maanantai 4. helmikuuta 2013

Stereovahvistin



Stereovahvistin

 

 








         Stereovahvistimesta tehdään kuution muotoinen. Yhden sivun pituus 19cm.

-         Tarvittavat osat, jotka sirkkelöidään 18mm paksuisesta liimalevystä:
2kpl 19cm *19cm
2kpl 15, 4cm*15, 4cm
2kpl 15, 2cm*15, 2cm

-         Kootaan puutappiliitoksilla.

-         Maalataan valkoisella kookosmaalilla. Maalin päälle tulee peililakka.
   

Kaiutinsivujen päälle pingotetaan kangas. Kaiutinsivut upotetaan noin puolen senttimetrin syvyyteen kaiutinkotelon sisälle. Kotelon sisälle tulee puulistoista stopparit, joihin kaiutinsivut liimataan kiinni.




Stereovahvistimen kotelon valmistus




- Vahvistimen osat sirkkelöitiin liimalevystä oikeaan kokoon.






  


- Kun osat on sirkkelöity, on hyvä testata niitä muotoonsa/paikoilleen, jolloin huomaa mahdolliset mittavirheet ja niitä voi jo tässä vaiheessa korjata. Mitä tarkemmin alkuvaiheessa kappaleet sirkkelöi tai sahaa oikeaan kokoonsa, sitä vähemmällä työllä pääsee myöhemmässä vaiheessa, kun kappaleita sovittaa ja liittää yhteen.


- Vastakappaleisiin kannattaa tässä vaiheessa merkitä kirjainkoodit, jotta ne on helppo myös myöhemmin järjestää paikoilleen. Itselläni kappaleiden koossa oli muutamien millien heittoa, joten oli hyvä tietää kuinka päin ne parhaiten sovittuivat kohdakkain.











 



- Kaiutinseiniin porattiin reiät pylväsporakoneella. Reiän koko, kun kaiuttimet ruuvataan kiinni sisäpuolele, oli käytetyillä kaiuttimilla n.11cm. Reiän koko vaihtelee tietenkin käytettävien kaiuttimien mukaan.









- Kaiuttimien reiät pyöristettiin jyrsimellä, jotta reikien terävät reunat eivät näkyisi päälle pingotettavan kankaan läpi.

- Kaiutinseinistä ja jyrsimellä pyöristetyistä reunoista tuli hienot ja viimeistellyn näköiset, joten olisi ollut hienoa jättää puuosa näkyviin myös näiltä sivuilta. Ikävä kyllä näistä sivuista oli suunnitelman mukaisesti tehty sen verran väljät, että ne mahtuisivat upottumaan kankaan kera kotelon sisään. Tässä vaiheessa oli siis myöhäistä muuttaa suunnitelmia, koska muutoin kaiuitin seinien ympärille olisi jäänyt rumat muutaman millin raot. Harmittavaa...

  


- Stereovahvistimen osat koottiin ja liimattiin yhteen poratappiliitoksin. Käytettävät puutapit olivat halkaisijaltaan 8mm ja niitä sijoitettiin n. 8cm etäisyydelle toisistaan ja n. 1cm päähän kappaleen reunoista. Poratappiliitoksien reiät porattiin pylväsporakoneella, jotta reiät tulisivat suoraan.

- Ennen liimausta vahvistimen kylkiin porattiin kuusi reikää ulosmenoja varten. Ulosmenot tarvittiin ledille, kytkimelle, sulakkeelle, potentiometrille, DC-liittimelle ja virtapiuhalle.





 - Stereovahvistimen osat ennen poratappien liimausta.







- Poratappien liimaamisen ja niiden kuivumisen jälkeen kotelon sivut hiottiin nauhahiomakoneella ja ulkonurkat pyöristettiin jyrsimellä. Kulmien pyöristäminen teki kotelosta viimeistellymmän näköisen.









- Liitosraot kitattiin umpeen ja kitin kuivuttua ne hiottiin hiomapaperilla sileiksi.




- Kaiutinseinien sisäpuolelle porattiin pienet aloitusreiät, jonka jälkeen kaiuttimet ruuvattiin kiinni. Koska liimalevy on paksuudeltaan ainoastaan 18mm, on kiinnitykseen valittava tarpeeksi pienet ruuvit, jotta ne eivät tule levystä läpi.









