EP27: วิธีเลือกการใช้งานให้ถูกต้องของ Bass Traps ทั้งสองประเภท: Pressure vs Velocity

วันนี้จะมาทำความรู้จักและวิธีการเลือกการใช้งานที่เหมาะสมของ Bass trap ทั้งสองประเภท Pressure Bass Trap และ Velocity Bass Trap. เพื่อที่เราจะนำมาใช้แก้ปัญหาของความถี่ต่ำภายในห้อง ปัจจุบันจะมีคนอยู่สองกลุ่มที่จะเลือกใช้ในแต่แบบที่แตกต่างกัน และทั้งสองกลุ่มก็จะมีเหตุผลเข้ามาเพื่อจะสนับสนุนแนวความคิดของตนว่าของความคิดของตนเป็นความคิดที่ถูกต้อง ซึ่งหากเราศึกษาได้ละเอียดเพียงพอเราจะพบว่า Pressure Bass Trap จะเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพที่ดีที่นำมาแก้ปัญหาความถี่ต่ำภายในห้องได้ดีกว่า ส่วน Velocity Bass Trap ซึ่งจะใช้วัสดุที่มีรูพรุนจุดประสงค์เพื่อเข้ามาช่วยลดพลังงานหรือลดความเร็วของเสียงที่เดินทางมาให้ช้าลง ซึ่งหากเราดูจากราฟ(รูปแนบ) ที่ใช้คำนวณและคาดการณ์ความสามารถในการควบคุมความถี่ต่ำ จากกราฟค่า Absorption Coefficient เราจะเห็นได้ว่า Velocity Bass Trap แทบจะไม่มีความสามารถในการควบคุมแก้ปัญหาความถี่ต่ำๆได้เลย อีกสิ่งที่ควบคู่กันที่จะต้องนำมาประการพิจารณาคือ งบประมาณที่จะนำมาใช้ในการแก้ปัญหาความถี่ต่ำนั้นๆ และรวมทั้งขนาดของห้องที่ต้องนำมาพิจารณาร่วมกัน

คำถามที่ว่าเมื่อไรที่เราควรใช้ Pressure Bass Trap และเมื่อไรที่ควรใช้ Velocity Bass Trap. ขอเริ่มต้นอย่างนี้ โดยทั่วไปในการแก้ปัญหาความถี่ต่ำดูเหมือน Pressure Bass Trap หรือชื่อหนึ่งที่เรียกว่า Resonance Trap จะเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการแก้ปัญหาเหล่านั้น ซึ่งจะไม่เหมือนกับ Velocity Bass Trap ที่ดูเหมือนแทบจะไม่สามารถที่แก้ปัญหานี้ได้ ถึงแม้ว่าเราจะเพิ่มความหนาขึ้นไปอีกเท่าไรก็ตาม ยกเว้นแต่ว่าเราจะใช้ความหนาของวัสดุอย่างมากๆ ซึ่งนั่นย่อมมีผลด้านลบที่ตามมาคือความถี่ช่วงเสียงกลางและเสียงสูงก็จะถูกทำลายมากเกินไปและนั่นก็จะเป็นสิ่งที่ไม่ดีเลย

Membrane หรือ Pressure Trap ที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมและปรับค่าอย่างถูกต้องจะมีความสามารถที่จะดูดซับเสียงความถี่ต่ำที่สามารถกำหนดได้อย่างแม่นยำ สมมุติว่าในห้องนั้นมีความถี่ที่สูงขึ้น(peak) สองตำแหน่ง 50 เฮิรตซ์และ 200 เฮิรตซ์ เราสามารถออกแบบให้ membrane Trap ทำงานเฉพาะที่ความถี่สองได้โดยตรงโดยที่ไม่ส่งผลกระท้อนกับความถี่อื่นๆที่อยู่ข้างเคียง แต่ความยากของการใช้ Trap ประเภทนี้คือเราจะต้องวัด Acoustic measurement และรู้ถึงความถี่ที่มีปัญหาของห้องนั้นที่แม่นยำ ไม่เช่นนั้นแล้วการใช้ Membrane trap นอกจากจะไม่ได้ผลในการแก้ปัญหาแล้ว จะยังส่งผลเสียอื่นๆไม่ว่าจะเป็นค่า Reverb time ของความถี่ข้างเคียงที่ดีอยู่แล้วให้เสียหายอีกด้วย ซึ่งจะยิ่งทำให้ห้องนั้นไม่มีความราบเรียบของความถี่มากยิ่งขึ้นอีกด้วย

