Как и из чего сделать акустическую колонку своими руками?
Встроенного в гаджет маломощного усилителя с «пищалками» недостаточно. Иногда хочется от «смартфонного» звука гораздо большего. Для этого и нужны колонки с усилителем. А как и из чего сделать акустическую колонку своими руками?
Устройство колонки
Простейшая напольная колонка – ящик или коробка, в которой расположены один широкополосный или несколько узкополосных динамиков. Одному динамику разделительный фильтр не потребуется. Два и более – согласуются по спектру (поддиапазону) звуковых частот. Для улучшения отдачи по низким частотам в колонке предусмотрен фазоинвертор – канал с круглым сечением, в который переотражаются самые низкие частоты.
Кроме динамиков, разделительного фильтра и фазоинвертора активная колонка содержит усилитель и блок питания для него, размещённые в закрытом отсеке в задней части.
Одна из стереоколонок – активная (в ней расположены усилитель, блок питания и выход для другой колонки). Вторая – пассивная (ведомая). Вместо отсоединяемого шнура, между колонками организуется беспроводная связь по Bluetooth – это позволяет вынести колонку в любой угол комнаты, не протягивая провод между ней и второй.
Портативные колонки, кроме связи по Bluetooth, оснащены устройством чтения данных с флешек и карт памяти, простейшим FM-приёмником со сканирующей настройкой, светодиодной лентой с цветомузыкой (или матрицей с бегущей строкой) и рядом других функций. Нередко они снабжены ручкой для переноски.
Из чего можно сделать?
В домашних условиях корпус колонки изготавливается почти из чего угодно. В ход идут:
- корпус от вышедшей из строя автомагнитолы;
- корпус от светящегося кубика, в котором перегорела подсветка;
- колонка- «яйцо» изготавливается из бумаги, свёрнутой во множество слоёв и пропитанной клеем (например, эпоксидным);
- остатки ламината или паркета – после перестилания пола;
- ДСП, материал МДФ, ДВП, натуральное дерево;
- для портативных колонок подходит труба ПВХ (или полипропиленовая) наибольшего диаметра – вроде того, что применяют в проведении межэтажного сливного канала для санузлов всего дома;
- фанера – при её распиливании соблюдайте осторожность: она легко даёт сколы и трещины, со временем изгибается.
Определившись с несущим материалом корпуса, позаботьтесь об остальных деталях и расходниках.
Что понадобится для изготовления?
Кроме материала, из которого изготавливается корпус, для активной колонки нужны:
- один широкополосный, или 2-3 более узкополосных динамика;
- готовый или самодельный блок питания;
- готовый или самодельный усилитель мощности звуковой частоты;
- обычный провод или кабель;
- обмоточный провод;
- пластиковая труба подходящего диаметра;
- канифоль, припой и паяльный флюс;
- клей-герметик;
- эпоксидный клей или мебельные уголки.
Из инструментов нужны:
- пассатижи;
- бокорезы;
- плоская и фигурная отвёртки (лучше всего подойдёт набор отвёрток);
- ножовка по дереву;
- напильник или зубило;
- ручная дрель и набор свёрл.
Для ускорения работы воспользуйтесь электроинструментом: электродрелью, болгаркой (нужны отрезные и шлифовальные круги по дереву), шуруповёртом и электролобзиком.
Функции дрели выполняет и шуруповёрт, включённый на высоких оборотах.
Этапы работ по созданию
Для изготовления своими руками прямоугольной или кубической колонки потребуется правильно изготовить корпус (ящик), в котором размещается электроника. Чтобы сделать корпус, ориентируйтесь по чертежу.
- Разметьте и распилите доску (можно из пиломатериалов) на сборные грани, из которых собирается корпус.
- В передней стенке для динамиков (и фазоинвертора, если конструкция это предусматривает) высверлите по окружностям отверстия. Выбейте удаляемый фрагмент из просверленной по кругу доски, края обработайте при помощи напильника или болгарки. Вставьте динамики (и кусок трубы фазоинвертора), чтобы проверить, насколько ровно они там будут располагаться.
- Прикрутите динамики за их посадочные петли к передней грани. Вставьте кусок трубы вместо фазоинвертора. Загерметизируйте все щели с помощью герметика или «Момента-1».
- Соберите основную часть ящика: верхнюю, нижнюю, боковые и заднюю грани соедините между собой при помощи эпоксидного клея или уголков. В случае использования уголков щели рекомендуется загерметизировать при помощи герметика или пластилина. Некоторые выполняют герметизацию при помощи «Момента-1» или эпоксидного клея – в последнем случае колонка будет «неубиваемой».
- Выполните шаги 1-4 для второй колонки. Удобнее и быстрее изготовить оба корпуса в одни и те же дни.
- Когда основной корпус будет готов, выпилите седьмой фрагмент корпуса – внутреннюю стенку, отгораживающую блок питания и усилитель от акустического (звукового) отсека. Дело в том, что переотражение звука от обилия острых граней деталей ухудшает работу колонки на низких частотах. Для корпуса второй колонки перегородка не потребуется – она является пассивной и не требует блока питания. Возможен вариант, когда вместо одного стереоусилителя в каждой из колонок используется свой монофонический усилитель. Размещать общий (мощный) блок питания в одной из колонок или вести для каждой из них свой (менее мощный) – решать вам.
Изготовление корпуса завершено. Чтобы смонтировать электронную составляющую, сделайте следующее.
