บทที่ 12: โปรเจ็กต์ 2.1 — TPA3116D2 + TPA3118D2 แบต 2S/3S ลำโพงซับวูฟเฟอร์

บทที่ 12: โปรเจ็กต์ 2.1 — TPA3116D2 + TPA3118D2 แบต 2S/3S ลำโพงซับวูฟเฟอร์

ศัพท์สำคัญประจำบท

ศัพท์หลักที่ต้องเข้าใจก่อน

คำศัพท์	ความหมายแบบสั้น	ใช้กับงานลำโพงอย่างไร	ตัวอย่าง/ข้อควรระวัง
2.1 System	ซ้าย-ขวา + ซับแยก	ทำให้เบสลึกขึ้นโดยไม่ทำให้เสียงร้องขุ่น	ถ้าไม่มี crossover จะทับกัน 100–200Hz
Satellite	ลำโพงคู่ซ้าย-ขวา	รับย่านกลาง-แหลมเป็นหลัก	ถ้าไม่มี HPF จะต้องรับเบสเกินกำลัง
Subwoofer	ลำโพงเบสแยก	รับย่านต่ำ 20–150Hz	ตู้ผิด/จูนผิดทำให้ boom
Crossover	การแบ่งย่านความถี่	ทำให้ซับ/แซตทำงานคนละย่าน	ตั้งจุดตัดผิด = เสียงขุ่น/เบสหาย
HPF / LPF	กรองสูง/กรองต่ำ	HPF ให้ satellite, LPF ให้ sub	slope ชันขึ้น = คุมทับกันดีขึ้น
Subsonic Filter	ตัดย่านต่ำมากใต้ Fb	ป้องกัน cone กระแทกในตู้พอร์ต/PR	ไม่มี = เปิดดังแล้วพังง่าย

ศัพท์เสริมที่จะเจอในบท

คำศัพท์	ความหมายแบบสั้น	ใช้กับงานลำโพงอย่างไร	ตัวอย่าง/ข้อควรระวัง
2S / 3S	แบต 2/3 เซลล์อนุกรม	กำหนดแรงดันให้แอมป์	3S ให้กำลังสูงกว่าแต่ต้องระวังความร้อน
Balancing	ทำให้แรงดันเซลล์เท่ากัน	สำคัญกับแบตแบบอนุกรม	ไม่มี balancing = ชาร์จไม่เต็มทุกก้อน
Gain Structure	จัดระดับสัญญาณให้ไม่ clip	ทำให้ซับ/แซตบาลานซ์	แหล่งสัญญาณแรงเกินทำให้แตก

เปิดบท: ขยับขึ้นมาอีกระดับ — 2.1 คืออะไร

ลำโพง 2.1 = 2 satellite (ซ้าย-ขวา, มัก full-range หรือ 2-way) + 1 subwoofer (เบสแยก) ระบบนี้ให้ เบสลึกและดังกว่า 2.0 ในขนาดเท่ากัน เพราะ subwoofer มี cone ใหญ่กว่า สั่นช้ากว่า ผลักอากาศมากกว่า

ข้อสังเกตจากชุมชน DIY ไทยและปัญหาที่พบบ่อย: “ทำลำโพง 2.1 แต่เบสไม่ออก / ซับดังเกิน / เสียงไม่ balance” — สาเหตุ: crossover ไม่มีหรือตัดผิด, gain ซับสูงเกิน, ตู้ซับผิด volume/tuning, หรือ satellite ไม่มี high-pass → เบสซ้อนกัน → muddy (ข้อมูลจากประสบการณ์ส่วนตัว/กลุ่ม DIY ไทย ไม่ใช่ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์)

ภาพที่ 12.1 แผนภาพบล็อก 2.1: มือถือ → BT → TPA3118D2 (satellite L+R) + TPA3116D2 PBTL (ซับวูฟเฟอร์) | แบต 2S → BMS 2S → ฟิวส์ → จ่าย 8.4V ให้แอมป์ทั้ง 2 ตัว