- Koska kaiutinseinät haluttiin saada hieman upotuksiin, liimattiin kotelon sisään stopparit, joihin kaiutinseinät tultaisiin liimaamaan. Huom! Tässä vaiheessa on hyvä tarkistaa, että kotelon sisään jää tarpeeksi tilaa kaiuttimelle sekä piirilevylle. Itse jouduin taittamaan ja pienentämään jäähdytyslevyä sekä vaihtamaan yhden komponentin, jotta sain kaikki tarvittavat osat mahtumaan kotelon sisään.




- Stoppareiden liimauksessa käytettiin apuna puristimia. Stoppareiden tarkat paikat kannattaa tarkistaa vielä puristimien kiristämisen jälkeen etteivät ne ole liikahtaneet pois kohdiltaan puristamisvaiheessa. Jos stopparit tulevat kotelon sisään vinoon, tulee tietenkin myös niihin kiinnitettävät sivut vinoon.




- Kaiutinseinien päälle pingotettiin kangas, joka kiinnitettiin paikoilleen nitojalla. Nurkkien taittelussa on oltava erityisen huolellinen, jotta nurkista ei tule liian paksuja. Jos kangastaite jää jostain kohdasta liian paksuksi, ei kaiutinseinä mahdu upottumaan kotelon sisään.









- Ennen kaiutinseinien ja piirilevyn asentamista paikoilleen tehtiin kotelolle pintakäsittely. Pintakäsittely aloitettiin hionnalla. Hiomisen jälkeen kotelo kasteltiin kevyesti, jotta nähtiin nouseeko puun pinnasta vielä esiin karheutta/epätasaisuutta. Jos pinta ei ole täysin sileä, täytyy sitä vielä uudelleen hioa. Hionnan jälkeen kotelo maalattiin muutamaan kertaan lumenvalkoisella kookosmaalilla.Maalikerrosten väliin tehtiin kevyt hionta erittäin hienolla hiomapaperilla.

- Kookosmaalin päälle siveltiin alkuperäisestä suunnitelmasta poiketen tavallinen puolihimmeä lakka. Peililakan laittamisesta luovuttiin, koska sen pelättiin korostavan liikaa maalipinnan pieniä kauneusvirheitä.







Stereovahvistimen piirilevyn valmistus



- Piirilevyn työstäminen aloitettiin leikkaamalla piirilevy leikkurilla sopivan kokoiseksi. Tämän jälkeen levyn pinta puhdistettiin huolellisesti ja pintaan suihkutettiin valotusta varten lakka.  Ennen valotusta piirilevyn pintaan suihkutettu lakka vielä kuivatettiin uunissa matalassa lämpötilassa.

- Piirilevy valotettiin valmiin piirilevykaaviokalvon avulla. Jotta valotus onnistuisi kunnolla, oli valotuksessa päällekkäin kaksi kalvoa, jolloin mustat kohdat olivat vahvemman väriset eivätkä päästäneet valoa lävitseen valotuksen aikana. 

-Valottamisen jälkeen kaavio syövytettiin piirilevyyn. 






- Tämän jälkeen piirilevyyn porattiin pylväsporakoneella 1mm reiät komponenttien juottamista varten. Muutamia rei-istä jouduttiin juottamisvaiheessa kuitenkin suurentamaan, koska osa komponenteista vaati suuremman reiän mahtuakseen paikoilleen.








- Piirilevyn nurkkiin porattiin 3mm reiät piirilevyn mahdollista kiinnittämistä
varten.Tässä työssä nämä reiät olivat kuitenkin turhat, koska piirilevy tultaisiin kiinnittämään koteloon kuumaliimalla.

- Alkuperäisen ohjeen, osaluettelon, kytkentäkaavion ja sijoittelukuvan voi käydä katsomassa internetsivulta:

www.kolumbus.fi/mikko.esala/MP3VAHVISTIN.pdf







- Komponenttien asennukseen avuksi oli sijoittelukuva, josta eri komponettien nimet ja paikat löytyivät. Itse olisin kaivannut ohjeeseen komponenttien nimien lisäksi myös kuvat eri komponenteista, jotta olisin tiennyt mikä komponentti milloinkin oli kyseessä... Jos projektia lähtisi toteuttamaan lasten kanssa, olisi tärkeätä, että koko ryhmä etenisi työssä samassa tahdissa opettajajohtoisesti, jotta komponentit löytäisivät kaikkiin piirilevyihin oikeat paikkansa. Itse opin komponentteja juottaessani jonkin verran lukemaan sijoittelukuvaa, mutta uskoisin sen olevan suurrimmalle osalle alakoulun oppilaista liian haastavaa.




