Что нужно для создания колонок

Как сделать колонки самому

На сегодняшнем рынке акустической техники представлено множество звуковых систем – они могут быть разного типа, мощности и дизайна, подобрать можно колонки на любой вкус и под любые потребности. Однако не всегда покупные колонки являются идеальным вариантом. Многим хочется попробовать сделать акустические устройства своими руками – от осознания того, что это не продукт с китайского завода, а нечто, созданное собственными силами, колонки даже станут субъективно лучше звучать.

Конечно, купить колонки гораздо проще и, вероятно, дешевле. Но собрать свои собственные колонки не так уж трудно. Сложность процесса зависит от нескольких факторов:

• Какие колонки вам нужны. Хочется ли собрать полноценную многоканальную систему или простую стереопару, мощными они должны быть или не очень, широкополосными или многополосными. От всего этого зависит, в первую очередь, сложность расчетов, а затем уже – сложность сборки.
• Количество имеющихся деталей. Масштаб проекта может быть разным – кто-то собирает только корпус, а электрические детали покупает в готовом виде, а кто-то самостоятельно делает даже контролирующую микросхему (кроссовер) и усилитель. Единственное, что во всех случаях покупается – это динамические излучатели, поскольку собрать их вне заводских условий практически невозможно.
• Опыт и навыки. Главное, что нужно иметь – прямые руки, способные на достойном уровне заниматься деревообработкой, поскольку в случае сборки колонок своими руками именно от качества изготовления корпуса зависит итоговое качество акустической системы.

Если вы уверены, что готовы самостоятельно собрать колонки, нужно заготовить инструменты и материалы, и можно приступать. Оставим в стороне вопрос о том, какого типа будет итоговая акустическая система – это не важно, общие принципы сборки аналогичны независимо от того, собираются ли маленькие фронтальные колонки или огромная и мощная система 5.1. Отличаться будет, в принципе, только объем работ и количество расчетов.

Проектирование колонок

Прежде, чем приступать к изготовлению акустических устройств своими руками, нужно разобраться, из чего и в каком виде они могут быть сделаны. В первую очередь следует узнать, каким может быть корпус колонки.

Качества корпуса играет огромную роль в придании звуку чистоты и громкости. Если коробка будет собрана с грубыми конструктивными ошибками, последствия могут быть самыми разными – от простого ухудшения качества звука (например, он будет слишком глухим) до полной неработоспособности колонки. Не стоит волноваться раньше времени – точно все рассчитав, все получится на весьма достойном времени. Если какие-то огрехи и будут, вряд ли их можно будет определить невооруженным ухом. Стоит также помнить, что в работе с деревом дециметр погрешности – не погрешность, так что незначительные ошибки вполне простительны.

Первое, что нужно выбрать – это форма будущих колонок. Она может быть практически любой, но для самостоятельной работы лучше всего выбрать традиционную прямоугольную форму. Если планируется изготовление не широкополосной колонки, а сабвуфера, то форма должна быть кубической. Учтите также, что при изготовлении низкочастотной колонки требуются максимально точные расчеты объема колонки, а также фазоинвертора, иначе басы будут воспроизводиться недостаточно качественно, что сведет смысл работы на нет.

Размеры колонки могут быть также разными. Если будет использоваться большой набор динамиков – вплоть до трех среднечастотных, одного высокочастотного твиттера и низкочастотного сабвуфера – колонка, разумеется, должна быть высокой. При этом она может быть узкой – объема вполне хватит для качественного звучания. В целом, о расчете объема можно сказать много – но все особо точные расчеты не имеют особого смысла, если вы не обладаете ушами, способными улавливать малейшие отклонения амплитуды звука от идеально прямой линии. Так что достаточно приблизительно подсчитать необходимый объем, исходя из диаметра и мощности динамического излучателя. Если колонка многополосная, за основу берется низкочастотный громкоговоритель.

Один из важнейших моментов – правильный выбор материала. Стенки корпуса колонки могут быть сделаны из разных видов материала, главное, чтобы он отвечал трем требованиям:

• жесткость – чтобы стенки не гнулись под действием вибрации динамиков;
• легкость;
• доступная цена.

Лучше всего подходит древесно-стружечная плита средней плотности, или МДФ. Цельное дерево не подойдет по той причине, что оно слишком гибкое и создает эффект резонанса. Кроме того, колонка не является абсолютно статичным объектом – при работе в ней всегда происходят незаметные невооруженным глазом колебания и подобные движения, из-за чего непрессованная древесина сравнительно быстро рассыхается и приходит в негодность. Одна из немногих пород дерева, которая может быть использована для производства колонки своими руками – это эбен, или черное дерево, которое является самым твердым из всех сортов древесины, а также идеально полируется. Однако, черное дерево весьма дорогое, поэтому в большинстве случаев не подойдет – все-таки одной из целей самостоятельной работы является экономичность.