รายการอะไหล่และงบประมาณ

ชิ้นส่วน	ราคา (บาท)	หมายเหตุ
TPA3116D2 บอร์ด (2×30W หรือ 2×15W)	159–399	สำหรับ satellite L+R
TPA3118D2 บอร์ด (PBTL 1×60W หรือ 1×30W)	159–399	สำหรับ subwoofer (mono)
หรือ TPA3116D2 PBTL บอร์ด	159–399	แทน 3118 ถ้าหาได้
MH-M28 / F-6188 / KRC-86B	79–399	BT module ที่ output 3.5mm หรือ RCA
แบต 2S 7.4V (2×18650) + BMS 2S	200–400	BMS มี balancing, current รองรับ 5A+
แบต 3S 11.1V (3×18650) + BMS 3S	300–600	ถ้าต้องการกำลังสูงกว่า
TP5100 charger (2S)	50–100	หรือ TP4056×2 ถ้า 1S แยก
ลำโพงซับวูฟเฟอร์ 4–6.5 นิ้ว 4Ω	200–800	ดู Fs<60Hz, Xmax>3mm
ลำโพง satellite 3–4 นิ้ว 4–8Ω	100–400	Full-range หรือ midrange
ตู้ซับ (ported หรือ PR)	0–300	3D print, ไม้, หรือซื้อสำเร็จ
ตู้ satellite (sealed)	0–200	เล็กกว่า
Potentiometer (volume, sub level)	20–100	Dual gang หรือแยก
รวมประมาณ	1000–3000

แผนผังวงจร (Block Diagram)

แบต 2S/3S → BMS → สวิตช์ → TPA3116D2 (L+R satellite)
                        ↓
                  TPA3118D2 PBTL (subwoofer)
                        ↑
                  BT module / 3.5mm input → Volume pot → Split
                        ↓
                  Sub level pot → TPA3118D2

หมายเหตุ: ถ้าใช้ TPA3116D2 2×30W สำหรับ L+R กำลังอาจมากเกินสำหรับ satellite ขนาดเล็ก → ลด gain หรือใช้ 3116 ที่ 12V (กำลัง ~15W)

Crossover และ Filter

ต้องมี filter สำหรับ 2.1:

• Satellite high-pass: ตัดเบสต่ำ (<80–120Hz) ออกจาก satellite → ลด excursion → เสียงชัดขึ้น
• Sub low-pass: ตัดแหลม (>80–120Hz) ออกจาก sub → sub เล่นแค่เบส
• วิธีทำ:
  1. Passive (capacitor บน satellite): ต่อ capacitor series กับ satellite (เช่น 100μF กับ 4Ω → cutoff ~400Hz ต่ำเกิน ต้องคำนวณ: C = 1/(2πfR) = 1/(2π×100×4) = 398μF → ใช้ 330–470μF)
  2. Active (op-amp filter): ใช้ op-amp สร้าง 2nd-order HPF/LPF — แม่นยำกว่า
  3. DSP: ถ้าใช้ TAS5825M หรือ miniDSP → ตั้ง crossover ด้วย software

ตัวอย่าง: ถ้าไม่มี high-pass บน satellite → satellite ต้องเล่นเบส 40Hz → cone excursion สูง → เสียงแตก/เพี้ยน แม้ sub กำลังดี

ตู้ซับวูฟเฟอร์

ใช้ WinISD คำนวณ:

• ดอกซับ Fs=45Hz, Qts=0.35, Vas=15L, Xmax=5mm
• WinISD บอก: optimal ported ที่ Vb=20L, Fb=38Hz → F3≈35Hz
• ถ้าทำตู้เล็กเกิน (เช่น 10L) → Fb ต้องสูง → F3 สูง → เบสหาย

Port:

• Diameter ≥ 1/4 ของ cone diameter (4 นิ้ว → 1 นิ้ว = 25mm)
• ถ้า port เล็กเกิน → chuffing (เสียงลม)
• ใช้ flared port ลด chuffing

Passive Radiator:

• แทน port ถ้าไม่ต้องการรู
• ต้องปรับ mass (ใส่น้ำหนัก) ให้ tuning frequency ถูกต้อง (เช่น 38Hz)

ตู้ Satellite

• Sealed เหมาะสุดสำหรับ satellite (ตู้เล็ก, transient ดี)
• Qtc 0.707 → คำนวณจาก WinISD
• ถ้าใช้ full-range driver (เช่น 3–4 นิ้ว) → ไม่ต้อง crossover ในตู้

Gain Structure

สิ่งสำคัญที่สุดใน 2.1: ปรับ gain ซับ vs satellite ให้ balance

ขั้นตอน:

1. เปิดเพลงที่รู้จัก (เช่น “Hotel California” — kick drum + bass + vocal)
2. ปรับ volume master ให้ satellite ดังพอใจ
3. ค่อย ๆ เพิ่ม sub level จาก 0 → จนเบส “เติม” แต่ไม่ “ทับ” vocal
4. ถ้าซับดังเกิน → ลด sub pot หรือลด gain ที่ TPA3118
5. ถ้าซับเบา → เพิ่ม แต่ระวัง clipping

