하이엔드 3웨이 더블우퍼 스피커 자작기 하이파이/홈씨어터

올해 초부터 그동안 스피커 자작하면서 쌓아온 모든 노하우와 지식을 총동원해서 본격적으로 대형 스피커를 자작하고 있습니다. 종종 중간 과정을 올려서 내용이 중복되기도 하지만 하나로 정리해서 올려봅니다.


1. 기획 및 구상 (이라기 보다는 개인적 잡설)

스피커 자작은 풀레인지 유닛으로 시작하는 분들이 많습니다만 저는 크로스오버 네트워크 설계에 매력을 느껴 처음부터 2웨이 스피커를 자작했습니다. 4인치 우퍼와 중국제 AMT 리본 트위터의 조합을 시작으로 중국제 묻지마 싸구려 유닛과 수천만원대 기성품에 들어가는 고급 유닛을 번갈아가며 경험을 하게 됐습니다. 그 과정에서 다양한 부품 조합이나 네트워크 회로 설계, 측정 방법, 시뮬레이션 사용법 등 나름 유용한 노하우도 쌓게 됐고요.


어느 정도 노하우가 쌓이니 단순히 내가 만들어서 좋다기보다는 객관적으로도 일정 수준 이상의 스피커를 만들어지고 싶더군요. 물론 그렇다 해도 제대로 된 기성품과는 비교 불가입니다만 (투자된 R&D 비용이나 규모의 경제를 볼 때 취미로 하는 개인이 종합적으로 기성품을 뛰어넘는 작품을 만들긴 어렵습니다...)  그래도 개인적으로 만족할 수준의 결과물을 바라게 됐습니다.


그래서 어느정도 규모가 되는 3웨이 플로어 스탠딩 스피커를 타겟으로 구상을 하게 됩니다. 채용할 유닛은 제가 좋아하는 제품이 뚜렷해서 문제가 없고 측정이나 네트워크 설계도 제한된 환경에서 최대로 뽑을 수 있는 경험을 쌓아서 큰 문제가 없었는데, 문제는 인클로져였습니다. 2웨이와는 달리 부피가 커져서 작업하기도 어렵거니와, 시행착오 시 이를 만회하기가 어렵습니다 (재질이나 형태, 체적, 채용 유닛에 따른 변경을 하기 매우 어려움)


결국 이 부분은 가장 제 취향에 맞는 기성품을 모방하는 수밖엔 없었는데, 제가 좋아하는 모델은 삼성에 인수된 하만의 산하 브랜드인 레벨 (Revel)의 울티마 살롱 시리즈입니다. 현재 2세대까지 나와 있지만 세대간의 외양은 공통점이 거의 없습니다. 


울티마 살롱 



울티마 살롱 2


개인적으로 외양은 구형 모델이 더 매력적이지만  소리는 확실히 2세대 모델이 좋습니다. 암튼 이 브랜드는 제가 워낙 애정하는 브랜드라 5년 전쯤 만들었으면 틀림없이 이 두개 중 하나와 비슷한 모양을 만들었을 겁니다....만, 최근 몇년 전부터는 락포트(Rockport)의 스피커 소리에 푹 빠져서 락포트의 인클로저를 참고삼아 만들기로 했습니다. 


락포트의 Avior 2 


레벨의 살롱이 투명하고 소리를 정직하게 내는 경향이 있는 반면 락포트의 소리는 좀더 음색이 진하고 음악의 열기가 느껴지는 편입니다. 이는 인클로져보다는 사용된 유닛의 특색에 따른 것이지만 소리 자체도 워낙 좋아했기에 락포트의 인클로져 디자인과 비슷하게 만들기로 계획합니다.


원래는 트위터/미드/우퍼 각 1개씩으로 조합된 3웨이를 생각했지만 이미  사용중인 스피커와 같은 구성이라 약간 더 규모를 업그레이드 하기 위해 우퍼를 더블 우퍼로 변경했습니다. 그 과정에서 락포트의 Avior2 모델이 가장 유사한 구성이어서 해당 모델을 참고로 만들게 됐지요.


