Ksp2 kurssityö: Vahvistin "Kameleontti-kaiutin"

Kesäkuun valoisina ja heinäkuun hiukan jo pimenevinä lämpiminä iltoina on mukava istuskella pihalla ystävien kanssa. Jutella, herkutella, olla vaan. Hyvän ruuan ja juoman lisäksi mukaviin juhliin kuuluu ehdottomasti myös hyvä musiikki.

Tämä vahvistin on suunniteltu näitä hetkiä varten. Siihen liitetään iPhone tai iPad, jonka kautta musiikkia voi kuunnella. Olen suunnitellut vahvistimen ulkomuodon ja valinnut värityksen siten, että se miellyttää omaa silmääni. Se myös sopii mukavasti sisätiloihin valkoisen Tivoli Audio-radion kaveriksi silloin kun sitä ei käytetä ulkosalla.

Projektin eteneminen

Vahvistimen työstäminen alkoi elektroniikkaosuuden rakentelulla. Se oli itselleni haasteellista, mutta kohtuullisen hyvien ohjeiden sekä erinomaisten neuvojen kanssa onnistuin lopulta saamaan kaiuttimeni toimimaan.

Kaiuttimen kotelon työstäminen alkoi suunnittelulla. Tutustuin puutyöluokassa olleisiin toisten tekemiin kaiuttimiin ja pyörittelin ideoita päässäni. Melko pian mielessäni alkoi hahmottumaan kuva valkoisesta kaiuttimesta, jossa olisi edessä joku kangas tai neulottu etupaneeli. Kaiuttimet ovat minulle aika vieras maailma, joten haasteellista oli, kun ei tiennyt, olisiko jotain erityisen tärkeitä asioita olemassa, jotka pitäisi huomioida suunnitteluvaiheessa. Ilmeisesti olisi ollut, ainakin kaiuttimen litratilavuus kuulemma vaikuttaa sen ominaisuuksiin. Otin siis omien tietojeni pohjalta (jotka siis ovat aika olemattomat) huomioon asioita, ne liittyivät lähinnä ulkonäköön. Suunnittelin vahvistimesta niin pienen kuin mahdollista on kahden kaiuttimen kanssa. Heti ensimmäinen haaste oli järkeillä jokainen kappale oikean kokoiseksi siten, että huomioi niiden kiinnittämisen toisiinsa.

En halunnut kaiuttimesta kovin isoa tai raskaan näköistä, joten päädyin höyläämään liimapuulevyn ohuemmaksi. Tässä kohtaa opin (tai kertasin) asioita: liimapuulevyä ei saa laittaa väärin päin tasohöylään. Välttämättä tätä ei olisi tarvinnut kantapään kautta oppia, mutta minkäs teet ;). Jälkikäteen ajateltuna olisi ollut järkevämpää jättää liimapuulevy hiukan paksummaksi. Näin ohuen levyn kanssa sai jatkuvasti pelätä, että työ halkeaa. Esimerkiksi säädinten upotukset olivat haasteelliset porata, että ne sai riittävän syviksi, mutta ei kuitenkaan niin syviksi, että olisivat tulleet läpi asti.

Puuntyöstövaiheessa suurin osa asioista oli minulle uudehkoja. Jälkikäteen ajateltuna esim. tappien poraaminen olisi kannattanut mitoittaa tarkasti joka kappaleessa samoille kohdille ja tehdä joka reiästä saman syvyinen. Minun tavallani (reiät siihen mihin sattuivat tulemaan ja tappireikien poraus suunnilleen oikean syvyiseksi) kaiuttimen kokoaminen oli hitaampaa, sillä piti olla tarkkana, että kaikki kappaleet tulivat tasan tarkkaan oikein päin ja tappiliitoksiin tarvittiin välillä vähän reilummin liimaa. … ja jälkikäteen hiukan enemmän hiomista…

Kaiuttimen etupaneeliin porattiin reiät pylväsporakoneella ja kuppiterällä. Se oli ihan mukavaa. Siinäkin opin uutta, terää ei saanut laittaa kerralla läpi, vaan työ käännettiin välillä, jotta terä ei repisi reiän reunoja läpi mennessään. Reikien hiominen porakoneeseen liitettävällä hiomalaitteella oli myös uutta.

Seuraava vaihe oli nupin reikien poraaminen. Vasta sen jälkeen päästiin kokoamaan kaiutinlaatikkoa. 

Kun kaiutinlaatikko oli saatu koottua ja se oli kuivunut puristimien kanssa, kävin työn vielä hiomakoneella läpi. Sen jälkeen työ pohjamaalattiin pohjamaalilla ja maalattiin kahteen kertaan Helmi-kalustemaalilla.