- Piirilevy näytti komponenttien juottamisen jälkeen tällaiselta.




- Piirilevyyn lisättiin alkuperäisestä suunnitelmasta poiketen jäähdytyslevy, joka ehkäisee komponenttien ylikuumenemisen stereovahvistimen käytön aikana. Alumiinista leikattua ja taitettua jäähdytyslevyä jouduttiin vahvistimen kokoamisvaiheessa muokkaamaan, jotta kaiuttimet ja piirilevy mahtuivat kotelon sisään.

- Ulosmenoja varten koteloon porattiin ulosmenoreiät alla olevan ohjeen mukaisesti. 






Stereovahvistimen kokoaminen




- Piirilevy liimattiin kotelon pohjaan kuumaliimalla. Potentiometrin asennusreikä oli porattua muutaman millin liian korkealle, joten kuumaliiman avulla koko piirilevyä nostettiin hieman ylemmäs, jotta potentiometrin säädin ei tulisi reiästä ulos vinossa. Oppilaiden kanssa piirilevyn nostamiseen, jos se on tarpeen, kannattaa käyttää esimerkiksi sopivan paksuista vanerilevyn palasta.



- Ulosmenoreikiä jouduttiin hieman rapsuttelemaan kirurginveitsellä varovasti auki, koska maali ja lakka olivat tukkineet niitä sen verran etteivät johdot ja komponentit mahtuneet paikoilleen.













- Ennen sulakepesän paikalleen asentamista on muistettava laittaa sulake paikoilleen!

- Kaiuttimien johdot olivat todella pitkät, joten ne lyhennettiin noin 30cm mittaisiksi, jotta nekään eivät veisi kotelon sisällä turhaan tilaa.











- Tarkoituksena oli hankkia potentiometriin hieno säätöruuvi, mutta Etelä-Pohjanmaalta ei sellaista löytynyt. Erilaisten vaihtoehtojen jälkeen (helmistä laatikon vetonuppiin), päädyttiin kokeilemaan säätöruuvin itse tekemistä.

- Muotoiluun käytettiin marketista löytynyttä muovailumassaa, josta muotoiltiin halutun mallinen muoto. Muottina käytettiin lasten muovailuvahamuottia :) Valmis kuvio kovetettiin uunissa n. 110 asteessa.

- Kun kuvion alapuoli oli vielä pehmeä, mutta päälliosa kova, painettiin kuvio varovasti potentiometrin säätöruuvia vasten, jotta kuvioon muodostui jo valmis upotusreikä. Tämän jälkeen uunissa kuivattamista jatkettiin vielä hetken.







- Valmis säätöruuvi maalattiin samalla valkoisella kookosmaalilla, jolla kotelokin ja päälle siveltiin kerros puolihimmeää lakkaa. Tähti liimattiin potentiometriin kaksikomponenttiliimalla.














video

 

Oma oppimisprosessini


-
Tämä projekti alkoi huonoissa merkeissä, sillä kuultuani, että aiomme tehdä stereovahvistimen en ensinnäkään  en edes tiennyt varmasti, että mikä stereovahvistin on ja mitä sillä tehdään! Ja minun on tunnustettava, että saatuani tämän tehtävänannon, olin erittäin skeptinen sen onnistumisesta ja ajattelin projektin olevan aivan liian mahdoton ja vaikea toteuttaa. Olen iloinen siitä, että olin väärässä ja vielä iloisempi olen siitä, että olen lopputulokseen enemmän kuin tyytyväinen. Vahvistin on jo tähän mennessä soinut paljon ja olen tunnollisesti muistanut sen kaikille meillä vierailleille esitellä. Pikkusiskonikin kysyi viime viikonloppuna meillä vieraillessaan: - Aiotko koskaan lakata hehkuttamasta tuolla kaiuttimellasi? No, todennäköisesti en :)

- Ulkonäön suhteen suunnittelun lähtökohtana minulla oli tehdä stereovahvistimesta mahdollisimman pieni, yksinkertainen ja pelkistetty. Ajattelin, että sellainen sen vähintäänkin täytyy olla, jotta saisin projektin jollain keinoin toteutettua. Olen tyytyväinen siihen, että tein kotelosta pienehkön, sillä nyt sen mahtuu helposti sijoittamaan mm. keittiön tasolle, jossa se on jo paljon soittoaikaa saanutkin.