- Прикрепите усилитель и блок питания на внутренней перегородке.
- Соедините между собой блок питания и усилитель – питание подастся на вход по питанию усилителя.
- Присоедините динамик (если он один) к одному из выходов усилителя. Для второй (пассивной колонки) просверлите отверстие под аудиоразъём, подключите этот разъём ко второму каналу стереоусилителя.
- Просверлите отверстие для входного аудиоразъёма в задней стенке, подключите вставленный в него разъём ко входу усилителя.
- Выпилите в задней стенке разъём для питания 220 вольт, смонтируйте в нём этот разъём. Подсоедините сетевой разъём на вход блока питания.
- Заизолируйте все паяные соединения при помощи герметика, термоклея, скотча или изоленты.
- Если динамиков несколько – потребуются катушки разделительного фильтра и дополнительные конденсаторы, образующие с первыми колебательные контуры. Трехполосные колонки с помощью фильтра чётко разграничивают высокие, средние и низкие частоты по разным динамикам.
Чтобы изготовить разделительный фильтр, сделайте следующее.
- Отпилите от пластиковой трубы нужного диаметра пару кусков. Нельзя использовать металлопластиковую трубу – она превратит катушку в источник электромагнитного поля, к тому же потребуется перерасчёт и дополнительные замеры индуктивности на специальном мультиметре.
- Вырежьте и выточите боковые грани для катушек.
- «Зашкурьте» куски трубы в местах склеивания. Склейте каркасы катушек, используя термоклей, «Момент-1» или эпоксидный клей. Дождитесь, пока клей высохнет и отвердеет.
- Ориентируясь по описанию схемы колонки, намотайте нужное количество витков эмальпровода соответствующего диаметра.
- Смонтируйте катушки на перегородке или задней стенке колонки. Они закрепляются как при помощи клеющего состава, так и посредством саморезов с шайбами (каждая катушка удерживается в трёх точках за одну из граней). Допускается и центральное крепление с помощью самореза или болта с пластиковой/металлической шайбой, большей, чем внешний диаметр трубы. Такие шайбы применяют для подвеса бытовой техники и шкафов на стенах при помощи сквозных шпилек.
- Подключите катушки к конденсаторам – по схеме в описании. Должен получиться полноценный полосовой фильтр.
Функция фильтра – выделять верхние, средние и нижние частоты: соответственно работают «пищалки», «сателлиты» и динамик-сабвуфер.
Это обеспечивает звуку естественность. Число фильтров – для высоких, средних и низких частот может быть равно числу динамиков (или числу динамиков в колонке минус один, в зависимости от схемы).
Из бумаги
Колонку из обычной бумаги сделать не так просто, как это кажется. Потребуется клей, содержащий отвердитель – им пропитываются слои бумаги. Лучше всего для этого подойдёт эпоксидный – из него часто делают катушки и печатные платы (материал напоминает гетинакс). Сделайте следующее.
- Для квадратной колонки по шаблону каждой из стенок разметьте и нарежьте листы бумаги. В листах, из которых склеивается передняя грань колонки, вырежьте отверстия под динамики и выход фазоинвертора. Для задней – отверстия под аудиоразъёмы и гнездо питания.
- Разведите и нанесите немного эпоксидного клея на листы, служащие первым слоем. Склейте два слоя для каждой из стенок и оставьте их высыхать.
- На следующий день приклейте для каждой из стенок третьи слои. Каждый день прибавляйте по одному. Интервал между стадиями можно сократить с одних суток до нескольких часов, чтобы ускорить процесс. Но в этом случае качество может пострадать. Повторяйте эти действия, пока толщина стенок будущей колонки не достигнет хотя бы 1,5 см. Вместо бумаги можно использовать плотный картон.
Как только стенки колонки будут готовы, смонтируйте и подключите динамики и прочие детали согласно одной из вышеприведённых инструкций.
Недостаток – важна ровность и точность при склеивании листов, иначе конструкцию поведёт в сторону. Достоинство метода – применение бумаги от старых журналов и газет, картона (кроме волнистого, с пустотами внутри).
Круглый корпус ускорит процесс: на кусок трубы с широким просветом наматывается рулон бумаги, пропитываясь по ходу движения. Закрепите скотчем начальную линию намотки. Интересно выглядит разработка, в которой роль звуковой катушки выполняет полоска металлической фольги, роль диффузора – лист бумаги. Сделайте следующее.
- На лист бумаги наклейте металлический скотч или двусторонний скотч с фольгой. Витки расположите так, чтобы они не соприкасались.
- Выведите концы скотча или фольги к источнику звука.
- Подложите под лист бумаги магнит, подключите гаджет и включите музыку.
Большой громкости вы не получите – усилитель в гаджете слишком мал по мощности. Средние и низкие частоты к «шелестящему» звуку добавятся. В мощных колонках используется многослойная конструкция – электростатическая мембрана, рассчитанная на высокую мощность усилителя.
Из покрышки
Колонка из покрышки не сравнится по согласованию и амплитудно-частотной характеристике с фирменными или самодельными прямоугольными системами. Жёсткость стенок недостаточна – резина и эбонит глушат низкие частоты из-за излишней упругости. Музыкальной стереосистеме нужен большой динамик – по диаметру он должен закрепляться в покрышке, но не проваливаться внутрь. Другую сторону покрышки закрывают фанерой или доской из других пиломатериалов, разместив на ней блок питания и усилитель.