Sitten päästiin asentamaan elektroniikkaosuus. Siihen olisin todellakin kaivannut tarkat ohjeet. Loppujen lopuksi homma kuitenkin onnistui ja oli kyllä mahtava fiilis, kun ensimmäiset soundit kajahtivat ilmoille :).

Tämän jälkeen takakansi liitettiin paikoilleen, pakkeloitiin ja maalattiin vielä koko työ. Maanantai-iltana ennen lähijakson alkamista, mieleeni tuli idea kaiuttimen etupuolen verhoilusta: Laittaisin kaiuttimeen liimattavaa tarranauhaa, jolloin siihen  voi vaihdella erilaisia etupaneeleja. Nyt on valmiina kaksi erilaista, ehkäpä jouluksi valmistunee punainen versio ;).

Kierrätystä… Puhelin sujahtaa mukavasti taskuun.

Toteutus 6.luokkalaisten kanssa

Rehellisyyden nimissä en koskaan lähtisi toteuttamaan itse tätä projektia kutosten kanssa. Omat taitoni eivät missään nimessä riittäisi siihen. Mutta jos nyt kuvitellaan, että näin tekisin, niin lähtisimme varmaan liikkeelle kuuntelemalla musiikkia mahdollisesti erilaisilla kaiuttimilla (isot musaluokan kaiuttimet, radion omat kaiuttimet...). Huomaisimme, että niissä on isoja laatueroja, eikä ole samantekevää, millaisilla kaiuttimilla kuuntelee. Ottaisin elementin irti valmiista kaiuttimista, tällöin oppilaat huomaisivat, miten kotelointi vaikuttaa äänentoistoon.

Ensimmäinen työvaihe olisi tuotesuunnittelu. Oppilaille annettaisiin tarkat kriteerit (kaiuttimien ja piirilevyn vaatima fyysinen tila sekä kaiutinelementin tilavuusvaatimukset). Kaiutin täytynee toteuttaa jostain valmiista materiaalista (esim. putki tai joku valmis laatikko), sillä kuudesluokkalaiset eivät saa käyttää oikeastaan mitään tähän työhön käyttämiämme koneita. Toinen vaihtoehto on, että opettaja on sahannut liimapuulevyn valmiiksi oikean levyiseksi ja oppilas sahaa tästä levystä tarvitsemansa pituiset kappaleet. Tässä tosin tuotesuunnittelu jää aika pienelle huomiolle, koska jokaiselle tulee saman mittaiset kappaleet.

Kotelon kokoaminen aloitettaisiin yhdessä. Opettaja kertaisi puutappiliitoksen ensimmäiset työvaiheet (poranterän merkitseminen maalarinteipillä, merkkipiikkien käyttäminen). Tämän jälkeen oppilaat poraisivat kaikki työnsä tappiliitokset valmiiksi.

Seuraava työvaihe on kaiuttimen reikien poraaminen kuppiterällä. Tässä tulee huomioida se, että merkitään reiän keskipiste, johon poranterä sitten kohdistetaan. Poraamisessa porataan ensin toiselta puolelta lähes läpi asti ja käännetään sen jälkeen työ ja porataan reikä läpi. Näin vältetään puun repeytyminen. Poratut reiät hiotaan hyvin.

Tämän jälkeen voitaisiin perehtyä elektroniikkaosuuteen. Oppilailla olisi valmiiksi poratut piirilevyt sekä valmis paketti tarvikkeita. Opetus aloitettaisiin kertaamalla jokaisen komponentin toimintaperiaate ja tehtävä piirilevyssä. Kertauksen vuoksi käytäisiin läpi myös juottimen toiminta ja juottaminen. Tämän jälkeen oppilaat aloittaisivat osien juottamisen pareittain. Opettaja näyttäisi samalla dokumenttikameran kautta työvaiheet yksi kerrallaan.

Kun kaikkien työt olisi saatu valmiiksi, on aika siirtyä taas kotelon työstämisen pariin. Siinä seuraava työvaihe on säädinten reikien poraaminen. Tätä varten olisin opettajana tehnyt valmiin sabloonan, jonka avulla oppilaat saisivat piirtää reikien paikat. Ne porataan läpi tavallisella poralla ja sisäpuolelle tehdään upotukset oksaporaa käyttäen.