2. 유닛 선정

유닛 선정은 스피커 자작 시 가장 고민스러운 항목이지만 여러 브랜드의 특성을 경험한 이후 제 취향에 맞는 유닛을 이미 선정한 뒤라 별 고민은 없었습니다. 트위터는 스캔스픽의 베릴륨 트위터 6640, 미드는 오디오테크놀로지(스카닝)의 5인치 미드우퍼인 15h, 우퍼 역시 동사의 8인치 우퍼인 23i를 더블로 채용하기로 결정했죠. 실제로 이 조합은 제가 모티브로 삼은 락포트의 유닛구성과 매우 비슷한데, 락포트는 지금은 유닛을 자체 설계하고 있지만 이전에 스카닝 유닛을 채용했고 트위터도 스캔의 베릴륨을 특주해서 사용합니다. 우퍼도 실제 생산은 오디오테크놀로지에 위탁한다는 얘기도 있고 해서 실제 음색 자체는 굉장히 유사합니다.


트위터 : 스캔스픽 6640 베릴륨 트위터


미드 : 오디오테크놀로지 15h


우퍼 : 오디오테크놀로지  23i (더블 우퍼 구성)


사실 위 유닛은 기성품 기준으로는 몇천만원짜리 제품에 들어가는 것들이라 개별 가격도 싸진 않습니다. 정식 수입원인 사운드포럼을 통해 신품으로 구매하면 1조 가격이 대략 580만원 쯤 됩니다.  사실 이쯤 되면 B&W와 같은 유명 브랜드의 괜찮은 중고 제품도 살 수 있습니다. 부품에 욕심내면 스피커 자작은 가격적인 장점이 거의 없습니다. 물론 유닛을 중고로 많이 구입하므로 실제 비용은 훨씬 낮습니다만..


3. 네트워크 설계

이 부분은 너무 기술적 얘기라 지루하기도 하고, 제대로 쓰자면 쓸 내용도 많아져서 간단히 요약만 합니다. (사실 튜닝 완료가 안됐습니다. ^^;)

우퍼/미드와 미드/트위터 모두 음향학적으로는 4차에 가깝게 설계되었고 회로적으로는 3차입니다. 사용된 부품은 주로 문도르프제가 많이 사용되었고 내부 케이블은 고담, 체르노프 것이 섞여서 사용되었습니다. 바인딩 포스트는 CMC 복각품이 사용되었는데 이건 나중에 교체 예정이고요. 측정 소프트웨어는 REW와 DATv3가 사용되었고 마이크는 데이톤의 UMM6입니다. 

COP는 각각 210Hz와 3000Hz입니다.



더블우퍼 채용으로 저역대가 부풀어 있는데 청감상으로는 플랫한 것보다 더 좋게 들려서 계속 튜닝 중입니다.

 

4. 인클로져 제작

사실 이 부분이 이번 작업의 가장 큰 난제였습니다. 2웨이 스피커와는 달리 규모가 있다 보니 한쪽에 예상 무게가 5~60kg에 달해 작업하기가 몹시 힘듭니다. 공간의 문제도 있고요. 전문 공방이나 작업 공간 없이 아파트에서 작업하다 보니 오만가지 문제가 다 튀어나왔는데 이건 차례로 써 보겠습니다.

개인적으로 스피커를 자작하더라도 재미로 만드는 게 아니라 결과물의 완성도를 생각한다면 인클로져는 무조건 전문 공방에 의뢰하는 게 좋다고 생각합니다. 다만 일반 가구 공방은 음향 특성을 제대로 이해하지 못해서 곤란하고, 스피커 인클로져만 전문으로 제작하는 곳이 필요합니다. 사실 이런 곳이 많진 않고 중국 업체는 배송 문제때문에 거의 불가능한데, 암튼 찾아보면 좀 있긴 합니다.

그러나 제 경우는 사각형으로 반듯한 모양이 아니라 곡면과 비스듬한 빗면 등 도면 만들기도 어렵고 작업도 힘든 모양이라 제가 직접 만들기로 했는데.. 통만드는데만 5개월은 걸린 거 같습니다. 물론 주말이나 퇴근 후에 짬짬히 한 것이라 그렇지만 보통일이 아닙니다.


인클로져 재질은 MDF인데, MDF는 목공에서 가장 하급의 소재지만 음향적으로는 원목보다 더 유리합니다. 하지만 마감이 필수라서 여기서 완성도가 크게 차이나죠.  소리보다 외양을 중시한다면 원목으로 통을 짜는 것도 괜찮습니다. 실제 많은 분들이 원목을 사용하고요. 자작합판 적층도 많이 유행합니다만 소리에 대해서는 좀 논란이 있습니다. 제 개인적으로는 별로 선호하지 않고요.