Сама покрышка не должна содержать пробоин, дырок – но поверхностные трещины не влияют на качество звука.
Более совершенной в исполнении окажется конструкция, часть которой со стороны динамика закрыта деревянным кольцом, выпиленным из той же самой фанеры. Динамик закрепляется не на самой покрышке, а на фанерном кольце, которое может быть соединено с задней частью, где расположена глухая стенка из фанеры, с помощью длинных сквозных саморезов или болтов. Такую колонку можно катить по дороге. Но она содержит всего один динамик, т. к. расположить два и более затруднительно в плоском и ограниченном пространстве. Усилитель, блок питания и фильтры размещены на задней стенке.
Из банки Pringles
Простейший, но необычный вариант – алюминиевые, картонные, пластиковые банки и стаканы применяют как колонки, сделав прорези и вставив в них смартфон. Более «продвинутый» – поместить в банку из-под чипсов или стакан подходящий по диаметру динамик. Принцип любой такой колонки основан на том, что звук, переотражаясь от стенок, обретает дополнительную громкость. Но без усилителя и высококачественной колонки хорошего и яркого, красивого звучания вы не получите. Изготовление колонки, динамик которой направлен вверх, из банки от чипсов Pringles аналогично любой конструкции, в качестве корпуса которой используется кусок трубы ПВХ для канализации.
Из бутылки
Подойдёт любая пластиковая или стеклянная бутылка. Пластиковую резать и сверлить безопаснее. Для стеклянной же потребуются алмазные свёрла и коронка, а сам процесс ради безопасности выполняют под водой. Сделайте следующее.
- Просверлите в бутылке с помощью коронки отверстие под динамик.
- Высверлите монтажные отверстия под саморезы. Фазоинвертором будет служить или открытое горлышко, или дополнительно просверленные меньшей по диаметру коронкой отверстия под кусок пластиковой трубы.
- Залейте в отверстия герметик, установите динамик с заранее припаянными проводами. Закрутите саморезы. «Насухую» в стекло их вкручивать нельзя – бутылка треснет и разлетится на части.
Не используйте бутылки из закалённого стекла – оно не подлежит обработке и тут же разобьётся на мелкие кубические осколки с притупленными краями.
Из наушников
Колонка из наушников – вариант, в котором вместо динамической головки, не рассчитанной для приличной громкости на большом от слушателя расстоянии, используется любой современный динамик. Пространство наушника резко ограничено, чтобы разместить в нём усилитель и питающий аккумулятор. В такой колонке применяется кусок всё той же трубы ПВХ. Однако когда колонка пассивная, процесс значительно ускоряется. Пошаговая инструкция заключается в следующем.
- Разберите наушники и извлеките из них головки с мембранами.
- Вставьте на их место динамики. Динамик по возможности выбирается тонким и плоским.
- Присоедините провода, ранее подводившие высокочастотное напряжение к мембранным головкам.
- Закрепите динамики при помощи саморезов.
- Закройте (если получится) сеточные вставки.
Превратить наушники в колонки возможно, если они изначально были достаточно велики – закрывали уши полностью. Если динамики не вставляются полностью, не закрываются, то воспользуйтесь равноценной заменой, изготавливающейся следующим образом.
- Выньте из наушников мембранные головки.
- Прорежьте в дне пластикового или картонного стакана отверстия, чуть меньшие самих головок по диаметру.
- Вставьте и приклейте мембраны.
Этот вариант очень прост в изготовлении. Недостаток – громкость звука не более 30 децибел. Такой звук сравним с радиоточкой, применяется в помещениях, где шум извне невелик.
Такая акустика относится больше к шуточной – она не рассчитана на профессиональное использование. Для полноценных колонок нужны динамики. Если вставить малогабаритные динамики вместо наушниковых мембран не удалось, в качестве основы подойдёт уже знакомая вам цилиндрическая конструкция.
- С обратной стороны наушников прорежьте отверстие, в которое войдёт магнит на обратной стороне динамика. Отверстие должно быть гораздо больше, чем сам магнит – от корпуса наушника останется лишь боковая несущая конструкция. Задняя (наружная) стенка наушника будет срезана целиком.
- Приклейте с помощью термоклея или «Момента-1» наушник только что сделанным срезом куску трубы ПВХ.
- Разместите внутри трубы блок питания (или литий-ионный аккумулятор с контроллером подзаряда) и сам усилитель. Получится активная колонка.
- Аналогично изготовьте основу для другого наушника, расположите в ней динамик. Получится пассивная колонка. В стереосистемах активной является лишь одна из колонок.
- Выведите из пассивной колонки аудиошнур, припаяйте к нему штекер со стандартным диаметром 3,5 мм.
- Врежьте в активную колонку такой же разъём для подключения пассивной. Один из стереовыходов усилителя подключите к ней. Второй – к динамику активной колонки напрямую.
- Врежьте ещё один разъём в активную колонку – для подключения внешнего источника звука (например, смартфона), подключите его к стереовходу усилителя.
- Подключите блок питания к входу для него на усилителе.
- Проверьте, что все детали и узлы надёжно закреплены, закройте обе колонки с помощью заглушки.
Если колонки питаются от аккумулятора – вместо блока питания подключите аккумулятор к контроллеру разряда, а сам контроллер – к выводам питания усилителя. К аккумулятору подсоедините контроллер заряда, врезав его разъём в круглые стенки активной колонки. Если вам нужно беспроводное подключение – приобретите и установите в активную колонку аудиоплату Bluetooth.