และที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ การสร้าง Membrane trap ที่ถูกต้องมีประสิทธิภาพ จะมีความยุ่งยากไม่ว่าการเลือกใช้วัสดุที่จะนำมาใช้ซับเสียง หรือแม้กระทั้งวัสดุที่จะนำมาใช้ทำกรอบของ membrane trap จะต้องพิถีพิถันในการคัดเลือกเพราะจะมีผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของอุปกรณ์ที่ได้ อีกทั้งจุดหรือตำแหน่งที่เราจะวาง Trap นั้นๆ จะต้องเป็นตำแหน่งที่เป็นจุดที่ High pressure ของความถี่ที่มีปัญหานั้นๆ และที่พลังงานของความถี่ต่ำมีปริมาณมาก เปรียบเสมือนการติดตั้งแผง Solar cell เราจะต้องติดตั้งในบริเวณที่มีปริมาณแสงมากเพียงพอ ไม่ช่อนอยู่ในที่มีร่มเงาซึ่งนั่นจะทำให้ไม่ได้ประสิทธิภาพของแผง Solar cell ทำงานได้ดีที่สุด รวมถึงจำนวน Membrane trap ที่เหมาะสมในการนำใช้แก้ไขปัญหาควรมีจำนวนอย่างน้อยไม่ต่ำกว่า 3-4 ชิ้นขึ้นกับขนาดและปริมาตรของห้องนั้นๆ ขณะที่ในห้องที่มีขนาดเล็กตำแหน่งวางที่ถูกต้องอาจมีข้อจำกัดไม่สามารถทำได้เนื่องจากจุดนั้นเป็นตำแหน่งของโต๊ะเก้าอี้ที่ไม่สามารถขยับหรือเปลี่ยนตำแหน่งก็เป็นได้นั่นเป็นอีกปัญหาต้องนำมาพิจารณาแก้ไข ในทางปฎิบัติเราจะพบว่า Membreane Trap จะค่อนข้างแพงและใช้งานยาก และ Trap ประเภทนี้จะใช้พื้นที่เป็นจำนวนมาก ซึ่งอาจทำเป็นปัญหาในห้องขนาดเล็กในการกำหนดตำแหน่งการวาง

อุปกรณ์อีกประเภทหนึ่งที่อยู่ในกลุ่มเดียวกันเรียกว่า Helmholtz กล่าวได้ง่ายๆว่าอุปกรณ์ตัวนี้การนำไปใข้งานจะมีลักษณะคล้ายๆกับ Membrane Trap คือจะนำไปปรับจูนแก้ไขปัญหาความถี่ต่ำเฉพาะจุด ซึ่งในการคำนวณหาขนาดหรือขนาดโครงสร้างภายในจะทำได้ง่าย และมีความเที่ยงตรงสูงต่อการนำไปใช้งานมากกว่า Membrane Trap แต่ปัญหาการออกแบบและการใช้งานก็จะมีเหมือนกันคือ Helholtz จะมีจุดการทำงานที่ช่วงความถึ่ที่แคบมาก ทำให้การคำนวณออกแบบต้องแม่นยำจริงๆ มิฉนั้นการนำไปใช้งานก็จะไม่ส่งผลประโยชน์ใดๆเลย อีกทั้งจะเป็นเสียต่อความถี่ข้างเคียงอีกด้วย

ทีนี้หากลองเปรียบเทียบMembrane Trap กับ Velocity Trap หรือที่รู้จักกันว่าตัวดูดซับที่มีลักษณะพื้นผิวเป็นรูพรุน แน่นอนคุณต้องเสียพื้นที่เพื่อให้มันทำงานในความถี่ต่ำ ไม่ว่าคุณจะเลือก Bass Trap ประเภทใดสำหรับห้องของคุณ โดยที่ Velocity Trap ที่มีพื้นผิวรูพรุนจะมีประสิทธิภาพน้อยหรือแทบจะไม่มีความสามารถที่จะดูดซับความถี่ต่ำๆได้ หากที่พอจะช่วยได้คือการออกแบบให้มี Air gap เข้ามาร่วมการทำงานซึ่ง Air gap นี้จะมีส่วนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานกับช่วงความถี่ที่ต่ำลงได้ แต่แน่นอน ปริมาณ Air gap จะต้องเหมาะสมไม่มากเกินไปจนทำให้ความถี่อื่นๆเสียหายไปด้วย ซึ่งคุณสามารถออกแบบ Velocity Trap ที่สามารถดูดซับความถี่ต่ำจนถึง 40 เฮิรตซ์ และที่สำคัญคือตำแหน่งที่คุณจะวางสะดวกง่ายกว่า Pressure Trap อย่างมาก ซึ่งทำให้มีประโยชน์และยืดหยุ่นในการใช้งานในห้องขนาดเล็ก หรือเมื่อมีรูปร่างแปลก ๆ หรือมีเหมือน ประตูที่ไม่สะดวกหรือหน้าต่างที่ไม่สะดวกอยู่ที่ไหนสักแห่ง และด้วยแผงใดๆ ที่คุณวางไว้ในห้องเนื่องจากทำงานในช่วงของความถี่ที่กว้างกว่าประเภท Membrane Trap หรือ Helmholtz และที่สำคัญสุดท้าย เห็นได้ชัดว่ามันถูกกว่ามาก

ดังนั้นโดยสรุปในการจัดการปัญหาความถี่หรือ Room acoustics ภายในห้อง คุณควรเริ่มจากการใช้ Bass Trap ประเภท Velocity Trap เสียก่อน แล้วหลังจากนั้นถ้ามีงบประมาณเหลือ และต้องการจะจัดการแก้ไขกับความถี่ต่ำบางความถี่ที่ยังเหลืออยู่ ถึงตอนนั้นค่อยพิจารณาหา Pressure Trap เข้ามาจัดการแก้ปัญหา ซึ่งนั่นจะเป็นการลงทุนและบริหารงบประมาณให้เกิดประโยชน์สูงสุด และคุ้มค่ากับการลงทุนมากที่สุดครับ

ปล: สำหรับผู้ที่ต้องการศึกษาเพิ่มเติมแนะนำหนังสือเล่มนี้ครับ "Master Handbook of Acoustics": https://amzn.to/3i71CWI