattekanan suara.

Pada Tahun 1937, film pertama standar industri sistemloudspeaker, “The Horn Sistem Shearer untuk Teater” (dua arah sistem) telahdiperkenalkan oleh Metro-Goldwyn-Mayer. Ini digunakan empat 15 Inch frekuensi rendah driver, crossover jaringan untuk mengatur 375 Hz dan satu sektor dengandua tanduk kompresi driver menyediakan frekuensi tinggi.

John Kenneth Hilliard,James Bullough Lansing dan Douglas Shearer semua diputar peran dalammenciptakan sistem. Pada 1939 New York World’s Fair, yang sangat besar duaarah publik alamat sistem terpasang pada menara di Flushing Meadows. The delapan 27 Inch rendah frekuensi driver dirancang oleh Rudy Bozak dalamperannya sebagai chief engineer untuk Cinaudagraph. Driver frekuensi tinggi yangmungkin dibuat oleh Western Electric.

Altec memperkenalkan mereka konektor coaxial duplex driver di 1943, termasukyang tinggi frekuensi tanduk mengirim suara melalui tengah 12 inch Woofer untukdekat-titik-sumber kinerja. Altec’s “Voice of the Theatre” loudspeaker sistem tibadi pasar di 1945, yang menawarkan lebih baik koherensi dan kejelasan padatingginya tingkat daya yang diperlukan dalam film bioskop.

The Motion PictureAkademi Seni dan Ilmu segera dimulai dengan pengujian karakteristik sonik;mereka menjadi film standar industri rumah pada tahun 1955. Selanjutnya,perkembangan di kandang terus desain dan bahan-bahan menyebabkanpeningkatan signifikan didengar.

Yang paling penting dalam perbaikan modernspeaker adalah perbaikan kerucut bahan, pengenalan suhu tinggi Adhesives,meningkatkan bahan-bahan magnet permanen, perbaikan teknik pengukuran,dibantu komputer desain dan analisis elemen terbatas.

Bagaimana Speaker Bekerja

Dalam setiap sound sistem, kualitas utamanya berada pada sistem speaker. Rekaman yang paling baik yang direkam pada media penyimpan dan dimainkan pada sistem pemutar dan amplifier, akan bersuara jelek jika sistem dihubungkan pada speaker yang jelek. Sebuah sistem speaker adalah komponen yang mengantar sinyal elektronik yang disimpan pada media seperti CD, pita kaset dan DVD dan memutar kembali suara aktual yang dapat kita dengar. Dalam blog ini, kita akan menemukan secara tepat bagaimana speaker melakukan untuk ini. Kita juga akan melihat bagaimana setiap design speaker akan berbeda beda, dan bagaimana perbedaan ini mempengaruhi kualitas suara.

Suara

Untuk mengerti bagaimana speaker bekerja, kita pertama perlu menegrti bagaimana suara (sound) bekerja.
Di dalam telinga kita ada sebuah selaput kulit yang disebut gendang telinga. Ketika gendang telinga kita bergetar, otak mengartikan getaran-getaran tersebut sebagai suara — itulah mengapa kita mendengar. Perubahan aliran di dalam tekanan udara yang biasanya menggetarkan gendang telinga kita.
Sebuah obyek menghasilkan suara ketika obyek bergetar di dalam udara (suara dapat juga mengalir melalui cairan dan padat, tapi udara adalah medium transmisi ketika kita mendengarkan speaker). Ketika sesuatu bergetar, ini menggerakkan partikel udara disekitarnya. Partikel-partikel udara ini kembali menggerakkan partikel udara sekitarnya, membawa pulsa dari vibrasi tersebut melalui udara sebagai sebuah gangguan perjalanan.
Untuk melihat ini bekerja, coba lihat pada sebuah objek bergetar yang sederhana — sebuah lonceng (bel). Ketika kita membunyikan sebuah bel, metal bergetar — melentur ke dalam dan keluar — dengan cepat. Ketika itu melentur keluar pada satu sisi, ini mendorong ke luar partikel udara sekitar pada sisi itu. Partikel-partikel udara ini kemudian bertabrakan dengan partikel-partikel di depan, yang juga bertabrakan dengan partikel-partikel di depannya dan seterusnya secara beruntun.

Suara yang berbeda-beda

Kita mendengar suara yang berbeda dari objek bergetar yang berlainan karena variasi-variasi diantaranya:
* Frekuensi gelombang suara – Sebuah frekuensi gelombang yang lebih tinggi berarti bahwa tekanan udara berubah-rubah lebih cepat. Kita mendengar ini seperti sebuah titi nada yang lebih tinggi. Ketika ada beberapa perubahan-perubahan yang lebih kecil dalam suatu periode waktu, titi nada tersebut lebih rendah.
* Tingkat tekanan Udara – Gelombang amplitudo ini, yang menentukan berapa kerasnya suara. Gelombang suara dengan amplitudo lebih besar akan menggerakkan gendang telinga kita lebih besar, dan kita mengartikannya sebagai sebuah volume yang lebih keras.

