775 453 453
sklep@napad.pl
Poradnik instalatora systemów nagłośnienia
Poradnik instalatora jest doskonałym opracowaniem, który w przystępny i bardzo praktyczny sposób dostarcza wiedzę na temat aktualnych wiadomości dotyczących kreowania podstawowych systemów nagłośnienia. Podane w treści poradnika elementy teorii oraz przykładowe zastosowania produktów ułatwiają lepsze zrozumienie zagadnień związanych z procesem projektowania.
Spis treści
System nagłośnienia
System nagłośnienia to kompleksowy zestaw urządzeń i sprzętu używany do wzmocnienia i rozpowszechnienia dźwięku w celu zapewnienia dobrej jakości dźwięku dla dużej liczby ludzi w przestrzeniach o różnych rozmiarach. Systemy nagłośnienia są powszechnie stosowane w różnych miejscach i wydarzeniach, takich jak koncerty, wydarzenia sportowe, konferencje, prezentacje, kościoły, sale konferencyjne, teatry, stadiony, hale wystawowe i wiele innych.
Strefa nagłośnienia
Można określić jako wydzielony pewien obszar nagłaśnianej powierzchni, w której możliwe jest niezależne modyfikowanie przekazu realizowanego przez system nagłośnienia.
System wielostrefowy
System, którym występuje więcej niż jedna strefa nagłośnienia. Dla każdej z nich istnieje możliwość wyboru niezależnego źródła dźwięku, regulowania głośności i wszelkich innych parametrów pracy urządzeń.
Nagłośnienie
Linia głośnikowa
W przypadku instalacji 70V lub 100V budowa linii głośnikowej jest znacznie łatwiejsza i tańsza, w stosunku do innych systemów. Wiedząc, iż wzmacniacze i głośniki wyposażone są w transformatory dopasowujące impedancje, można przy budowie linii zastosować zasadę: łączenia wszystkich głośników równolegle z zachowaniem polaryzacji. W takim przypadku poprzez sumowanie mocy zainstalowanych głośników można określić całkowita potrzebną moc wzmacniacza na daną strefę.
Tor symetryczny
Transmisja sygnału audio na duże odległości typowymi metodami tzn. za pomocą przewodu sygnałowego i masy wiąże się z koniecznością pokonania problemów związanych z obecnością zakłóceń i szumów. Dlatego dobrym rozwiązaniem będzie wykorzystanie transmisji sygnału łączem symetrycznym, w którym oprócz masy zastosowane są dwie linie sygnału.
Tor niesymetryczny
Charakteryzuje się transmisją sygnału za pośrednictwem dwóch przewodów: sygnałowego oraz masowego. Najczęściej przewód niesymetryczny zbudowany jest w postaci koncentrycznej. Składa się z jednej żyły sygnałowej, na około której znajduje się ekran wykonany w formie oplotu z licy miedzianej lub folii aluminiowej. Ze względu na stosunkowo dużą podatność na zakłócenia, sygnały za pośrednictwem toru niesymetrycznego nie powinny być przesyłane na większe odległości.
Poziom natężenia dźwięku
Urządzenia nagłaśniające oblicza się na szczytową wartość poziomu natężenia dźwięku. Średni w czasie poziom natężenia leży ok. 10 dB poniżej poziomu szczytowego. Wartość średnią wykazuje większość mierników wysterowania. Również ucho ludzkie reaguje na tę wartość. Przy ustalaniu szczytowej wartości natężenia bierze się pod uwagę: poziom głośności zakłóceń występujących w otoczeniu, pogłos, rodzaj audycji jak również możliwość przenikania dźwięku do sąsiednich pomieszczeń. Poziom natężenia w żadnym przypadku nie powinien przekroczyć granicy przy której słuchanie byłoby męczące. Jako granice można ustalić poziom ok. 106 dB.
Przewody głośnikowe
Przewody głośnikowe to ważny element każdego systemu nagłaśniania, służący utworzeniu połączeń miedzy wzmacniaczem, a głośnikami. Składa się z dwóch oddzielonych izolatorem żył zawierających cienkie druciki wykonane z materiału przewodzącego i otoczone są one ochronną izolacją zazwyczaj wykonaną z polwinitu izolacyjnego, dzięki czemu jest giętka i z łatwością pozwala się rozprowadzać po całym pomieszczeniu. Często się zdarza, iż z upływem czasu końcówki przewodu mogą się utleniać. Wytworzona wtedy warstwa tlenku może spowodować utrudnienia w przepływie sygnału, aby tego uniknąć stosuje się pozłacane końcówki.