ข้อแนะนำในการปรับ gain: มือใหม่มักเปิดซับดังเกิน (เพราะ “ทำซับมาทั้งทีต้องได้ยิน”) → เบส boom ทับเสียงร้อง ที่ถูกคือซับต้อง “รู้สึก” มากกว่า “ได้ยินชัด” (ข้อมูลจากประสบการณ์ส่วนตัว/กลุ่ม DIY ไทย ไม่ใช่ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์)

อาการเสียที่เจอบ่อย

อาการ	สาเหตุ	วิธีตรวจ	ค่าปกติ	ค่าผิด	แก้
ซับไม่ออก	ตู้เล็กเกิน / tuning สูง / ไม่มี LPF / gain ต่ำ	วัด SPL ที่ 50–80Hz ด้วย REW	≥80 dB @ 1m	<70 dB @ 1m	WinISD คำนวณใหม่ / ตั้ง LPF / เพิ่ม gain
ซับ boom ทับ vocal	Crossover ต่ำเกิน / ไม่มี HPF บน satellite / gain ซับสูง	ฟัง vocal + kick drum พร้อมกัน	vocal ชัด เบสเติม	vocal หาย เบสทับ	เพิ่ม crossover freq / HPF satellite / ลด gain ซับ
เสียง muddy	ไม่มี crossover / ซับ+satellite เล่นทับกัน 100–200Hz	วัด response ทับกันที่ความถี่ไหน	ซับ+sat แยกชัด	ซ้อนกัน +6dB ที่ 100–200Hz	ใส่ crossover / HPF satellite / LPF sub
แบตหมดเร็ว	3S กำลังสูง / แบต capacity ต่ำ / กำลัง amp สูง	วัดเวลาเล่นจนแบตหมด	≥2 ชม. ที่ volume 50%	<1 ชม.	ใช้ 2S / เพิ่ม capacity / ลด volume
BMS ตัดตอนเบสหนัก	BMS overcurrent set ต่ำเกิน / peak current สูง	วัด peak current ด้วยมิเตอร์	BMS ≥1.5× peak amp	BMS < peak amp	ใช้ BMS 5A+ / ลด gain / ใช้ subsonic filter
TPA3116 ร้อนมาก	ไม่มี heatsink / ใช้ 3S ที่ VCC=12.6V	จับ heatsink หลังเล่น 10 นาที	≤60°C (อุ่น)	>70°C (ร้อนจับไม่ได้)	เพิ่ม heatsink / ลด VCC

Decision Rule

ถ้าคุณต้องการ…	ใช้…
ซับลึกและดัง	ดอก 5–6.5 นิ้ว, Xmax>4mm, ตู้ ported optimal
ตู้เล็กที่สุด	Passive radiator แทน port
เสียง balance	Crossover 80–120Hz, HPF บน satellite, LPF บน sub
แบตนาน	2S + แบต 2S2P (capacity สูง) + 3118 (ประสิทธิภาพสูง)
ไม่มี crossover อุปกรณ์	Capacitor series กับ satellite เป็น HPF
จูน crossover ได้	ใช้ TAS5825M DSP หรือ miniDSP

สรุปบทที่ 12

1. 2.1 = 2 satellite + 1 sub → เบสลึกกว่า 2.0 ในขนาดเท่ากัน
2. Crossover จำเป็น: HPF บน satellite, LPF บน sub → ไม่ทับซ้อน
3. ตู้ซับใช้ WinISD: ตู้เล็กเกิน → เบสหาย / tuning ผิด → boom
4. Gain structure: ซับต้อง “รู้สึก” ไม่ “ทับ” vocal
5. BMS current: ต้องรองรับ peak ของ amp
6. TPA3118 PBTL: สำหรับ sub mono, ประสิทธิภาพสูงกว่า 3116

แบบฝึกหัด

1. ถ้าซับ cutoff 80Hz แต่ satellite ไม่มี HPF → เกิดอะไร? (เฉลย: ทับซ้อน 40–80Hz → muddy + excursion สูง)
2. คำนวณ capacitor HPF สำหรับ satellite 4Ω ที่ cutoff 120Hz (เฉลย: C = 1/(2π×120×4) = 331μF → ใช้ 330μF)
3. ทำไม port ต้อง ≥1/4 ของ cone diameter? (เฉลย: ลด chuffing — air velocity ต่ำ)
4. TPA3116 vs TPA3118 — เมื่อไรใช้ 3118 สำหรับ sub? (เฉลย: 3118 ประสิทธิภาพสูงกว่า 2% แต่กำลังน้อยกว่า — เหมาะกับ sub ที่ต้องการกำลังปานกลางแต่แบตนาน)
5. ถ้า BMS 3A แต่ amp ดึง peak 5A → เกิดอะไร? (เฉลย: BMS ตัดตอนเบสหนัก)

---