빈티지 수트케이스를 이용하여 스테레오를 제작한다
들고 다닐 수 있고 음량이 크며 패셔너블한 빈티지 수트케이스를 구한 후, 스피커 세트와 패시브 크로스오버, 증폭기, 재충전 가능한 1쌍의 배터리를 연결한다.
그러면 좀 무겁기는 하지만 귀를 쩌렁쩌렁 울리는 휴대형 스테레오 스피커를 만들 수 있다.
Maxim Integrated
스테레오 제작 아이디어
주문을 받아 커스텀 잼박스를 제작하는 다수의 인터넷 업체들이 성업 중인 것을 보고, 스테레오를 제작해야겠다는 아이디어를 떠올리게 되었다. 이러한 업체에서는 대략 약 800달러에 이르는 고가의 비용으로 장비를 제작 및 판매하고 있었다. 특수한 경우에는 2천 달러 이상에 판매되는 제품도 있었다. 필자는 이 아이디어를 흥미롭게 느꼈고 금전적으로도 상당한 이득이라는 생각이 들었다. 이와 같은 것을 제작할 만한 노하우가 있었으므로, 업체에서 판매되는 가격의 절반으로 장비를 하나 만들어 보기로 했다.
스테레오의 구조
1. 중요한 요소 중 하나인 케이스
우선 확실한 점은, 소리가 어떻게 나느냐 만큼 중요한 것이 수트케이스의 외관이라는 점이었다. 구제 물건을 파는 가게들을 여러 곳 들러본 후, 오래되었으며 특이한 빈티지 수트케이스를 살 수 있는 가장 좋은 곳은 온라인이라는 결론을 내렸다. 그래서 내 취향에 맞으며 가격도 합리적인, 1940년대 줄무늬 트위드 소재의 수트케이스를 구입했다.
2. 전자 장치
필자는 애플리케이션 엔지니어로서 Maxim Integrated의 모든 부품과 평가(EV) 키트를 이용할 수 있었다. 그래서 높은 와트의 클래스 D 증폭기인 MAX98400A를 선택했다. 이 증폭기를 선택한 이유는 채널당 20와트의 스테레오 증폭기로 구성할 수 있고, 최소한의 개조만으로 모노 40W 증폭기로 동작하도록 구성할 수도 있기 때문이었다.
고맙게도 평가 키트(그림 1)에는 2개의 증폭기가 전원 레일을 공유하도록 탑재되어 있었다.
이 평가 키트는 클래스 D 증폭기 출력을 필터링할 필요가 없다. 이 증폭기가 구동하는 스피커가 필터로 동작하기 때문이다. 그러므로 평가 키트의 증폭기 하나는 필터리스 평가에 이용했고, 다른 하나는 온보드 수동 클래스 D 필터를 이용했다.
처음에 증폭기 하나는 스테레오를 출력하고 다른 하나는 단일 우퍼로 제공되는 모든 출력을 구동하는 2.1 시스템을 제작하려고 생각했다. 하지만 신중하게 검토한 후, 8개의 스피커를 구동하는 ‘bi-amped’ 디자인을 제작하기로 결정했다. 한쪽 스테레오 증폭기는 우퍼 2개를 구동했다. 그리고 다른 쪽 스테레오 증폭기는 크로스오버로 연결하고, 다시 채널당 2개의 트위터를 포함한 미드레인지 드라이버로 연결했다(그림 2).
3. 오디오 셋업
예전에 홈 오디오 스피커를 조립해 본 경험이 있었으므로, 필자는 설계상 두 가지의 고려사항을 염두에 두고 드라이버를 선택했다. 그것은 바로 크기/형태 및 외양이었다. 나는 종이 본을 이용하여 내가 원하는 레이아웃에 드라이버가 적당한지 확인했다. 스피커를 장착했을 때 수트케이스의 벽이 모든 드라이버의 무게를 지지하지 못할 것 같았다. 그래서 수트케이스의 안감을 잘라내고 합판을 덧대서 견고성을 높임으로써 스피커를 지지할 수 있도록 했다. 그런 다음 스피커의 주파수 응답에 적합한 패시브 크로스오버를 선택했다.