Oznaczenia przewodu
Podczas kupna przewodu powinno się zwrócić uwagę na kilka znaczących parametrów: przekrój żył, jakość miedzi i izolacji oraz jakość złączy, jeśli je przewód posiada. Odpowiednie dopasowanie przewodu do systemu nagłośnienia znacząco wpływa na końcowy efekt i jakość dźwięku. Na przewodach znajdują się również specjalne oznaczenia literowe, dotyczące zawartości przewodu. Poniżej została przedstawiona tabelka opisująca symbole umieszczone na kablu.
- OFC - miedź beztlenowa
- CCA - mieszanka miedzi i aluminium
- CCS - miedziowana stal
Straty mocy
Podczas wybierania przewodów głośnikowych należy pamiętać o zjawisku jakim jest strata energii. Napędzenie głośników o stosunkowo niewielkiej impedancji wymusza przepływ dużych prądów. Źle dobrane przewody mogą spowodować zbędne straty użytecznej mocy. Istnieje przekonanie, że im grubszy kabel, tym lepsza jakość transmisji. Nie jest to do końca prawda, gdyż zastosowanie kabla o większym przekroju do urządzeń nagłośnienia o niższej klasie nie wpłynie na poprawę jakości brzmienia. Zwiększenie przekroju kabla może jednak zmniejszyć straty energii, które zachodzą w kablu.
Pojemność przewodu
Pojemność kabla ma zależność od jego długości i konstrukcji. Przy znacznych odległościach, pojemność może wielokrotnie wzrosnąć. Może to powodować wzbudzanie amplitunera, które objawia się wytwarzaniem sygnału o wysokiej częstotliwość i dużej amplitudzie. Wzrost pojemności przewodu może dodatkowo spowodować zniekształcenie sygnału audio, a co za tym idzie pogorszenie brzmienia oraz barwy dźwięku.
Głośniki
Głośniki często określane są jako końcowy element każdego systemu nagłośnienia. Ich głównym zadaniem jest zamiana sygnału elektrycznego na fale dźwiękowe. Mogą różnić się konstrukcją, wyglądem, dzięki temu są produkowane dla różnych miejsc i użytkowników. Podczas wyboru głośników do instalacji nagłośnienia należy zwrócić uwagę nie tylko na wygląd i sposób montażu, ale również na najważniejsze parametry przedstawione poniżej.
-
Moc znamionowa RMS
Moc, z jaką głośnik będzie emitował czysty dźwięk przez długi okres czasu bez uszkodzenia, przy zniekształceniach, które nie przekraczają określonego poziomu.
-
Moc muzyczna
Maksymalna moc jaką zestaw może być obciążony przez krótki czas, bez nieodwracalnego zniszczenia. Taka definicja prowadzi do absurdalnego skracania czasu impulsu podawanego na głośnik, aby w wyniku uzyskać duże wartości.
-
Pasmo przenoszenia
Zakres częstotliwości dźwięku, który jest w stanie wyemitować głośnik. Górna wartość pasma przenoszenia z reguły osiąga granicę 20 kHz, natomiast dolna zależna jest od rodzaju i wielkości obudowy, modelu zastosowanego głośnika niskotonowego, sposobu konstrukcji zespołu, jego wytłumienia itp.
-
Impedancja znamionowa
Minimalna wartość impedancji elektrycznej dla częstotliwości znajdującej się powyżej częstotliwości rezonansu mechanicznego. Impedancja przyjmuje zawsze jakąś konkretną wartość, najczęściej jest to 8 lub 4. Rzeczywista impedancja wcale nie jest stała, zmienia się w zależności od częstotliwości.