- Väreiksi halusin mahdollisimman neutraalit sävyt, jotka sopisivat kodin sisustukseen enkä kyllästyisi niihin kovin nopeasti. 

- Onnistumisen iloa sain tämän työn edetessä monista työvaiheista. Komponenttien juottaminen oli mukavaa puuhaa, vaikka suurimman osan ajasta juotinkin kiinni komponentteja ymmärtämättä ollenkaan niiden toimintaperiaatteita. Muutaman komponentin paikan onnistuin jopa lukemaan aivan itse sijoittelukuvasta, joten se oli minulle suuri saavutus elektoroniikan osa-alueella. 

- Puuntyöstön puolella pelkäsin ja pelkään edelleen jonkin verran sirkkeliä. Sain joka tapauksessa kappaleet sirkkelöityä. Poratappiliitoksien tekemistä aloittaessani oli mielessäni elävästi aikaisemmat epäonnistuneet tappiliitoskokemukseni, joiden perusteella en ollut innostunut niiden tekemisestä. Tämäkin työvaihe epäilyksistä huolimatta yllätti minut iloisesti ja huomasin onnistuneeni kohdistamaan reiät ja tapit kohdikkain. Onnistuneiden poratappiliitosten jälkeen olen valmis toteuttamaan niitä myös oppilaiden kanssa.

- Erityisen ihastunut puuntyöstön tekniikoista olin jyrsimen yksinkertaiseen käyttöön ja sen tekemään jälkeen. Oli hauskaa huomata, miten viimeistellyn näköiseen lopputulokseen näinkin vähillä teknisen työn taidoilla ja kokemuksilla voi kyetä! Harmillista vain, jyrsin on liian vaarallinen alakoulukäyttöön, joten sen hyödyntäminen alakoulun teknisissä töissä ei ole mahdollista.

- Yhteenvetona stereovahvistimen teosta voin sanoa, että ylitin reilusti omat odotukseni ja sain projektista paljon enemmän onnistumisen ja oppimisen iloa kuin olisin alkuvaiheessa uskonut.


Stereovahvistimen valmistaminen alakoulussa?


- Olen ottanut tavaksi esitellä oppilailleni käsityön opinnoissa aikaansaamiani tuotoksia, koska oppilaat ovat uteliaita kuulemaan ja näkemään, että mitä opettaja on opiskeluissaan saanut aikaiseksi. Kun kannoin valmiin stereovahvistimeni opettajanpöydälle, oli oppilaiden ihastelu hellyyttävää katseltavaa :) Hetken kruunasi tietenkin se, kun yhdistin stereovahvistimen kännykkääni ja luokassa alkoi rokki pauhata!

- Tämän oppilaiden kautta saamani kokemuksen sekä itse kokemani oppimisen ilon kautta, olen varma, että stereovahvistimen toteuttaminen oppilaiden kanssa olisi työ, johon oppilaita ei tarvitsisi suuremmin motivoida ja kannustaa. Se soveltuu hyvin nykypäivän lapsille, jotka ovat syntyneet teknologian keskelle.

- Stereovahvistin projektin aikana oppilas oppii elektroniikan perusasioista mm. ymmärtämään virtapiirien toimintaa, onnistuneiden juotoksien tekemistä,  johtojen kuorimista, mahdollisesti juotoksien sulattamista ja imuroimista jne.

- Stereovahvistimen tekemiseen liittyy kuitenkin monia haastavia työvaiheita ja itse en omilla teknisen työn taidoillani lähtisi toteuttamaan näin vaativaa työtä oppilaiden kanssa. Työ olisi takuulla oppilaita motivoiva ja se tulisi aivan varmasti oppilaiden aktiiviseen käyttöön, mutta projektin toteuttaminen vaatii opettajalta melko laajaa elektoriikan perusasioiden ymmärrystä. Suurin syy siihen, miksi en siis toteuttaisi projektia alakoulun oppilasryhmän kanssa on se, että elektroniikan osuudessa on liian monia vaikeita tai ongelmallisia kohtia, joita en oppilasryhmän kanssa osaisi selvittää. Opetustilanteessa opettajan on pystyttävä ratkomaan ongelmia melko nopeastikin, joten asioiden jälkiselvittelyyn ei aina ole aikaa.