암튼 MDF를 사용하면 마감이 필수고, 가장 손쉬운 방법은 시트지 마감이지만 완성도나 고급스런 느낌은 떨어집니다. 반면 무늬목 작업을 하면 난이도가 올라가지만 잘만 하면 꽤 고급스럽게 보이는 방법인데, 수천만원짜리 기성품도 이 방식을 많이 사용합니다. 개인적으로 여러번 작업해 봐서 어느 정도 감이 있지만 이번엔 락포트나 윌슨 오디오 같은 광택 도장을 원했기에 이 방식은 제외했습니다. 도장에 대해서는 다시 얘기하기로 하고요..


처음 뼈대를 만들 때 모습입니다.

옆면이 곡면이고  상판도 보시면 끝단이 빗면으로 되어 있습니다. 음향적인 이유(타임 얼라이먼트/위상정렬)로 인클로져가 뒤로 누운 형태인데 12도쯤 되는 애매한(^^;) 각도입니다. 테이블 쏘 등 전문적인 장비 없이 작업하는데 상당히 애를 먹었죠.


옆면은 3T MDF를 9층으로 적층한 것인데, 그러다 보니 작업 시간이 매우 오래 걸립니다. 나중에 트리밍하기도 어렵고요. 이렇게 번거로운데 사이드를 곡면으로 만드는 것은 디자인적 이유도 있지만 내부 정재파를 없애는데 박스 형태의 평행한 면보다 훨씬 유리하기 때문입니다. 요즘도 전통적인 박스 형태의 인클로져를 고집하는 유명 브랜드도 많지만, 엔지니어링을 중시하는 브랜드는 곡면 인클로져를 많이 채용하는 추세입니다.


어느 정도 작업이 된 후에 유닛이 잘 맞는지 테스트해 봅니다. 사진 상으로는 두께가 얇아 보이지만 가장 얇은 곳이 25T입니다. 이 정도 상태에서도 무게가 30kg 이상 나갑니다. 이미 세웠다 눕혔다 하며 작업하기가 버거워집니다.  


가장 손이 많이 가는 것은 전면 배플입니다. 보통 8인치 우퍼 채용시 전면 배플은 30T 이상을 채용하고 진동에 신경을 많이 쓰는 브랜드는 60T 이상도 채용합니다. 그런데 락포트는 전면 배플에 120T(...)를 채용했습니다. MDF가 이런 두께의 판재는 나오지 않으니(나온다 해도 가공이 불가능합니다. -_-;;)  여러 겹 적층해서 사용하는데 그러다 보니 뜷어야 하는 홀가공이 수십개가 됩니다. 1mm만 오차가 발생해도 여러겹 겨치면 오차가 커져서 실제로 해보면 이것도 만만치 않은 작업입니다. 빗면에 작업된 것은 일종의 합성 수지인데 MDF와 서로 다른 공진주파수를 가짐으로서 공진주파수를 분산하고 음의 왜곡을 줄이는 목적이 있습니다..만, 이 부분은 저도 측정해서 확인한 게 아니고 윌슨이나 락포트 등 유명 브랜드의 주장을 받아들인 거라 믿거나 말거나입니다. -_-....


이렇게 만들어도 또다른 난관이 기다리고 있는데, 바로 광택 마감입니다. 무늬목 작업이라면 적당히 표면 샌딩하고 나무결을  살리는 방향으로 마감하면 되지만 광택 도장은 왠만큼 평탄화 작업해서는 어림도 없습니다. 적당히 손으로 만져보고 괜찮다 싶어서 나중에 도장해 보면 완전 달표면입니다. 그래서 퍼티 작업을 꼼꼼히 해야 하죠. 사진에서 보이는 붉은 부분은 3M의 레드퍼티입니다. 물론 MDF 표면에 바로 하면 퍼티나 페인트를 먹어버리므로 젯소로 하도 작업을 먼저 해야 합니다. 이후에 퍼티 작업을 하고 샌딩하고 다시 젯소로 마감하고 퍼티작업 후 샌딩하고를 무한 반복합니다.


문제는 이렇게 공을 들여도 시간 경과에 따라 판재와 본드가 미세하게 변형하면서 매끄럽게 평탄화 한 곳이 층이 지기 시작하는건데..  이건 정말 시간 밖에는 답이 없더군요. 그리고 평탄화 할 때도 샌딩으로는 부족하고 전동 대패로 평탄화 작업을 하는게 좋은데 이걸 개인이 집에서 하기가 불가능한지라 어느정도는 타협할 수 밖에 없었습니다. 그래서 완성품에서도 자세히 보면 본딩한 부분의 자국이 눈에 쉽게 보입니다. ㅠ


암튼 어느정도 평탄화 작업이 진행되면 미세 마감을 위해 프라이머를 도포합니다.