-
Efektywność głośnika
Parametr ten określa, jaki będzie poziom dźwięku w określonym punkcie (w normach przyjmuje się 1 metr od kolumny) przy doprowadzeniu określonego sygnału. Im wyższa efektywność tym głośniej zagra kolumna przy takim samym sygnale. W uproszczeniu można przyjąć, że efektywność daje nam pojęcie o tym jak sprawnie kolumna przetwarza energię elektryczną na energię akustyczną.
Głośniki dwudrożne, a trójdrożne
Głośnik dwudrożny cechuje się podziałem pasma na dwa osobne głośniki, np. przez zwrotnicę pasywną. W przypadku trójdrożnego występuje podział na trzy osobne (np. woofer, midrange i tweeter). Każdy głośnik przetwarza inną cześć pasma przenoszenia.
Zjawisko pogłosu
Zjawisko pogłosu to odbieranie przez ucho kilkukrotnego tego samego, odbitego sygnału dźwiękowego, w różnych odstępach czasu i o różnym natężeniu. Sygnał dźwiękowy odbijany jest wtedy od podłogi, sufitu, ściany, przeszkód, znajdujących się w różnej odległości od co najmniej kilku pracujących w tym samym pomieszczeniu głośników. Żeby lepiej zrozumieć zjawisko pogłosu, poniżej przedstawiono uproszczony przykład, który został zaczerpnięty z innego przewodnika. Wyobraźmy sobie, że mamy dwie równoległe ściany, a na jednej z nich wisi głośnik z skierowaną osią na równoległą ścianę. Pośrodku, pomiędzy tymi ścianami znajduje się słuchacz. Fala dźwiękowa rozchodzi się w powietrzu z prędkością około 330m/s.
Jeżeli odbiorca stoi w odległości 33 metrów od głośnika to sygnał dotrze do niego po 0,1 sekundzie i na razie nic złego się nie dzieje. Ale jeśli sygnał jest dostatecznie silny, wędruje po przeciwległej ścianie i po odbiciu się od niej, wraca do słuchacza już z opóźnieniem 0,1s + 0,2s = 0,3s. Jeśli jeszcze raz odbije się od ściany z głośnikiem, to jest słyszalny po raz trzeci po czasie 0,1s + 0,2s + 0,2s = 0,5s. Dodatkowo międzyczasie, zanim do ucha dotrze sygnał odbity, głośnik emituje kolejny sygnał. Sygnały te nakładają się na siebie, powodując kakofonię czyli jednoczesny odbiór wielu sygnałów, co często uniemożliwia zrozumienie przekazu audio.
Istnieje możliwość wyliczenia czasu pogłosu poprzez zastosowanie wzoru Sabine’a:
T= 0,163V / Ac [s], gdzie:
- T - czas pogłosu w sekundach
- V - objętość pomieszczenia w metrach sześciennych
- Ac - całkowita chłonność akustyczna pomieszczenia, przy czy Ac = α1A1 + α2A2 + α3A3 + ..., gdzie A1, A2, A3, ... to powierzchnie wewnętrzne pomieszczenia, a α1, α2, α3, ... to odpowiadające im współczynniki pochłaniania.
Niwelowanie zjawiska pogłosu
Występują dwa główne powody powstawiania pogłosu. Pierwszy z nich jest to architektura pomieszczenia, w którym człowiek ma minimalny wpływ na rozchodzenie się dźwięku. Zaś drugim powodem powodujący zjawisko pogłosu jest złe rozmieszczenie, ukierunkowanie głośników i kolumn głośnikowych. Nie jesteśmy w stanie rozpatrzeć wszystkich możliwych konstrukcji budowli i pomieszczeń i dla każdego z nich przedstawić dobór i sposób rozmieszczenia urządzeń nagłaśniających. Jednak istnieje kilka prostych reguł i jeśli się tylko do nich zastosujemy, niezależnie od pomieszczenia i przeznaczenia można uzyskać przyzwoity efekt.
1. Jeżeli mamy do czynienia z pomieszczeniem o kształcie prostokątnym nie powinniśmy kierować osi głośnika prosto w przeciwległą ścianę, lecz w miejsca, gdzie dźwięk ulegnie największemu rozproszeniu.
2. W miejscach, gdzie słuchacz może znaleźć się blisko ściany powinno zastosować się głośniki sufitowe lub wiszące. Wysokość montażu nie może być większa niż 2,5 metra. Pozwala to dodatkowo zapobiec ogłuszeniu słuchacza.