Полезные рекомендации
- Перед тем как окончательно собрать колонки, протестируйте их работу, а именно – качество звука. Оно должно совпадать с расчётным. Произведите акустический расчёт помещения.
- Пайку, сборку электроники осуществляйте только при отключённом питании: это предотвратит её выход из строя при случайном касании паяльником двух и более тонких выводов, расположенных рядом.
- Улучшить звук можно, используя вместо фазоинвертора звуковой лабиринт. Уделите внимание конструкциям, в которых этот лабиринт есть. Изготавливается он из фрагментов кабельного короба или дополнительных перегородок внутри.
- Разумнее уделить время и использовать материалы, комплектующие для более качественных систем. Независимо от того, аудиофил вы или нет, хорошее качество звука за минимальные (в 10 раз меньшие) деньги окупится с лихвой. Колонки отработают не один десяток лет.
- Выбирайте брендированные динамики, остерегайтесь подделок.
- Усилитель, в отличие от хорошего сабвуфера, стоит до 100 раз дешевле. За последние 20-25 лет микросхемы УМЗЧ подешевели. Выберите усилитель по мощности динамика – и он, и колонка должны быть согласованы.
- Обязательно на микросхеме мощного усилителя закрепите массивный радиатор. Иначе усилитель, поработав 40 секунд или минуту, выключится до тех пор, пока микросхема не остынет до комнатной температуры.
- Заполните свободные участки внутренней стороны каждой стенки колонки демпфирующей материей – она избавит от резонанса. Демпфер подходит лишь для колонок без фазоинвертора.
- В нестандартных колонках (из бутылки, автопокрышки, круглой коробки из-под чего угодно) несколько поднять уровень низких частот поможет пассивный излучатель – динамик с двумя диффузорами.
- Если позволяют финансы – применяйте рупорные динамики: они создают эффект присутствия слушателя в зале, а не просто передают высококачественный звук. За ними стоит составная аудиоколонка, где используются общий низкочастотный сабвуфер – а многоканальные сателлиты подключаются к разным высокочастотным выходам.
- После сборки колонки произведите её внешнюю отделку – она впишется в дизайн комнаты.
О том, как сделать аккустическую систему своими руками, смотрите далее.
Как сделать колонку своими руками
Хочу предоставить свой проект, так сказать домашнего аудиокомплекса. По началу знаний по акустике было вообще ноль, даже не знал как собирать обычные усилители класса А, не то что там усилители для сабвуфера. Интерес появился после того как ко мне пришел еще более «зеленый» радиоэлектронщик чем я и предложил сделать сабвуфер. Не хотел показаться профаном и полез в Гугляндию чтобы что-нибудь там найти по этой теме, но то-ли гуглил плохо, то-ли реально полезной информации не было, в общем ничего дельного не откопал, полез курить форумы, подчерпнул информации там и взялся за дело. Первым делом нам понадобится низкочастотный динамик, сразу предупреждаю-саб у нас низкобюджетный и не очень мощный, в своем магазине нашел только 35гдн-1м-4, выглядит он вот так:
Также известен под тайным кодовым советским названием 25гдн-1-4. Почему два одинаковых динамика называются по-разному я не знаю, это нужно у совков спросить, ибо не знаю что творилось в их головах когда они придумывали это. Характеристики оного вот такие:
- Частота основного резонанса: 80 (100) Гц;
- Полоса частот: 63-5000 Гц;
- Неравномерность частотной характеристики: 14 дБ;
- Уровень характеристической чувствительности: 83 дБ/м•Вт;
- Габариты (в плане): 125х125 мм;
- Высота: 75,5 мм;
- Эквивалентный объём: 11 дм;
- Полная добротность: 0,55;
- Масса: 1,3 кг.
1. Закрытый ящик (ЗЯ, closed box). Простейший по конструкции и изготовлению корпус. Широко применяемое акустическое оформление. Представляет собой герметичный ящик. Излучение тыльной части диффузора динамика закрыто в корпусе и, по сути, не используется. Вся энергия при этом переходит в тепло. Часто чтобы бороться с этим, в ЗЯ применяют заполнение различными материалами синтепон, шерсть, минеральная вата и так далее. Существенным минусом является крайние низкий КПД, так как излучает звук только одна сторона динамика. Для получения большого звукового давления в этом корпуса требуются мощные динамики. Главным достоинством данного оформления является наилучшее качество звучания. Бас сабвуфера в закрытом корпусе мягкий, четкий и быстрый. EBP 40-60
2. Основной принцы работы фазоинверторного корпуса — заставить работать излучение тыльной часты диффузора на пользу. Для этого внутренний объем корпуса соединяется с атмосферой при помощи труб или щелей. Порт (труба или щель) вопреки расхожему мнению не создает «сквозняк» или «дует».
Принцип работы несколько иной. Порт содержит определенный объем воздуха. Вместе с тем воздухом, который содержится в ящике, а так же подвижной системой динамика, это создает колебательною систему, колебания которой по фазе совпадают с колебаниями диффузора. Другими словами, мы заставляем излучение тыльной части диффузора работать нам на пользу, складываясь с излучением передней части.