Еще один возможный вариант материала – многослойная фанера. Ее легко обрабатывать, а после сборки корпуса можно отделать любым декором – например, натуральным шпоном. Единственный ее минус – не самая высокая жесткость, так что для большей прочности конструкции придется дополнительно выпиливать ребра, которые будут помещены внутрь короба.

Кроме описанных материалов возможно использование ГВЛ или ЦСП – они сами по себе обладают неплохими показателями звукоизоляции, что позволяет несколько сэкономить на защитном материале. Однако они имеют высокую массу и весьма непросты в обработке. Пластик и вовсе использовать не рекомендуется – оставим полимеры заводским производителям. Таким образом, лучше всего остановить выбор на ДСП, особенно ламинированной – она и по свойствам лучше, и выглядит неплохо, имитируя практически любой материал – например, то же черное дерево.

В итоге колонка должна иметь следующие качества:

• Ровную амплитудно-частотную характеристику – этот параметр отражает качество звука, поскольку представляет собой разницу между получаемым электрическим сигналом и выдаваемыми звуковыми волнами. Именно на получение идеальной АЧХ должны быть направлены все усилия при изготовлении самодельной колонки. На качество АЧХ влияет множество факторов – это и правильность расположения деталей колонки внутри корпуса, и качество использованных материалов, и даже окружающая среда.
• Достойный КПД. Поскольку в динамике электрический сигнал преобразуется в механические движения диффузора – колебания его мембраны, которые и создают звук – коэффициент полезного действия всегда получается весьма низким. Нужно постараться поднять его как можно выше. Помочь в этом сможет правильный подбор деталей.
• Субъективное качество звука – колонку должно быть приятно слушать, потому что пользоваться ею будет не прибор для измерения характеристик звука, а вы сами.
• Симпатичный дизайн – чем привлекательнее выглядит колонка, тем приятнее будет пользование ею.

Полностью подготовившись к работе и начертив примерный проект колонки, можно приступать к изготовлению колонки своими руками.

Технология создания акустического устройства

Один из главных принципов, которым нужно руководствоваться при работе – аккуратность. Нужно максимально внимательно производить все замеры, прежде чем приступать к выпиливанию деталей, а перед их скреплением необходимо все примерять друг к другу.

Этапы изготовления колонки таковы:

1. На заготовленных листах ДСП расчерчиваются стенки будущего корпуса. На стенках нужно разметить места для установки динамиков – отверстия должны быть круглыми и идеально подходить под размеры излучателей, чтобы в итоге не было никаких щелей.
2. Детали выпиливаются. Если доска лакированная, лучше пилить ее отделанной стороной вверх, чтобы не повредить декоративное покрытие.
3. Как скрепить стенки колонки? Можно воспользоваться двумя способами: либо использовать клей или эпоксидную смолу, либо просто скрутить шурупами. В первом случае нужно делать все очень осторожно, чтобы колонку не перекосило. Для прижатия смазанных клеем деталей друг к другу можно воспользоваться системой тисков. Скреплять стенки тонкими шурупами также нужно аккуратно, чтобы они вошли под идеально прямым углом.
4. Корпус должен быть герметичным, поэтому, если стыки стенок недостаточно плотные, щели нужно заполнить войлоком, пропитанным клеем. Если задняя панель будет съемной, по ее краю нужно наклеить полимерный или резиновый уплотнитель.
5. Если короб будет закрытым, вместо обивки стенок звукоизоляцией вату или поролон можно засыпать прямо так, заполнив им весь объем колонки. Главное, чтобы он не соприкасался с задней поверхностью диффузора. Кроме того, должен быть сформирован канал от излучателя до фазоинвертора.
6. Не обязательно производить расчеты длины фазоинвертора – она прекрасно подбирается опытным путем. Диаметр же подсчитать легко – например, для динамика диаметром более 100 мм отлично подойдет труба шириной 5 см. Длина же определяется следующим образом – берутся две самодельные трубки из картона и вставляются друг в друга, а затем размещаются в отверстии, предназначенном для фазоинвертора. Затем колонку нужно включить и двигать трубки относительно друг друга до тех пор, пока поток воздуха из отверстия не станет наиболее активным.
7. Когда корпус будет собран, останется только разместить в нем динамики и усилитель. Излучатели подключаются либо последовательно, либо параллельно в зависимости от требуемых характеристик колонки.

При соблюдении технологии у вас, несомненно, получится весьма качественная колонка.

Создание колонок своими руками: видео

Источник

Как сделать самому классную портативную акустику?