Tämän jälkeen työ kootaan puutappeja ja liimaa käyttäen. Takakansi jätetään vielä irti. Työ pintakäsitellään oppilaan valitsemalla tavalla (maalaus, vahaus...). Tämän jälkeen kaiuttimet kiinnitetään ruuveilla paikoilleen ja piirilevy kiinnitetään myös. Tässä vaiheessa tehdään loput juotostyöt, kaikkia osia ei voi juottaa paikoilleen ennenkuin työ on paikoillaan kotelossa.

Lopuksi ulkoasu viimeistellään valitulla tavalla, esim. pingottamalla kangas kaiuttimen etuosaan.

Oppilaille opetettava teoriatieto

-    Tuotesuunnittelua

-    Mittaaminen

-    Kaiuttimen toimintaperiaate ja vaadittavat asiat

-    Puutappiliitos

-    Pintakäsittely

-    Juottimen käyttö ja juottaminen

-    Komponenttien käyttötarkoitus ja toiminta

- Työturvallisuus

Työn hyvät puolet

Työn paras puoli on mielestäni se, että se on oikea käyttöesine. Se on lähellä oppilaan omaa maailmaa ja lähtee oppilaan tarpeesta. Tämän vuoksi se on myös motivoiva työ valmistaa. Työssä yhdistyy sekä tuotesuunnittelu, puun työstäminen että elektroniikka. Se on siis monipuolinen ja kattava harjoitus, jossa opetellaan ja kerrataan monenlaisia taitoja.

Työn haasteet opettajalle

Itselleni työ oli jo niin haastava tehdä, että en missään nimessä sitä rupeaisi muille opettamaan. En oikein itsekään ymmärtänyt kaikkia toimintaperiaatteita. Kun työni elektroniikkaosuus ei kerrasta onnistunut, en millään itse löytänyt ongelmakohtaa. Tämä olisi varmaan oppilaidenkin kanssa suurin haaste: jos joku menee pieleen, niin miten vika löydetään.

Opettajan tulee suunnitella ja valmistaa selkeä ja tarkka kirjallinen ohjeistus suullisten ohjeiden lisäksi. Tämä auttaa oppilaita asioiden mieleen palauttamisessa ja mahdollisesti poistaa muutaman kyselijän jonosta.

Opettajan pitää tietää asiat ja nähdä pidemmälle kuin oppilas, hänen pitää osata sanoa, toimiiko oppilaan suunnitelma vai pitäisikö sitä korjata jollakin tavalla. Opettajan pitää myös osata neuvoa järkevää materiaalin käyttöä sekä toteutustapoja. Pätevälle opettajalle nämä tuskin ovat isoja haasteita, mutta itse en koe tässä asiassa itseäni niin paljon oppilaita viisaammaksi, että välttämättä osaisin heitä ohjeistaa riittävästi.

Opettajalle tulee olla selvää, miten kaiutin toimii ja millaisia vaatimuksia vahvistin asettaa ympäristölleen.

Oman kurssimme toiminnan perusteella uskallan olettaa, että opettajalle tulee aika paljon kysymyksiä ja neuvottavaa työn edetessä. Tämä on myös haastavaa: miten olla samaan aikaan läsnä ja neuvomassa ongelmien kanssa painivia ja taas auttaa niitä koneiden ja työkalujen tms. kanssa, jotka selvittivät alkuvaiheet ripeämmin. Tämän voisi kai tiivistää sanoihin ajankäytölliset haasteet.

Oppilaan haasteet

Suunnitella ja mitoittaa toimiva kaiutin. Elektroniikkatyö oli kohtuullisen vaativa eli tarkkuutta ja hereillä olemista vaaditaan juotosvaiheessa.

Puuntyöstövaiheessa tarkkuus on edelleen avainsana mitoittamisen yms. kanssa. Alakoululaisten kanssa haasteena on se, miten oppilaiden taidoilla ja käsityökaluilla saadaan riittävän siisti lopputulos aikaan. Se suoraan sahaaminen kun on yllättävän vaikeaa...

Kaikilta nykypäivän oppilailta ei myöskään aina meinaa löytyä työssä tarvittavaa pitkäjänteisyyttä ja intoa saattaa työ huolella loppuun saakka. Tässä opettajan motivointi on avainasemassa, että työstä tulee viimeistelty ja siisti kokonaisuus.

Työturvallisuus

Työturvallisuus on tärkeä huomioon otettava asia koko työskentelyn ajan. Tuotesuunnittelusta alkaen tulee ottaa huomioon turvallisuuteen vaikuttavat tekijät. Jokaisessa työvaiheessa oppilaille tulee neuvoa riittävän selkeästi ja perusteellisesti toimintatavat ja mahdollisten laitteiden käyttö.