3. Do zmniejszenia ilości niepożądanych odbić oraz zniwelowania powstawania niechcianego pogłosu można również zastosować opcję zwiększenia ilości głośników o mniejszej mocy, zamiast kilku o dużej, tak aby każdy z nich emitował mniejszą energię, a jednocześnie głośność w każdym miejscu tego obiektu była podobna. Dotyczy to w szczególności pomieszczeń o skomplikowanej strukturze.
4. Często się zdarza, iż system nagłośnienia montowany jest w pustym pomieszczeniu. W przypadku wypełnienia go ludźmi, ich ciała będą tłumić dźwięk, zmniejszając przez to również natężenie. Dlatego dobrze jest dokonać dodatkowego ustawienia poziomu głośności przy wypełnionej sali.
Charakterystyki
Charakterystyka kierunkowa
Określona jest zależnością efektywności głośnika. Mierzona w stałej odległości, od kąta względem osi. Głośnik promieniuje na ogół w ten sposób, że przy tonach wyższych promieniowania skupia się w wąskim stożku wokół osi odniesienia głośnika.
Charakterystyka częstotliwościowa
Przebieg ciśnienia akustycznego, mierzonego na osi odniesienia głośnika, w określonej odległości od punktu, w funkcji częstotliwości, przy stałej wartości napięcia. Użyteczne pasmo zawiera się w przedziale od częstotliwości rezonansowej do częstotliwości.
Rodzaje połaczeń i wyznaczanie impedancji
Połączenia szeregowe
Niezależnie od impedancji kolumn przez obie popłynie taki sam prąd. Jeśli obydwie mają taką samą impedancję, to obie będą pracować z taką samą mocą i odłoży się na nich takie samo napięcie. Jeśli impedancje kolumn są różne, to większa moc i większe napięcie odłoży się na kolumnie o większej impedancji, a rozdział mocy i napięcia będzie proporcjonalny do impedancji kolumn. Przykładowo gdy połączymy szeregowo kolumny 4-omową i 8-omową to na 8-omowej oddana będzie dwa razy większa moc niż na 4-omowej.
Połączenie równoległe
Niezależnie od impedancji kolumn do obydwu będzie przyłożone takie samo napięcie, równe napięciu wyjściowemu wzmacniacza. Jeśli obydwie mają taką samą impedancję, to obie będą pracować z taką samą mocą i będzie przez nie płynał taki sam prąd. Prąd wypływający ze wzmacniacza będzie sumą prądów płynących przez obie kolumny. Jeśli impedancje kolumn są różne, to większa moc oddana zostanie na kolumnie o mniejszej impedancji ponieważ przez tą kolumną popłynie większy prąd, a rozdział mocy będzie odwrotnie proporcjonalny do impedancji kolumn. Przykładowo gdy połączymy równolegle kolumny 4-omową i 8-omową to na 4-omowej oddana będzie 2 razy większa moc niż na 8-omowej.
Rozmieszczenie głośników
Układ centralny
Używany jest do nagłośnienia sal odczytowych, widowiskowych, itp. Głośniki umieszczone są na jednej płaszczyźnie w pobliżu miejsca, gdzie toczy się akcja sceniczna. W przypadku pomieszczeń zamkniętych będzie to front sali lub scena, a zaś na przestrzeni otwartej będzie to na przykład przednia część trybuny. Osie głośników powinny być skierowane w przybliżeniu po przekątnej sali. Centralny układ gwarantuje spójność wrażeń optycznych oraz akustycznych odbieranych przez słuchacza. Dodatkowo doskonale zapewnia prawidłową lokalizację źródła dźwięku oraz możliwość nagłaśniania w systemie stereofonicznym. W systemach nagłośnienia ten układ znajduję małe zastosowanie.
Układ decentralny
Najczęściej wykorzystywany jest przy instalacjach przeznaczonych do celów informacyjnych. Zasada układu polega na równomiernym rozmieszczeniu głośników w przestrzeni nagłaśnianej. Pozwala uniknąć większych wahań natężenia dźwięku w różnych miejscach. Duża część głośników montowana zostaje zwykle w sufitach. Układ decentralny doskonale sprawdza się w pomieszczeniach niskich i długich oraz w salach o złej akustyce i dużym pogłosie (np. dworce kolejowe, hale sportowe, domy towarowe itp.).