А зачем делать самому? Все же продаётся! — Спросите Вы меня.
Во-первых, это реализация своего творческого потенциала. Сделать собственный проект это занимательно, интересно и позволяет унять желание сделать что-то своими руками.
Во-вторых, крупноблочный DIY проект это не очень сложно, но позволяет получить изделие с уникальными характеристиками и авторским дизайном.
И, наконец, DIY проект портативной акустики может стать необычным, но полезным подарком.
Я сделал более двух десятков различных типов колонок, хочу поделится своим опытом.

Содержание

Пройдемся по каждому этапу изготовления DIY портативной акустики.

Выбор концепции и дизайна акустики

Сначала надо определится с размерным классом будущего изделия. Условно разделим портативную акустику на три класса: микро, мини и макси.

Микро — портативная акустика ближнего поля, формата небольшого радиоприемника. Такую даже можно сделать моно, все равно размер не даст получить нормальный стереозвук.
Мини — типовой формат, китайские покупные колонки как раз такого размера. Там обычно пара динамиков и пассивный излучатель.
И, наконец-то, макси формат. Размер на грани портативного. Для вечеринок большой компанией. Формат аудио чаще всего 2.1 (стерео с отдельным низкочастотным каналом).

Дизайн вещь индивидуальная! Тут есть место полету фантазии. Совет: необходим эскиз/чертеж/трехмерная модель будущего изделия, что бы прикинуть компоновку узлов и не ошибиться в размерах.

Выбор типа корпуса

Пожалуй, самая видовая и занимательная часть акустики — это корпус.
Рассмотрим несколько «рецептов» изготовления корпуса для DIY портативной акустики.

• Фанера
• Готовые «доноры»
• Корпуса для РЭА
• Профили
• 3D печать и формовка

Фанера

Самый простой в обработке и легкодоступный материал — фанера. Как вариант: деревянный массив, ДСП или МДФ.

Минусы — это тяжесть и дополнительные работы по влагостойкости.

Кроме фанеры можно использовать текстолит (клеить эпоксидкой) и картон. Последний неплохо пропитать горячим лаком.

Вот мои поделки — под ретро радио из стеклотектолита и вариант корпуса из пропитанной картонной трубы:

Готовые «доноры»

Донором для портативной акустики может служить:

• Чемоданы
• Ящики для инструмента
• Канистры
• Аптечки
• Кашпо
• Кейсы от коньяка
• И экзотические варианты, например, патронный ящик от пулемёта.

Рассмотрим как реализовывали это различные авторы:

Корпуса для РЭА

Можно использовать корпуса для РЭА. Это удобно: широкий выбор размеров, доступность. Корпуса чаще всего герметичные (с резиновым уплотнением).

Корпуса для РЭА есть пластиковые (чаще), алюминиевые (дороже) и комбинированные.

Пластиковые корпуса очень легко обрабатывать «на коленке». Нужен гравер, перьевое сверло, напильник.

При приложении рук получается вполне нарядно:

С алюминием, конечно, чуть сложнее, но не забываем при обработке добавлять смазку, хотя бы банальный WD-40.

Из алюминиевых корпусов мне очень понравился такой с торцевыми пластиковыми крышками (я купил):

Профили

В строительных супермаркетах сейчас продают много различных замкнутых профилей, как пластиковых для вентиляции и канализации, так и алюминиевых. Из них коже можно сделать корпус колонки, главное придумать и обыграть как сделать герметичные торцы.

Пластиковые корпуса нужно усиливать ребрами жесткости.

Вот мой мой пример корпуса из профиля:

3D печать и формовка

Повальное распространение 3D принтеров, печатающих пластиком, серьезно упростило жизнь самодельщикам. Теперь небольшие корпуса или элементы конструктива можно печатать из пластика. Без проблем можно реализовать сложные формы, вроде, лабиринтов.

Формовка — подразумевает собой классический приём: каркас, стеклоткань и эпоксидная смола. На финише шпатлёвка, шлифовка и окраска. Таким образом можно получить корпус весьма замысловатой формы.

Подбор динамиков и акустического оформления

Помните про размерный класс? Так вот, и динамики можно соотнести так же.

• Микро — размер 3″ Там уже может быть использованы и две полосы, а так же сабвуферный басовый канал.

Для размера «мини» и «макси» желательно измерить параметры Тиля — Смолла для точного расчета объема и выбора акустического оформления. Я использую ПО bassbox 6 pro. Это позволит получить максимальную отдачу динамика на низких частотах.

Основные акустические оформления для портативной акустики:

1. Закрытый ящик. Самый простой вариант, меньше риск ошибиться.
2. Фазоинвертор. Тяжело настраивать без параметров динамика. В маленьких корпусах тяжело реализуем.
3. Пассивный излучатель. Самый распространенный в портативных решениях вариант. Площадь излучателя должна быть больше или примерно равна площади динамика, а настройку рабочей частоты можно подкорректировать добавочной массой.