Таким образом КПД системы, по сути, удваивается. Настройка фазоинверторного корпуса, как с помощью подбора объема, так и с помощью площади и длинны порта. Минусом данного оформления является более низкое качество звука по сравнению с ЗЯ. Бас более размазанный и гулкий. Для увеличения качества звучания в конструкции применяется множество ухищрений таких как использование порта бес поворотов, конструкции порта в форме призмы, скруглений концов порта и так далее. EBP > 50
3. Пассивный излучатель (пассивный радиатор, passive radiator).Принцип действия у данного оформления такой же как и у фазонвертора. Разница в том что вместо объема воздуха в порте фазоинвертора используется пассивный излучатель, который представляет собой динамик без магнита и звуковой катушки. Плюсом данного оформления является более качественное звучание так как пассивный излучатель не вносит искажений в отличие от фазоинвертора. от EBP > 50
4. Бандпасс (бэндпасс, bandpass) 4 порядка — Корпус разделенный на две части внутренней перегородкой. Одна часть это замкнутый объем воздуха как в закрытом ящике. Вторая чать сообщается с атмосферой через порт.За счет концентрации излучения в узкой полосе частот имеет более высокий КПД чем у фаозинвертора, при более высоком качестве звучания. EBP 40-60
Как Вы уже заметили сложность в изготовлении корпуса растет по принципу: дальше больше. Так как плотник из меня, прямо скажем плохой, то выбрал самый простой варинат это закрытый ящик, за что получил люлей от отца, который сказал, что, мол фазоинверторы рулят и послал за оным.
Фазоинвертор в принципе лучший вариант для этого динамика, как потом понял из за резонансных структур и прочей непонятной шушеры, в подробности не опускался, да и Вам не советую, ибо там лес непроглядный, а я и так могу заблудится в трех соснах. Потом встала проблема с размерами корпуса, полез опять в гугляндию и опять ничего не нашел, потом где то прочитал, что чем больше корпус тем лучше, и полез в мастерскую делать из фанеры чудо. Почему фанера, а не ДСП? ДСП ведь и пилится лучше. Мне было реально лень топать 200 метров за ней, да и денег, честно скажу, зажал. Размеры короба получились такие:
Рисовано в Paint, размеры взяты с небес, но получилось примерно 40-50 литров, что для этого динамика вообще самая соль. Фазоинвертором служит канализационная труба приклеенная на монтажный клей и укрепленная двумя дощечками. Диаметр ее 5 см а длина 15 см.
Как только сколотили ящик, не буквально сколотили, скреплять лучше через уголки алюминиевые иначе будет много щелей и бас будет бяка. Потом покупаем герметик, не селиконовый не ванну мажем, а обычный монтажный, белого цвета. И в местах стыков и щелей герметизируем все. На герметике обычно пишут сколько сохнет, но хз у кого как попадет. Дальше берем заднюю стенку короба и под размеры клемника, которого вы купите, кстати выглядит он так:
Выпиливаем отверстие, вставляем клемник, закрепляем саморезами, герметизируем. После того как все просохло необходимо вставить динамик и закрепить тоже на саморезы, потом так же герметизировать, и ждать пока засохнет. Потом соединяем проводами клемник и динамик, желательно на припой. Чтоб потом не отодрать было. В передней стенке пониже динамика выпиливаем отверстие по фазоинвертор (трубу). Вставляем, крепим клеем, и две дощечки поперек их тоже на клей:
Опять герметизируем все и вся чтобы не продувало. Ждем пока сохнет. Закончив мучить фанеру, предлагаю закрыть заднюю крышку парой, другой саморезов, и обильно герметиком пройтись на местах стыков, ибо помните: щели = фигня, а не саб. Наконец можно приступить к усилителю. Предлагаю собрать на tda2051, дает он хорошую мощность, и для бюджетников имеет однополярное включение схемы, дабы использовать обычный блок питания. Вот сама схема, то что написано на схеме tda2050 вообще не обращайте внимания, схемы включения усилителей типа tda20xx все одинаковые и отличаются лишь только выходной мощностью. Просто tda2051 орет помощнее.
Только сразу хочу предупредить, сажайте микросхему на радиатор, и чем больше оный — тем лучше и безопасней, ножки у микросхем — усилков держатся на честном китайском слове и теребенить их не рекомендуется, отвалятся — обратно не вставить, а стоит он 150р плюс за ним придется еще и идти, вы купите их сразу 2 штуки, так, на всякий пожарный. Электролиты используйте на 36 вольт, тоже для безопасности. С1 замените на 100 нф, многовато мне показалось 2,2 мкф. Нечего вход насиловать, по питанию советую поставить электролиты большей емкости и побольше размерами, а то от блока может быть фон.
Вообще П-фильтр здесь очень бы хорошо зашел, дабы снизить все гулы. Корпус для усилителя взял с старого CD привода, который носит гордое название Pioneer. Сзади прорезаны дырочки для аудиовхода, питания и двух проводов, идущих к клемнику.
Кстати, для эстетики можно обить сабвуфер драпом, как собственно говоря я и сделал. Драп дополнительно глушит звук, что повышает добротность. Питается все это дело от блока питания от зарядки для шуруповерта и имеет напряжение 21,7 вольт, конечно не ахти, ему дай волю они и 35 кушать будет и не подавится, работать даже лучше будет, но не увлекайтесь, помните что микросхемы усилителей капризные ребята, и могут сделать бабах, ну или просто сгореть.