여기서부터는 또 공간 문제가 대두되는데, 롤러나 붓칠로는 표면을 만들 수가 없으므로 스프레이 작업이 필수인데 이건 실내에서 작업이 불가능합니다. 게다가 신너 냄새도 엄청나구요. 다행이 아파트 1층이라 베란다 앞을 자유롭게 쓸 수 있어서 작업했지만 쉽지 않은 작업이었습니다. 위 사진처럼 회색 프라이머를 뿌리면 잘 안보였던 잔 흠집이 또 엄청나게 나옵니다. 1200 이상의 사포로 무한 샌딩이 반복됩니다. 


암튼 이런 작업을 하며 수시로 가조립해서 모양도 체크해 봅니다.

전면의 검정색 부분은 펠트 천인데 역시 배플 표면에서 불필요하게 반사되는 음을 잡기 위한 음향적 이유인데 윌슨, 락포트외에도 많은 메이커들이 비슷한 처리를 합니다. 천이 아니라 가죽을 덧대는 것도 효과는 비슷합니다. 어떤 걸 선택할런지는 디자인적 이유가 더 크겠죠.


프라이머 작업까지 마치면 실제 도장을 합니다. 넓은 면적은 전용 스프레이건과 펌프를 이요해야 하지만 이를 운용할 공간이 없어서 자동차 스프레이를 이용했습니다. 색상은 판테라 그레이로 약간 펄이 들어간 느낌입니다. 


 samsung SM-G950N (G950NKSU5DUD1) | 4.2mm | F1.7 | 1/60s | ISO 320 | 0 EV | 2021:05:15 22:37:54

옆면은 카본필름 래핑입니다. 이것도 나름 사연이 있는데, 원래는 상판이나 전면, 받침대와 동일한 도장을 생각했으나 각각 분리되어 실외에서 도장이 가능한 다른 부품과는 달리 옆면은 분리가 안되어 본체를 들고 이리저리 움직여야 하는데 수십kg짜리 통을 들고 들락거리는 것은 거의 불가능했습니다. 결국 디자인적으로도 위화감이 없으면서 스프레이 도색이 필요없는 필름 래핑을 생각했던 것인데, 시행착오가 있긴 했지만 결과물은 만족합니다.


유닛을 장착하고 모양을 살펴 봅니다.

아직 받침대는 클리어를 올리지 않아 완성이 안된 상태지만 그럭저럭 제가 처음 구상한 모습과 크게 다르지 않게 된 것 같습니다. 물론 실제로 자세히 살펴보면 자작품 특유의 불완전한 마감이 수도 없이 많습니다만, 돈받고 팔 물건이 아니니 제가 만족하는 수준이면 큰 욕심을 부리지 않는게 좋습니다. 제일 중요한건 만드는 작업 자체가 즐거워야 한다는 거죠.


문제는 이게 2개  한조 작업을 한게 아니라 한쪽 작업만 한 것이므로 앞으로 한쪽을 더 만들어야 한다는거죠.. ㅎ_ㅎ....그래도 일단 소리는 나니까 기존의 스피커와 함께 붙여서 짝짝이로 녹음한 동영상 하나 올려봅니다. 개인적으로 동영상으로 녹화한 오디오는 실제 소리를 판단하는데 거의 쓸모 없다고 생각하는 편이라 잘 올리지 않는 편인데, 종종 동영상 요청을 하시는 분들도 계시고 해서 올려봅니다... 만,


역시나 실제 소리하고는 차이가 심하네요. 애초에 음질이라든지 공간감, 이미징 등은 바라지도 않고, 음색이라도 잘 표현을 하면 나름 의미가 있겠는데... 음질이 문제가 아니라 대역 밸런스가 달라져서 음색도 다르게 느껴지네요.


크기 가늠을 위해 참고로 말씀드리면 동영상 속의 TV는 75인치입니다.

그리고 곡의 앞부분만 조금씩 녹음한 것이지만 참고로 곡 리스트 기재합니다.

1. Sarah Jane - Ramsey Lewis
2. Cut Your Teeth - Kyla La Grange
3. Englishman In New York (Philharmonix Version) - Philharmonix
4. Vivaldi Concerto for 2 cellos in G Minor, RV. 531: I. Allegro - Ophélie Gaillard



이후 조금 더 진행된 내용 추가..