Esimerkki:
Kuvitellaan, että olemme onnistuneet lukemaan piirilevykaaviota ja oppilaat ovat juottaneet komponentit piirilevyyn kiinni. Oppilas tulee näyttämään minulle piirilevyään, jossa on valmiit juotokset.
Ongelma:
En osaisi varmuudella sanoa esimerkiksi, että a) ovatko juotokset onnistuneita, b) onko piirilevyssä juotoksia, jotka aiheuttavat oikosulun tai c) miksi kaiuttimista ei kuulu ääntä.


- Taitojen lisäksi toiseksi ongelmaksi elektroniikkatöiden toteuttamiseksi ainakin nykyisessä koulussani nousee välineet. Koulussa, jossa tällä hetkellä työskentelen, on ainoastaan yksi kolvi eikä sitäkään ilmeisesti koskaan ole käytetty. Eräs teknisen työn opettajista epäili tuon ainokaisenkin kolvin toimivuutta... Kolvien lisäksi koulultamme puuttuu välineet piirilevyn valmistamiseen, joten esimerkiksi valotusta ja syövyttämistä ei olisi mahdollista toteuttaa. Toki uusien välineiden hankintaa voisi rehtorille ehdottaa, mutta nyt kaupungin säästötalkooaikoina lupaa ostoihin tuskin irtoaisi.


- Olen myös sitä mieltä, että ennen tällaisen elektroniikkatyön toteuttamista, olisi hyvä opiskella oppilaiden kanssa elektroniikan perusasioita, erilaisten komponenttien toimintaa sekä syy ja seuraus-suhteita, jotta oppilaat oikeasti ymmärtäisivät, miksi streovahvistin toimii niin kuin toimii. Itse en tällaista teoriaa kykenisi kenellekään opettaa. En ymmärrä toimintaperiaatetta, vaikka olen toimivan stereovahvistimen saanutkin aikaiseksi...

- Puuntyöstön osuus sitä vastoin sisälsi paljon hyviä tekniikoita, joita tulen varmasti käyttämään opetustyössäni, jos saan teknisiä töitä opettaa. Stereovahvistimen muodon, koon, pintakäsittelyn ja ulostulevien komponenttien sommittelun kautta oppilaat oppivat oman esteettisen ja toimivan suunnitelman tekemistä. Sahaus, hiominen sekä käsin että nauhahiomakoneella, poraaminen sekä käsiporalla että pylväsporakoneella, poratappiliitokset ja pintakäsittely ovat kaikki sellaisia perustekniikoita, joiden hallinnalla pystyy oppilaiden kanssa teknisissä töissä toteuttaa jo paljon erilaisia projekteja.

- Liimalevystä voisin oppilaiden kanssa valmistaa esimerkiksi samantyylisen kotelon, joka koottaisiin puutappiliitoksilla, mutta sisälle ei tulisikaan piirilevyä ja kaiuttimia vaan kotelo voisi toimia vaikkapa säilytyslaatikkona, jos kanteen laitettaisiin sarana. Säilytyslaatikon kansi voitaisiin tehdä myös upotettavaksi ilman saranaa, jos kannen päälle laitettaisiin nostoripa tai -nuppi. Pintakäsittelyn avulla oppilaat voisivat suunnitella itselleen vaikkapa persoonallisen "Oman elämän aarrearkun".

- Vaihtoehtoisesti samoja puuntyöstötekniikoita käyttäen työstä voisi tehdä myös säilytyshyllyn. Kaksi sivua voisi jättää avonaisiksi ja tuote voisi olla seinälle laitettava neliöhylly.




Lähteet:
www.kolumbus.fi/mikko.esala/MP3VAHVISTIN.pdf
Kirja käsityöstä. Huovila, Hintsa, Säilä. Wsoy 1999.
KäPop 2012-2013, Rauman Okl: Matti Pirttimaa (elektroniikka) ja Sampsa Kullas (puuteknologia)