Но все это тема сложная и требующая отдельной статьи. Для портативной акустики можно опираться на данные производителя и от них выбирать объем оформления. А тип оформления рекомендую использовать пассивный излучатель, на нем сейчас 99% такой акустики и сделано.

Пожелания к динамикам для портативной акустики:

• Желательно неодимовый магнит (мощнее, компактнее, эффективнее)
• Желательно диффузор с защитой от влажности (пластик, полимер)
• Резиновый широкий подвес (прочнее, долговечнее, больше ход динамика, глубже бас)
• Лучше брать динамики 4 Ом, чем 8, так как усилитель выдаст на такую нагрузку больше мощности

Для защиты от внешних воздействий рекомендуется использовать защитные сетки (грили). Продаются они на Алиэкспресс любых размеров, состоят из пластикового фланца и мелкоячеистой металлической сетки.

Подборка предпочтительных моделей динамиков приведена в конце статьи.

Подбор усилителя

Основные пожелания к усилителю мощности в портативную акустику:

• Высокий КПД, малое потребление от батареи (а это class D)
• Компактный размер
• Однополярное питание под аккумуляторы
• Запас по искажениям и мощности
• Способность работать в замкнутом пространстве без массивных радиаторов

Не малое значение в выборе имеет напряжение аккумулятора модели, от него и смотрим усилитель с максимальной эффективностью. В компактном устройстве надо стремится к максимальной отдаче и энергоэффективности.

Соответственно для размерных классов напряжения для питания усилителя:

Подборка предпочтительных моделей плат усилителей приведена в конце статьи.

Подбор источника сигнала

Тут нужно отталкиваться от своих предпочтений и что будет наиболее востребовано.

Просто линейный вход на усилитель, если нужно проводное подключение. Если источником будет только смартфон/планшет по Bluetooth или WiFi, то плата приемника беспроводного сигнала.

Если нужна универсальность (Bluetooth/FM радио/USB/карта SD и пульт ДУ) — то лучше выбрать mp3-модуль с нужным функционалом и подходящего размера.

Есть еще интересный современный вариант источника от Arylic — Up2Stream Mini V3 плата с поддержкой стриминговых сервисов и интернет радио. Входы: WiFi, Bluetooth 5.0 и линейный вход. Питание 5 В, размеры 55х45х12 мм. Управляется с мобильного приложения.

Рекомендую для крупных проектов использовать толковый MP3/FLAC-модуль TDM 157. Я делал на него подробный обзор.

Подборка остальных предпочтительных mp3-модулей приведена в конце статьи.

Выбор аккумулятора

Для носимой техники предпочтительнее литиевые аккумуляторы, чаще всего в форм-факторе цилиндров или плоских пакетов.

У многих есть в использовании аккумуляторы популярного формата 18650, можно их и применить.

Помимо аккумуляторов нужна плата зарядки, защиты и балансировки и желательно кейс (холдер) или рамки для набора нужной батареи.

Для крупных колонок зарядное устройство можно разместить внутри, а для зарядки использовать сетевой кабель.

Для морозостойкого исполнения бумбокса можно применить аккумуляторы формата LiFePO4.

Сборка изделия

Советы для финальной сборки портативной акустики:

• Корпус акустики должен быть герметичен, щелей и лишних отверстий быть не должно.
• В большом корпусе лучше разделить левый канал от правого перегородкой.
• Динамики нужно стараться поставить дальше друг от друга.
• Разборная конструкция практичнее склеенной.
• Ручка или петелька для переноски добавят удобства использования.
• Пайка проводов лучше чем скрутка, разъемы практичнее.

И еще важный момент, для развязки земляной петли (фона) при питании от одного аккумулятора и источника и усилителя, нужно запитать источник сигнала через преобразователь B1212. Это компактный DC-DC преобразователь 12 В, с гальванической развязкой и выходной мощностью 1 Вт. Фона гарантированно не будет.

Можно добавить «красоты» изделию:

• Часы
• Кнопку с подсветкой
• Кольцевую RGB подсветку
• Светодиодный фонарик
• Стрелочный или цифровой индикатор уровня

Для наглядности и контроля батареи рекомендую поставить индикатор заряда аккумуляторов:

Если что-то не вместилось при компоновке, всегда можно навесить доп. оборудование в отдельном кейсе снаружи конструкции:

Заключение

Нельзя объять необъятное ©

В комментариях предлагайте свои идеи и делитесь своими конструкциями портативных колонок.

Спасибо за внимание. Творческих успехов и удачных конструкций!

Источник