Loudspeaker Dinamic

Gambar penampang dari loudspeaker dynamic.

Menghasilkan Suara

Kita telah perjalanan suara dalam gelombang udara dari perubahan tekanan udara, dan akhirnya kita mendengar suara-suara yang berlainan bergantung pada frekuensi dan amplitudo gelombang-gelombang ini. Kita telah mengetahui bahwa “microphone” menterjemahkan gelombang suara menjadi sinyal-sinyal listrik, yang mana dapat diubah kedalam CD, pita, LP, dll. Alat Pemutar mengkonversi kembali informasi yang telah disimpan menjadi sebuah rangkaian listrik untuk digunakan pada sistem stereo.
Sebuah Speaker adalah mesin pengubah terakhir — kebalikan dari microphone. Speaker membawa sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi vibrasi-vibrasi fisik untuk menghasilkan gelombang-gelombang suara. Bila sesuatu bekerja, speaker menghasilkan getaran-getaran yang sama dengan microphone yang direkam secara orisinil dan diubah ke sebuah pita, CD, LP, dll.

Bagian terpenting speaker

Bagian yang terpenting dari Speaker Dinamik adalah:Konus, Suspensi, Kumparan suara dan Magnet.
Perubahan medan magnet di dalam speaker akan berinteraksi dengan medan konstan magnet yang menyebabkan kumparan bergerak sebagai reaksi akibat ada tidaknya arus.
Konus ikut bergerak akibat kumparan suara bergerak sehingga pada udara sekita konus akan terbentuk gelombang tekanan. Gelombang inilah yang terdengar sebagai bunyi.

Macam-macam Driver

Speaker tunggal biasa disebut juga driver.
Driver lebih dari ukuran 8″ biasa untuk menangani frekuensi rendah (bas), disebut Woofer.
Driver yang digunakan untuk menangani frekuensi tinggi disebut Tweeter.
Pada sistem loudspeaker 2 way, ada ditemukan Tweeter dan Woofer.
Pada sistem loudspeaker 3 way, ada Woofer, Tweeter dan Midrange.

Ukuran Driver Speaker

Woofer biasanya berdiameter 8″ digunakan untuk nada bas, jadi perlu membatasi frekuensi atasnya.
Untuk memperoleh suara tengah yang baik maka perlu adanya driver midrange.
Driver Midrange biasanya digunakan dalam sistem speaker 3 way.
Untuk memproduksi frekuensi tinggi diperlukan tweeter dengan diameternya yang kecil.

Jenis-Jenis Box Speaker

1. Kotak Rapat: udara yang berada di dalm kotak berfungsi sebagai pegas terhadap konus.
2. Kotak Celah: Pada umumnya berfungsi sebagai resonator. Mempunyai keunggulan untuk mengontrol redaman yang ada pada speaker.

Tujuan Merancang Speaker

Speaker/ loudspeaker adalah sarana reproduksi suara atau musik. Speaker yang baik haruslah dapat merepro suara seperti aslinya, baik dari segi warna suara, jangkauan nada, dll. Speaker direncanakan untuk merepro berbagai jenis instrumen musik, suara dan segala macam bunyi-bunyian yang semuanya itu disebut sinyal audio yang jangkauan frekuensinya antara 20 Hz – 20.000 Hz, dimana telinga manusia masih dapat mendengarnya, dan segala nada atau suara dibawah 20 Hz atau di atas 20.000 Hz, sudah tak terdengar lagi oleh telinga manusia. Jadi rencana pembuatan speaker haruslah diusahakan mampu menjangkau nada serendah mungkin mendekati 20 Hz dan nada setinggi mungkin mendekati 20.000 Hz.

Cara Kerja pada Speaker

Grafik Respons Audio

Untuk merencanakan systim speaker, sangat penting bila kita memahami grafik respon audio: frekuensi terhadap decibel/spl, frekuensi terhadap impedanse, phase, dll. Kita tidak dapat menggambarkan bentuk sebuah bunyi, tetapi kita bisa menggambarkan Responnya terhadapfaktor-faktor tertentu seperti terhadap decibel. Dari grafik Impedansi terhadap Frekuensi dapat terlihat bahwa tidak satupun dari semua woofer yang memiliki impedansi tetap pada setiap jangka frekuensi. Impedansi mengalami puncaknya pada frekuensi 35 Hz dimana impedansinya sbesar 20 ohm. Pada titik puncak ini dikenal sebagai Fs (frekuensi Resonansi speaker terukur diudara bebas) dengan pengertian pada frekuensi ini speaker (woofer) mulai beresonansi yaitu medan magnet speaker (woofer) mulai kehilangan kendali terhadap gerakan coil suara/konus. Sama juga di titik frekuensi 1500 Hz, dimana impedansinya adalah 6,5 ohm, semakin tinggi frekuensinya semakin tinggi pula impedansinya. Ini biasa bagi setiap speaker (woofer) karena induktansi coil suara, karena pada teori elektronik, setiap gulungan kawat baik yang berinti atau tidak selain mempunyai Resistansi DC juga mempunyai Induktansi.