Красить динамик краской из болончика не советую, лично у меня она начала кушать резиновый подвес, который сделался тоньше и его проело нафиг, пришлось менять подвес, спасибо узкоглазым братьям за краску в состав которой вошло как минимум половина таблицы Менделеева. Желаю успехов в сборке, Ваш S9018.
Понравилась схема — лайкни!
Крутая домашняя акустика своими руками
В альтезза клубе люди знают меня как audiomaniac, но этот ник взялся не просто так. Все потому что раньше я увлекался музыкой и звукотехникой. Причем я не фанат автозвука, а предпочитаю слушать музыку в более подходящей обстановке — дома, где можно в полной мере воссоздать эффект присутствия, вслушиваться в детали и не отвлекаться на вождение.
Речь пойдет о сборке более или менее качественной двухполосной домашней акустики, способной передать самые мельчайшие нюансы аудиозаписей, и открыть для Вас мир качественного звука, не без (качественного усилителя разумеется).
Это не первая акустика которую мне довелось спроектировать и собрать, до этого был опыт как очень основательного апгрейда советской классики, так и сборки акустики с нуля. Супругу не устраивал форм-фактор моей советской классики, большие широкие гробы которые не вписывались в интерьер и занимали слишком много места
Но звучали они превосходно, на настройку кроссовера я потратил около года доводя звук до идеала.
Колонки получились довольно тяжелой нагрузкой для усилителей, но мой усилитель собранный по мотивам форума Vegalab без проблем с ними справлялся:
Однажды один знакомый американец сказал мне что самое крутое акустическое оформление которое он когда либо слышал это трансмиссионная линия (TL). Он же лабиринт или четвертьволновой резонатор или органная труба, не путать с резонатором Гельмгольца и с фазоинвертором. У нас в России большой опыт собрал по лабиринтам Рогожин Александр. С тех самых пор общения с американцем я и загорелся собрать что-то в данном оформлении.
Идейным вдохновением для меня стала акустика фирмы PMC Twenty 24 Можно погуглить обзоры на данную акустику, посмотреть замеры и сравнить их с замерами моей акустики ниже.
В качестве динамиков были выбраны привычные мне норвежские Seas CA18RLY и 27TDC. Их не сложно свести, они не имеют серьезных изъянов, в общем хорошие динамики за свои деньги.
После прогрева и обмера динамиков получил следующие параметры Тиля-Смолла:
Fs 49hz
Mms 10.7g
Rms 1.75 kg sec
Cms 0.0009 m N
BL 6.0
Vas 17 L
Qt 0.38
Qes 0.48
Qms 1,91
У пары динамиков параметры почти не отличаются, я привел параметры одного из них. Параметры указывают на повышенную жесткость подвеса, относительно паспорта. Я не знаю как их так надо размять чтоб подойти к паспортным параметрам, в реальной жизни они у меня скорее задубеют чем разомнутся. Поэтому взял за опору в расчетах эти параметры.
Проект корпуса:
После сборки и тестов корпус получился в итоге такой:
Внутри корпус выглядит так:
Этот корпус даёт плавный спад АЧХ, -5дб на 30 гц. Можно уменьшить высоту корпуса на 5-10 см, тогда спад АЧХ будет быстрее, но зато общая чувствительность до 100 гц будет выше — кому что ближе. Соотношение длин 1 к 2 соблюдается, поэтому если делать выхлоп в пол то динамик придется опускать ниже, мне же наоборот хотелось поднять его как можно выше, а порт вывести вперед и красиво оформить струевыпрямителем в стиле одной известной фирмы. Должен отметить, что когда давал синус 35 гц приличной мощностью, динамик едва колебался, а из порта в прямом смысле дуло в руку, а когда отходишь подальше слышно мощный бас Поток воздуха в этой колонне очень даже приличный. Маленький с виду динамик возбуждает большой резонанс в двухметровой колонне.
В качестве материала для корпусов была куплена 18мм березовая фанера. МДФ не нашёл.
Поскольку корпуса будут оклеиваться шпоном, то нет возможности сделать какую либо стенку съемной, охота получить цельную монолитную конструкцию, поэтому съёмным будет дно, которое будет по совместительству выполнять роль подставки с винтовыми ножками. Лазить туда придется только за фильтром, в процессе его точной настройки.
Для того чтобы отверстия под динамики выглядели красиво их нужно фрезеровать после наклейки шпона, а шпон на лицевую панель лучше клеить в последнюю очередь, чтобы был нахлест на боковые листы шпона. Короче дырки под динамики пришлось резать в последнюю очередь.
Отец у меня увлекается столярным делом, поэтому корпуса мы забацали вдвоем с ним:
Однако с покраской прошло не все гладко, пришлось несколько раз смывать краску со шпона.
Докрашивал я их уже в квартире:
Шпон пропитал акриловой морилкой и покрыл акриловым лаком.
Замоделил в 3д максе струевыпрямители на порты в стиле ПМС:
Ну а пацаны из Краснодара помогли мне с их печатью на 3д принтере, огромный им респект за это!
Звук.
Собрал колонки с расчетными фильтрами, расставил симметрично, подключил к усилителю и. Офигел ) Вначале залип на стереоэффекте, такой детализации и локализации я еще не слышал! Я не мастер красочно описывать звучание, но я вам так скажу: мужик из рамштайна поет из конкретного места, а не ото всюду и его образ не расплывается в ширь. Музыкальные инструменты четко различимы, электрогитары не сливаются в кашу. Барабаны как буд-то прямо в зале передо мной играют. Электронная музыка звучит четко и энергично, бас быстрый, смачный и глубокий даже без сабвуфера. В сравнении с предыдущей моей акустикой (на фото выше) эти колонки звучат более нейтрально (или менее ярко, кому как) и разборчиво.