Układ strefowy
Głośniki montowane są w poszczególnych strefach, na które zostało podzielone całe pomieszczenie, przy czym każdy głośnik ma nagłośnić jedną strefę. Pomiędzy poszczególnymi grupami głośników w strefach wprowadza się odpowiednio dobrane opóźnienia czasowe, strefa położona najdalej od sceny ma największy czas opóźnienia, natomiast przestrzeń znajdująca się w bezpośrednim sąsiedztwie estrady nie podlega na ogół nagłośnieniu albo przeznacza się na nie osobne głośniki przekazujące dźwięk bez opóźnienia czasowego. Układ ten stosuje się przeważnie na przestrzeniach otwartych.
Głośniki sufitowe
To urządzenia wyposażone w poprawiającą estetykę maskownice, różnej konstrukcji uchwyty montażowe oraz czasem dodatkowo w osłony akustyczne. Stosowane do instalacji w sufitach podwieszanych, znajdują zastosowanie prawie w każdej branży przemysłowej. Głośniki sufitowe różnią się miedzy sobą parametrami, takimi jak: moc, pasmo przenoszenia, efektywnością oraz kształtem.
Prosty montaż
Głośniki sufitowe, jak sama nazwa wskazuje to urządzenia przeznaczone wyłącznie do instalacji w pomieszczeniach wyposażonych w sufity podwieszane np. z płyt regipsowych. Nie potrzebują dodatkowej zabudowy tak jak kolumny, gdyż cały sufit pełni funkcję dużego pudła rezonansowego, co znacznie wpływa na skuteczność oraz brzmienie głośników. Jedynym wymogiem jaki musi być spełniony, to powinien on dokładnie przylegać do powierzchni. Dodatkowym dużym atutem głośników sufitowych jest ich prostota montażu. Myśląc o przyszłościowym użyciu takiego rodzaju głośników powinniśmy wcześniej zadbać o dociągnięcie okablowania oraz sprawdzenie, czy głębokość w suficie podwieszanym pozwoli na montaż.
Estetyka wystroju
Głośniki sufitowe stanowią doskonałe rozwiązanie przy zapewnieniu w pomieszczeniach najlepszej jakości dźwięku przy minimalnej ingerencji w estetykę wyglądu. Montowane w podwieszanych sufitach, często stają się niezauważalne przez inne osoby. Dzięki tej zdolności głośniki sufitowe mają wielką przewagą nad innymi rodzajami głośników. Dodatkową zaletą jest również zdolność do absorpcji zwykłych farb emulsyjnych, dając przez to jeszcze lepszą możliwość dopasowania urządzenia do zamontowanej powierzchni.
Poprawa brzmienia głośnika
Do polepszenia efektywności brzmienia głośników w ofercie sklepów można spotkać głośniki wyposażone w osłonę akustyczną. Wykonane zazwyczaj z wysokiej jakości tworzywa ABS pozwalają na zapobieganie rozpraszaniu się dźwięku w niepożądanym kierunku (np. w stronę stropu). Dodatkową zaletą zastosowania osłony akustycznej jest również ochrona głośnika przed wszelkimi zanieczyszczeniami oraz insektami.
Ochrona przeciwpożarowa
Do uchronienia urządzenia przed niszczącym działaniem ognia, niektórzy producenci głośników modułowych oferują możliwość opcjonalnego dokupienia specjalnej osłony przeciwpożarowej. Wykonana jest zazwyczaj ze stalowej puszki. Montowana na tylnym panelu, pozwala na uchronienie elektroniki i transformatora głośnika oraz również dodatkowo udaremnia rozprzestrzenianie się pożaru w budynku.