Pengertian Spaker

Pengeras suara (bahasa Inggris: loud speaker atau speaker) adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk membran.

Dalam setiap sistem penghasil suara, pengeras suara merupakan penentu kualitas suara. Rekaman yang baik, dikodekan ke dalam alat penyimpanan yang berkualitas tinggi, dan dimainkan dengan tape deck dan pengeras suara kelas atas, akan menghasilkan suara dengan kualitas rendah bila dikaitkan dengan pengeras suara yang kualitasnya rendah.

Sistem pada pengeras suara adalah suatu komponen yang meggubah kode sinyal elektronik, dalam penyimpan kepingan CD, pita magnetik tape, dan kepingan DVD, lalu mengembalikannya lagi ke dalam bentuk suara aktual yang dapat kita dengar. Pengeras suara adalah sebuah teknologi menakjubkan yang memberikan dampak yang sangat besar terhadap budaya kita, namun sebenarnya pengeras suara hanyalah sebuah alat yang sederhana.

Membuat suara

Pada dasarnya, speaker merupakan mesin penterjemah akhir, kebalikan dari mikrofon. Speaker dari sinyal elektrik dan dirubahnya kembali menjadi getaran untuk menggetarkan udara untuk membuat gelombang suara. Speaker menghasilkan getaran yang hampir sama dengan yang diterima getarannya oleh mikrofon, yang direkam dan dikodekan pada pita magnetik (tape), kepingan CD, LP, dan lain-lain. Speaker tradisional melakukan proses ini dengan menggunakan satu drivers atau lebih.

Diafragma

Sebuah drivers memproduksi gelombang suara dengan menggetarkan cone yang fleksibel atau diafragma secara cepat. Cone tersebut biasanya terbuat dari kertas, ataupun logam, yang berdempetan pada ujung yang lebih besar pada suspension. Suspension atau surround, merupakan material yang fleksibel yang menggerakkan cone, dan mengenai bingkai logam pada drivers, disebut basket.

Ujung panah pada cone berfungsi menghubungkan cone ke voice coil. Coil tersebut didempetkan pada basket oleh spider, yang merupakan sebuah cincin dari material yang fleksibel. Spider menahan coil pada posisinya sambil mendorongnya bergerak kembali dengan bebas dan begitu seterusnya.

Magnet

Proses spaker coil bergerak, kembali ke posisi semula dan seterusnya adalah sebagai berikut. Elektromagnet diposisikan pada suatu bidang magnet yang konstan yang diciptakan oleh sebuah magnet permanen. Kedua magnet tersebut, yaitu elektromagnet dan magnet permanen, berinteraksi satu sama lain seperti dua magnet yang berhubungan pada umumnya. Kutub positif pada elektromagnet tertarik oleh kutub negatif pada bidang magnet permanen dan kutub negatif pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif magnet permanen. Ketika orientasi kutub elektromagnet bertukar, bertukar pula arah dan gaya tarik-menariknya. Dengan cara seperti ini, arus bolak-balik secara konstan membalikkan dorongan magnet antara voice coil dan magnet permanen. Proses inilah yang mendorong coil kembali dan begitu seterusnya dengan cepat. Sewaktu coil bergerak, ia mendorong dan menarik speaker cone. Hal tersebut menggetarkan udara di depan speaker, membentuk gelombang suara. Sinyal audio elektrik juga dapat diinterpretasikan sebagai sebuah gelombang. Frekuensi dan amplitudo dari gelombang ini, yang merepresentasikan gelombang suara asli, mendikte tingkat dan jarak pergerakan voice coil. Sehingga dapat disimpulkan bahwa frekuensi dan amplitudo dari gelombag suara diproduksi oleh diafragma.

Speaker tradisional memproduksi suara dengan cara mendorong dan menarik elektromagnet yang menyerang cone yang fleksibel. Walaupun drivers pada dasarnya memiliki konsep yang sama, namun ukuran dan kekuatan yang dimiliki berbeda-beda. Tipe-tipe dasar drivers antara lain : woofers, tweeter, dan midrange.