Фильтр
После первых прослушек начал обращать внимание на тембральный баланс, середина казалась излишне певучей, что и замеры подтверждали, переделал немного фильтр, окончательный вариант выглядит так:
Итоговые замеры:
Схема фильтра и суммарная АЧХ:
НЧ режется 2 порядком без особых излишеств, разве что добавил R1 чтобы сгладить спад и добавить грокости в диапазоне 4-7 кГц. А вот с ВЧ пришлось поколдовать, в основе фильтр 3 порядка, а R3, L3 заваливают АЧХ выше 9 кГц, это сделало звук мягче и нейтральней, ну а R2 задает общую громкость ВЧ динамика. Включение динамиков в противоположной полярности.
Разные порядки фильтров имеют разный фазовый сдвиг, но и диффузоры динамиков находятся на разном расстоянии до уха (ВЧ ближе на 30мм чем колпачок СНЧ), то есть на частоте раздела один и тот же сигнал будет прилетать с разной фазовой задержкой, поэтому и было принято решение «притормозить» ВЧ динамик на четверть периода дабы сравнять сигналы по фазе.
Хотелось отдельно подытожить. Данная акустика при правильной расстановке помимо высококлассного звучания, порадует вас и приятным смачными низами. Даже в небольшой комнате при симметричной расстановке акустики вдали от стен, мне удалось получить и хорошую звуковую сцену и глубокий бас. Ну а для танцулек и дискотек конечно нужен хороший активный саб.
Характеристики:
Частотый диапазон — 30-20000 Гц
Чувствительность — 90 Дб
Импеданс — 8 Ом
Минимальная мощность усилителя — 15 Вт
Максимальная мощность усилителя — 80 Вт
Частота раздела полос — 2,2 кГц
Количество полос — 2
Тип оформления — Акустический лабиринт (Transmission Line)
Размеры корпуса 1100х195х324мм
Вес одной колонки ~ 30кг.
UPD. Часто поступают запросы по стоимости изготовления данной акустики. Отвечу всем сразу, сделал калькуляцию по нынешним расценкам на конец 2023 года. В корпусах из МДФ с отделкой шпоном и лаком, стоимость данной акустики под ключ выходит 150 000р за пару. Поскольку много позиций под заказ сроки изготовления 1-2 месяца. При желании акустику можно сделать в наклонном корпусе с двойным портом лабиринта, но в таком случае габарит в глубину немного увеличится.
Лучшая bluetooth колонка своими руками — 5 критериев успеха
Прошло 2 года с того момента как я начал делать bluetooth колонку. И наконец она полностью готова. (Конечно опять не до конца — еще нужно чуть-чуть дописать прошивку). Нужно сказать, что саму электронику я сделал гораздо быстрее — всего 3 месяца. Это время от идеи до готовой платы. Но вот с корпусом, динамиками, настройками DSP пришлось поколдовать. В итоге я сделал три варианта корпуса, попробовал два типа динамиков, и последний вариант считаю финальным. Переделывать не буду. О какой же колонке речь? Кому интересно читаем..
Требования к колонке
Когда стали набирать популярность колонки компании JBL, то сын попросил купить такую колонку. Так как мы с ним активно занимались электроникой, то сразу же возникла идея сделать себе колонку самостоятельно, и конечно по качеству не хуже JBL Boombox.
Какие же характристики должна была иметь колонка:
- мощный звук (как минимум 40 Вт)
- небольшой вес (2-3кг)
- цветомузыка
- Hi-Fi звук
- bluetooth apt-X
- встроенная sd карта и mp3 плейер — вся коллекция музыки с собой
- долгое время работы от аккумулятора
- FM радио
Также было придумано еще много мелких функций, которые обязательно должны были быть. Их описывать не буду.
Подбираем усилитель звука
Я стал изучать компоненты из которых можно собрать колонку. И конечно же начал с усилителя звука. Изучив, то что есть на рынке и активно используется во всех поделках, я понял — все это не то, и обратил свое внимание на новейшие разработки в области звука. На сайте компании Texas Industries и было найдено сердце будущей колонки — TAS5782M — усилитель звука Hi-Fi уровня . Посмотрите его характеристики:
- 30Вт стерео (итого 60Вт)
- Цифровой звук
- Встроенный DSP процессор с кучей настроек
- Неубиваемость — различные защиты чипа
- Работа без радиатора
- THD — 0.02%
Те самые 5 критериев успеха
Не буду долго описывать все мытарства и сразу перейду к делу. Вот те самые 5 критериев успеха:
- Весь звуковой тракт должен быть цифровым. Аналоговый сигнал очень капризен к трассировке платы, качеству сборки и требует настройки на специальном оборудовании. Цировой же сигнал наоборот, практически не требователен к трассировке, спокойно относится к «кривым рукам». Bluetooth модуль должен быть подключен только по цифровому каналу.
- Обязательно нужен DSP процессор. Получить мощный звук в компактном корпусе очень сложно. DSP процессор позволит расширить акустический диапазон акустики, особенно в области низких частот. Дополнительно, новейшие разработки в этой области, сделают процесс настройки очень простым, а звук качественным на любом уровне громкости.