원래는 우퍼 역시 저역통과 필터링을 시행하려고 했지만, 청음 테스트 결과 우퍼에 대한 필터링은 실제적으로 그렇게까지 필요하지 않은 것으로 나타났다. 나중에 필터링하지 않은 디자인의 음량이 향상되는 것을 보고 옳은 선택이었다는 것을 확인할 수 있었다. 필터링했다면 좀 더 밸런싱된 오디오를 얻을 수 있었겠지만, 필자가 제작하는 스테레오는 밸런싱된 사운드를 달성하는 것이 목적이 아니었으며, 그보다는 음량(loudness)을 달성하는 데 역점을 두고 있었다.
어셈블리 단계에서는 12게이지 스피커 와이어와 바나나 잭을 이용하여 스피커와 크로스오버를 평가 키트로 연결했다. 그런 다음 크로스오버를 수트케이스 벽에 접착시켰다(그림 3).
그리고 와이어를 헤드폰 잭의 커넥터 핀으로 납땜하고 솔더 접합부를 ‘heat shrink’ 처리한 후 대형 전원 스위치 단자도 같은 방법으로 작업했다. 이렇게 하면 높은 수준의 빌드 품질을 달성할 수 있다.
4. 전원 시스템
각 증폭기는 절대 최대 전원 전압이 28V이므로 24V면 동작 범위 이내이다. 필자는 에너지 밀도가 높다는 이유로 2개의 UPS 납축전지를 선택했다. 물론 이 배터리는 무겁지만, 상당한 무게를 휴대할 수 있도록 제작된 수트케이스 안에 집어넣는 것이므로 그렇게까지 문제되지는 않았다. 그에 따라 상당히 높은 전력을 이용할 수 있으므로, 스테레오를 최대 음량으로 약 5시간 작동시킬 수 있으며, 그보다 낮은 더 적정한 음량일 경우에는 훨씬 더 긴 시간 동안 작동시킬 수 있었다.
배터리 홀스터는 합판과 파이프 스트랩으로 만들었다[그림 4(a)]. 무게 분포를 고려하여 배터리 홀스터를 수트케이스 후면 하단에 탑재함으로써 스피커의 무게와 균형을 이루도록 했다. 수트케이스 안감의 일부분을 잘라낸 후 배터리 홀스터를 접착했다[그림 4(b)]. 그 후 측면의 XLR 포트를 이용하여 24V 배터리 차저와 표시기 LED를 포함하여 온/오프 스위치로 연결했다.
마지막으로 케이스를 폴리필 충전재로 채워 베이스 음을 더욱 풍부하게 하고 ‘rattling’ 현상을 줄이도록 했다 (그림 5).
사운드 감상
이 프로젝트를 시작할 때부터 필자는 이 스테레오의 오디오 소스를 3.5mm 잭으로 하려고 했다. 그렇게 해야 스마트폰이나 여타 휴대기기로 음악을 재생할 수 있기 때문이다. 그런데 잭 인식 회로를 포함한 휴대전화를 이용하여 음악을 재생하려고 했을 때 흥미로운 문제에 부딪혔다. 휴대전화를 잭에 처음 연결했을 때 소리가 거의 나지 않았던 것. 그래서 32Ω 저항을 추가하여 증폭기 입력을 증폭기로 접지시켜(그림 2) 잭 인식 회로를 속이도록 했다. 이렇게 함으로써 스마트폰이 잭을 인식하기 위해 임피던스를 검사할 때 헤드폰을 구동하는 것으로 생각하게 하고, 그에 따라 더 높은 신호 레벨을 출력하도록 할 수 있도록 했다.
이 스테레오는 소리가 크며 겉모양만큼 사운드 또한 훌륭했다(그림 6). 하지만 작업은 여기서 끝난 것이 아니다. 차후의 계획으로, 수트케이스와 덮개 사이의 실링을 좀더 향상시키고 싶다. 현재는 높은 음량으로 베이스 음이 강한 음악을 재생하면 포트 잡음과 같은 소리가 들린다. 지금 떠오르는 것은, 문풍지 같이 얇은 발포 소재 띠를 이용하여 케이스 두 부분이 만나는 부위를 라이닝하는 것이다.
※ 블루투스(Bluetooth)는 Bluetooth SIG, Inc.의 상표 및 로고