Woofers merupakan tipe drivers yang paling besar yang dirancang untuk menghasilkan suara dengan frekuensi rendah frekwensi suara 500 Hz kebawah. Sedangkan midrange, mampu menghasilan jarak frekwensi yang berada di tengah-tengah spektrum suara frekwensi 500 sampai frekwensi 4 KHz. Tweeter memiliki unit-unit yang lebih kecil dan dirancang untuk menghasilkan frekuensi suara paling tinggi di atas 4 KHz.

Untuk dapat membuat gelombang frekuansi yang lebih tinggi, diafragma drivers harus bergetar lebih cepat. Hal ini lebih sulit dilakukan dengan cone yang berukuran besar karena berarti, massa cone tersebut juga besar.

Sistem crossover pada speaker elektronik

pada sistim pemisah frekwensi sinyal suara audio ada dua macam yaitu :

Pertama crossover pasif dengan cara pemisah (filter) suara tanpa memerlukan sumber arus listrik, umumnya ditempatkan dalam kotak speaker terbuat dari rangkaian L dan C yaitu lilitan kawat tembaga dan Elco.

Kedua crossover aktif berupa rangkaian elektronik memerlukan tegangan dan arus bentuk rangkaian filter R (resistor) dengan C (condencator) dan semikonduktor bisa IC atau Transistor. Dalam hal ini, terdapat beberapa sistem cross over, yaitu sistem dua jalur, tiga jalur dan empat jalur.

Sistem dua jalur

Penggunaan speaker elektronik yang paling sederhana adalah sistem 2 jalur atau sistem bi-amp, yang bisa memberi hasil yang baik. Keuntungannya adalah pengecilan distorsi TIM (transient intermodulation) dan bisa menyetel bass dan treble secara mandiri. Bila anda menggunakan sub woofer untuk kanal bawah ini, dan harus merubah dengan saklar diubah dibawah 100 Hz.

Speaker woofer, daya power amplifier sebagai penggetar speaker woofer dipilih sesuai kebutuhan. Daya speaker Woofer perlu dilebihkan dari daya Power amplifier. Untuk ruang biasa daya amplifier yang cocok 20-30 Watt. Hendaknya dipilih power amplifier yang cocok untuk penggunaan nada rendah dan mempunyai faktor damping besar.

Speaker tweeter bisa menggunakan tweeter atau dengan super tweeter, daya Power amplifier tweeter ini lebih kecil dari woofer.

Pada crossover aktif ini ada yang dilengkapi dengan saklar untuk merobah jalur frekwensi 100 Hz, jika digunakan subwoofer pada output suara tengah dan treble dikombinasikan dengan crossover pasif. untuk kanal bawah frekwensi 100 Hz digunakan kotak yang terpisah.

Sistem tiga jalur

Sistem ini mirip dengan sistem 2 jalur, namun di sini nada tengah dipisahkan dengan band pass filter. Ada beberapa kemungkinan yang bisa diambil mengenai pemasangan speaker:

• Pilihan pertama, SP1 woofer, SP2 mid range, SP3 tweeter (tiga power amplifier).
• Pilihan kedua, SP1 sub woofer, SP2 mid range, SP3 super tweeter, titik frekuensi peralihan 100 Hz kebawah, 100Hz sampai 5Hz dan di atas 5 KHz (tiga power amplifier).
• Pilihan ketiga, SP1 sub woofer, SP2 speaker lengkap (woofer, mid range, tweeter dengan cross over pasif), SP3 super tweeter . (dua power amplifier + satu crossover pasif tiga jalur).

Persyaratan power amplifier sama dengan sistem 2 jalur. Penyetelan suara dilakukan melalui pendengaran pada sistem yang sudah terpasang. Tiap jalur frekwensi pada crossover aktif disetel mula-mula dari sisi ground (suara volume terkecil) diputar perlahan sampai detil suara terdengar paling baik. Penyetelan optimum didapat dengan memutarnya mundur sedikit dari posisi mula-mula.

Sistim empat jalur

Pada sistim empat jalur crossover aktif dibagi menjadi titik frekwensi peralihan masing-masing adalah dibawah 100Hz (super bass), 100Hz sampai 500Hz (suara bass tengah), 500Hz sampai 5KHz (suara tengah) dan di atas 5KH suara tinggi (tweeter). Output crossover aktif empat jalur masing - masing diperlukan power amplifier yang dayanya berbeda dari daya terkecil tweeter sampai daya terbesar super woofer, juga diperlukan speaker yang diameternya berlainan pada masing - masing jalur frekwensi, diameter speaker terkecil tweeter dan diameter terbesar super woofer.

Crossover aktif tiga jalur bisa juga di kombinasi untuk keperluan empat jalur jika spefikasinya menunjang sistim empat jalur. Untuk menyetel supaya detil suara mendekati suara natural setelah semua peralatan dan tata kabel yang benar-benar ditata rapi, jika tata kabel tidak rapi bisa timbul osilasi dan distorsi yang bisa menurunkan kwalitas suara.