- В домашних условиях очень сложно сделать качественный, красивый корпус. На помощь приходит 3D печать. Качество 3D печати на домашних принтерах сейчас очень высоко. Современные пластики позволяют получить прочный, стильный корпус. Самостоятельная разработка модели позволяет учесть все особенности расположения компонент и обеспечить быстрый доступ к ним.
- Динамики — сердце нашей системы. Только брендовые компоненты позволят получить натуральный мощный звук. Обязательно использование 2 динамиков: Широкополосный — НЧ и СЧ диапазона и ВЧ динамик. Также для малого корпуса просто необходим пассивный динамик. Динамики обязательно должны иметь паспорт и документацию, график АЧХ, без этого сложно будет произвести их точную настройку без специального оборудования, а его как правило дома нет.
- Вся переносная акустика работает на аккумуляторах, поэтому экономичность и эффективность энергопотрбления всех компонент не на последнем месте. В следствие этого усилитель должен быть D-класса с максмимально высоким кпд. Большую часть времени вы будете слушать акустику на среднем уровне громкости — именно в этом режиме колонка должна работать очень долго. Для получения мощного звука нужен большой ток, а значит нужны высокомощные литиевые аккумуляторы.
Схема модулей колонки
Набросал схему модулей колонки.
Динамики и bluetooth модуль
Лучшие динамики, которые удалось найти — это AURA NS3-193 и хейлы Dayton Audio AMT Mini-8. Звучат они великолепно. Бас, который они выдают очень хорош!
Bluetooth модуль на базе чипа CSRA64215. Все очень не плохо. Цифровой выход. Поддержка apt-X. Отличное качество связи. Готовый к использованию.
Корпус
Основная головная боль оказалась с корпусом. Финальный вариант сделал на 3D принтере. Долго не решался, думал — все развалится сразу же. Но в итоге проведя ряд тестов, я понял, что все очень и очень прочно. Вот как выглядит 3D модель корпуса.
Настройка DSP процессора
TI мне очень нравится как производитель микросхем. Я считаю, что у них самая лучшая документация на производимую продукцию. К усилителю идет подробнейшая документация и рекомендации по пассивным компонентам, а также по настройке DSP процессора. Микросхему я покупал у самого TI на их сайте. После получения микросхемы у них можно запросить софт для ее настройки. Они дают доступ на 3 года на получение обновлений софта, а так пользоваться им можно безлимитно. Настроек не много, а очень много. Все не буду описывать, вот те которые использовал в колонке.
SMART BASS. Это умная настройка баса. Необходимо внести в софт параметры Тиля-Смоля на динамик и указать частоту баса, которая нам нужна. Остальное все будет настроено автоматически. Я сделал в итоге настройку на 60 Гц (-3Дб). Сами динамики без DSP процессора в маленьком корпусе выдают около 80Гц (-3Дб), чтобы добиться 60 Гц, нужно усиление около 10Дб. Конечно вы скажите, что тут все не сложно, много где есть эквалайзеры, но основная проблема, которую отлично решает выбранный усилитель — динамическое усиление. С увеличением громкости усиление должно уменьшаться, иначе динамик будет перегружен. Но и это еще не все, микросхема расчитывает критические параметры динамика — ход головки и нагрев катушки. Усиление в итоге подстраивается под композицию так, чтобы не превысить критические показатели и не ухудшить звук.
Моно бас. В компактном корпусе технически сложно разделить объемы динамиков. Если этого не сделать, то на низких частотах, в случае если в композиции есть стерео эфекты в области баса, может быть наложение звуковых волн и сильное падение громкости. Чтобы этого избежать процессор автоматически в области баса композицию делает моно.
Расширение стерео зоны. В компактном корпусе ВЧ динамики находятся слишком близко друг к другу. Процессор расширяет стереобазу.
Согласовать динамики ВЧ и СЧ по звуковому давлению (громкости) очень сложно за счет пассивных компонент. А вот за счет эквалайзера — легко.
DSP процессор получает твердую пять!
Микроконтроллер — цветомузыка и всякая мишура
Для управления усилителем нужен микроконтроллер. Я сразу взял мощный МК с функциями DSP и float модулем — STM32F446. Он управляет всеми режимами:
- управление усилителем
- управление процессами зарядки аккумуляторах
- оцифровка аналогового звука с FM модуля
- mp3 плейер и обслуживание встроенной sd карты
- управление цветомузыкой
- управление FM модулем
- управление режимом powerbank
- работа как аудиоустройство от компьютера
В качестве цветомузыки используются 90 светодиодов RGB. Управление идет по SPI. Скажу только, что получилось очень классно. Эфекты оценили все, кто видел колонку.
Зачем вообще все это делать самому — купил и все
Проект получился отличный. На одноименном сайте можно найти больше информации. Самодельная колонка позволяет получить нужные функции, взять любые динамики, настроить звук под свои критерии. И самое главное реализовать свой творческий потенциал.
Я полностью доволен данным устройством. Колонка заняла достойное место у меня на рабочем столе. Постоянно беру ее с собой на прогулки, в походы, в гости. Каждый раз слушаю и удивляюсь качеству звука. Цветомузыка украшает звук.
- Программирование микроконтроллеров
- Гаджеты
- DIY или Сделай сам
- Звук
- Электроника для начинающих