音箱（Speaker Enclosure）到底對聲音表現有何影響？為什麼一顆揚聲器單體裝入木盒後，音量與音質能產生顯著差異？本專題透過完整的七階段實驗，結合 Arduino 控制板 與 數位分貝計，在固定距離下量化實測「裸揚聲器單體」與「自製雷射切割木質音箱」的響度變化與聲音表現。
🎬 完整實驗影片：
若想觀看動態示範與聲音實測過程，請參閱 YouTube 影音紀錄：
🧪 實驗歷程與階段驗證
5.5cm 揚聲器裸單體測試
實驗第一階段聚焦於未裝箱的裸機單體，以此作為基準組（Baseline），記錄揚聲器在無任何外殼輔助時的原始發聲狀態。
Arduino 方波驅動裸揚聲器測試
將 5.5cm 裸揚聲器單體直接連接至 Arduino 控制板，利用數位 IO 埠輸出的方波訊號（Square Wave）作為聲波驅動源。
固定距離下的聲音峰值測量
為了確保量測條件一致，將數位分貝計固定放置於指定的量測距離，並透過 Arduino 播放固定頻率旋律以進行數據擷取。
5.5cm 裸揚聲器最大響度實測
在未裝箱狀態下播放旋律，分貝計即時紀錄響度變化，最終測得裸單體發聲的最大聲音峰值為 82.9 dB。
手作木質喇叭音箱結構展示
引進實驗對照組：使用雷射切割椴木板進行榫接組裝的木質音箱，內部精密內嵌同款 5.5cm 揚聲器單體，提供良好的密閉腔體。
Arduino IO 埠驅動木質音箱發聲實驗
將組裝完成的木質實驗音箱接回 Arduino，保持相同的 IO 埠方波訊號驅動條件，準備進行裝箱後的響度數據量測。
木質音箱旋律播放與 90.2 dB 峰值記錄
播放同一段旋律時，聲波在木質腔體內產生共鳴並阻隔前後反相抵銷，分貝計最終顯示聲音峰值提升至 90.2 dB！
📊 實驗數據對比與聲學解析
- 未裝箱裸機單體峰值：82.9 dB
- 雷切椴木音箱峰值：90.2 dB
- 實測響度增益：+7.3 dB
聲學物理分析：
當揚聲器單體在未裝箱（裸機）狀態下振盪時，振膜前方與後方會產生相位相反的聲波。由於未受隔離，兩側聲波會在邊緣交會並產生物理抵銷（即聲短路 Acoustic Short Circuit），導致能量大量損失。當加上雷切木質音箱後，腔體有效地隔離了前後相位的聲波抵銷，並提供共振空間，成功將聲音輸出能量提升了整整 7.3 分貝，顯著驗證了音箱結構在電子聲學專題中的關鍵作用。
💡 資源提示：
本文章內所嵌入的所有實驗動態 GIF 示範檔，均可前往 AeroCuit GIF 瀏覽完整詳情與相關 Demo 展示。套件零件表與詳細組裝步驟說明，請參閱 「《文創電子》小園區｜5.5cm 實驗音箱」。Arduino 播放方波旋律之程式實作，可參考課程 【智能裝置】聲音與蜂鳴器應用 (Tone & Melody)。