왼쪽은 하도 도장만 된 상태라 짝짝이..


두 스피커를 청취위치에서 약간의 PEQ를 적용한 후(즉, 룸튜닝이 일부 가미된) FR 측정값..



덧글

  • 팍스월드 2021/06/01 10:44 # 삭제 답글

    전문가의 반열에 오르신듯합니다.
    이 작업을 아파트에서 하셨다는 자체가 대단하십니다.
    저도 20여년전 자작한 프로악 2.5와 다인을 쓰고 있는데 얼마전 파워앰프를 골드문트로 교체후 심하게 스피커 업글 욕심이 나네요.
  • 직장인 2021/06/01 11:23 #

    아파트긴 하지만 다행히 1층 사이드여서 소음면에서 조금 여유가 있었고 1층 베란다 공간을 사용할 수 있는 것도 도움이 되었습니다. 물론 그래봤자 낮 시간에 매우 짧게 작업하는 수준이지만요.
    프로악 2.5는 한때 자작인들 사이에서 많이 복각 시도했던 제품인데 그만큼 바리에이션도 많았던 걸로 기억합니다. 골드문트면 스피커 업글도 많이 생각나시겠네요 ^^
  • 팍스월드 2021/06/01 17:21 # 삭제 답글

    총각때는 자작도 참 열심히 했는데 요즘은 꿈도 못꾸네요.ㅠㅠ
    제 형편으로는 자작은 60은 넘어야 다시 시작할 수 있을 것 같습니다.
    가끔 들러서 많은 지식 얻어가겠습니다.
    감사합니다. 즐거운 퇴근되세요^^
  • 직장인 2021/06/01 17:35 #

    저도 스피커 뿐만 아니라 이것 저것 사부작거리며 뭔가 만드는 것을 좋아하는 편인데,
    오히려 젊었을 때는 자작보다는 기성품 위주로 오디오 취미를 했습니다.
    본격적으로 오디오 자작을 한 것은 40대 초반 정도였는데 50이 되니 주변 여건이 되더라도
    정작 청력이 떨어져서 제대로 즐길 수가 없네요.
    60은 청력이 훨씬 더 떨어질테니 조금 시기를 당길 수 있으면 좋을실텐데요.
  • 2021/06/21 10:32 # 삭제 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • 2021/06/21 10:34 # 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • 2021/06/21 10:52 # 비공개

    비공개 답글입니다.
  • bh 2021/08/12 00:44 # 삭제 답글

    안녕하세요 정말 오랫만입니다
    옛날에 피규어 제작을 하기위해서 중학교때 여기에 처음 들렸었는데요
    지금은 군대도 전역하고 똥배나온 예비군 아저씨가 되었네요

    그도 그럴게 그때는 피규어제작에 대한 정보가 전무하다 싶을 정도여서 유일하게 이곳에 의지했던게 기억나네요
    최근 다시 피규어 제작하려고 찾아보는 도중에 여기를 보고 반가워서 이렇게 글을남깁니다

    변치않는 열정으로 여러 자작에 도전하시는 모습이 정말 멋집니다

    모든일 잘 풀리며 건승하시고 남은 여름 더위 조심하세요
  • 직장인 2021/08/12 07:25 #

    반갑습니다. 정말 오래전에 방문해 주셨네요.

    말씀처럼 당시엔 피규어 자작에 관한 정보가 많지 않았죠.
    요즘이야 유튜브만 검색하면 직접 작업하는 과정을 보여주니 환경은 정말 좋아졌습니다.
    다만 요즘 다시 한다면 기본적인 형태는 3D 프린팅으로 만들고 디테일 작업만 전통적인 방식으로 할 거 같습니다. 전체적인 비례나 포즈를 잡거나 시간을 줄이는 데는 3D 프린팅이 월등하죠. 요즘은 저가형 모델은 가격도 싸고..
    물론 저가형 프린터들은 정밀한 출력은 힘드니 퍼티와 샌딩 작업은 필수입니다만..

    암튼 핫토이 류의 실사 피규어들은 여전히 스컬피를 이용한 조형을 선호하는 것 같지만 그외 분야는 상당 부분이 3D 프린팅으로 제작환경이 넘어간 거 같습니다.
    새로 시작하신다니 더 좋은 환경에서 좋은 작품 만드시길 바라겠습니다.
댓글 입력 영역