Głośniki naścienne
To najbardziej popularne głośniki wykorzystywane w systemach nagłośnienia. Głośniki naścienne praktycznie nadają się do zastosowania w każdym obiekcie. Cechują się prostym i szybkim montażem. Dużą zaletą w głośnikach naściennych jest możliwość swobodnej regulacji położenia. Dzięki tej zdolności zminimalizujemy zjawisko pogłosu oraz z łatwością urządzimy wnętrze według naszych upodobań, a nie według ograniczeń narzucanych przez konieczność odpowiedniego ustawienia sprzętu
Zasady rozstawiania kolumienek
Przed każdą instalacją nagłośnienia dobrze jest zadbać o symetrię otoczenia pomieszczenia, gdyż złe ukształtowanie oraz jego wystrój może spowodować silne zróżnicowanie dźwięków docierających do lewego i prawego ucha. W przypadku rozmieszczenia oraz montażu kolumienek, warto skorzystać z kilku podstawowych zasad, a dzięki nim efekt końcowy będzie zadowalać każdego słuchacza. Zatem:
- Unikajcie kiepskich położeń kolumienek.
- Ustawiajcie kolumienki na odpowiedniej wysokości
- Skierujcie oś głośnika w miejsca odsłuchu.
- Zachowajcie minimalną odległość od ściany.
- Zapewnijcie swobodną przestrzeń pomiędzy kolumienką, a słuchaczem.
Głośniki zewnętrzne
To urządzenia przeznaczone głównie do realizacji systemów nagłośnienia w przestrzeniach otwartych: w ogrodach, w parkach, ekspozycjach plenerowych, itp. Zaletą stosowania głośników zewnętrznych jest możliwość wkomponowania ich w otoczenie oraz prostota i niski koszt montażu.
Klasa szczelności
Jedną z najważniejszych cech wyróżniającą głośniki zewnętrzne od innych jest powiększona klasa szczelności (IP). Parametr oznaczony dwoma liczbami odpowiada za stopień ochrony urządzenia przed ciałami stałymi oraz ciekłymi. Poprzez zwiększoną klasę szczelności głośniki zewnętrzne doskonale sprawdzają się w wszelkich miejscach otwartych (np.: w ogrodach). Poniżej przedstawiona została tabela określająca kody IP.
System nagłośnienia w sklepie
Systemy nagłośnienia w sklepie służą do zapewnienia możliwości rozgłaszania muzyki oraz komunikatów głosowych w Sali sprzedaży. Duże znaczenie w kreowaniu systemu nagłaśniania stanowią głośniki sufitowe, cechujące się łatwością montażu oraz zdolnością ukrycia. Poniżej przedstawiono przykładową aranżację systemu opartego o głośniki sufitowe marki High Quality Music.
Przykładowa konfiguracja sprzętowa:
System nagłośnienia w sali konferencyjnej
Sale konferencyjne są to zazwyczaj pomieszczenia o niewielkiej przestrzeni, na których system nie potrzebuje dużej ilości asortymentu. Podczas tworzenia systemu nagłośnienia duże znaczenie ma ilość zastosowania głośników oraz ich odpowiednie rozmieszczenie, tak by nie doprowadzić do zjawiska pogłosu. Sale konferencyjne pełniące role miejsc, w których odbywają się zebrania, wykłady, szkolenia mogą zostać wzbogacone dodatkowo o mównice, wówczas głównym źródłem przekazu staje się mikrofon. Poniżej przedstawiono przykładową aranżację systemu opartego o produkty marki High Quality Music.
Przykładowa konfiguracja sprzętowa
System nagłośnienia w hali sportowej
Nagłośnienie małej hali sportowej sprowadza się do zapewnienia prawidłowego i równomiernego przekazu dźwięku, głosu na płytę boiska oraz widownie. Przy wybieraniu głośników dobrym wyborem będzie zastosowanie kolumn głośnikowych o dużej mocy. Podstawowym źródłem będzie tutaj mikrofon ( komentarze sportowe, treningi, itp.). Poniżej przedstawiono przykładową aranżację systemu opartego o produkty marki High Quality Music.
Przykładowa konfiguracja sprzętowa
System nagłośnienia w domu
System nagłośnienia w domu to zintegrowany system audio, który umożliwia rozprowadzanie dźwięku w różnych pomieszczeniach domu. Jest to popularna funkcja w nowoczesnych domach, która zapewnia rozrywkę, informacje i wygodę. Wybór odpowiedniego systemu zależy od potrzeb i preferencji użytkownika oraz budżetu.
