Сделать маленькую колонку самому

Изготовление портативной колонки своими руками

Звукоизвлечение и его качество стали неотъемлемой частью эксплуатации современных устройств: телевизоров, компьютеров, смартфонов и др. Встроенные в них динамики не дают должного качества звука: то низкие, то высокие частоты оказываются в дисбалансе общего фона. В таком случае дополнительную акустическую систему можно купить в магазине или узнать, как сделать колонку самостоятельно в домашних условиях.

Коротко об устройстве акустики

Первые устройства для извлечения звука были простыми: граммофонные пластинки прослушивали через раструбы или слюдяные мембраны. Качество такого звучания можно услышать в старинных фильмах: на фоне высоких частот, шума, треска и шороха иглы. Следующим этапом развития звукопередающей аппаратуры стало появление динамика (электродинамического излучателя с коническим диффузором) — он был изобретен в 1924 г.

Для изготовления качественной акустики в нее включают не только динамики, которые лучше передают высокие частоты, но и массивные сабвуферы — для низких. Минимальное количество излучателей в нормальной колонке — 2 шт. Акустическая музыкальная система более высокого класса содержит до 6 шт. и 1 сабвуфер. Современные АС, работающие в режиме «монозвук» практически не выпускаются. Исключение составляют варианты акустики военного и федерального назначения.

На смену «Моно» пришли:

1. «Стерео». Этот режим обеспечивается двумя каналами, которые содержат весь спектр частот.
2. «Звук вокруг». У АС в наличии большее количество каналов (4 и выше), которые создают эффект объемного звучания.

Определение размеров

Они играют важную роль для надлежащего исполнения изделия.

На линейные параметры влияют:

• диаметр используемых динамиков (измеряется до края гофрированной обводки);
• количество динамических излучателей (среднечастотных, сабвуферов и пищалок);
• специфика применения АС (для квартиры, большой аудитории, на свежем воздухе и т.п.) и др.

Размеры колонки с одним набором излучателей могут быть разными. Если будут использоваться 5-6 шт. (3-4 среднечастотных, 1 высокочастотный твиттер и сабвуфер), колонка должна иметь вертикальную ориентацию. Но существуют частные случаи, когда лучше ее выполнить в горизонтальной развертке. Главным определяющим фактором является общий объем внутреннего пространства фазоинвертора для всех вариантов с одинаковым набором излучателей.

Классическая колонка представляет собой корпус, выполненный из материала, обладающего определенной степенью звукопоглощения.

Стандартные формы колонок:

С внутренней стороны внешней панели монтируются динамики (выходом раструба наружу). Для правильной звукопередачи корпус колонки должен иметь объем, сопоставимый с размерами динамиков и их мощностью. Для его расчета существуют различные варианты: от сложных, многоступенчатых формул до стандартных табличных значений.

Если новичок в радиоделе решит самостоятельно изготовить колонку, ему можно использовать параметры изделия из соответствующих таблиц.

Пример таблицы для расчета несложных фазоинверторов на 1 или 2 динамических излучателя:

№	Диаметр динамика без гофры (в см) и количество (в шт.)	Объем корпуса (внутренний), в см³
1.	10	12500
2.	12	18000
3.	13	21125
4.	16	32000
5.	2 по 10	25000
6.	2 по 12	36000
7.	2 по 13	42250
8.	1 на 12 и 1 на 10	30500
9.	2 по 16	64000

Разработчики таблицы указывают на приближенность значений. При изготовлении возможно немного (до 5-8 %) отступать от них в одну или другую сторону.

Пример расчета линейных размеров колонки с 2 динамиками 13 см в диаметре при их горизонтальном расположении (один над вторым):

1. Расстояние между излучателями (от краев): 8 см.
2. Расстояние от внешних ободков до кромки лицевой панели: 8 см.
3. Ширина: 13+8+8=29 см.
4. Высота: 8+13+8+13+8=50 см.
5. Вычисляется площадь панели: 29х50=1450 см².
6. Узнаем глубину корпуса. Табличный показатель объема делим на площадь лицевой панели: 42250:1450=29 см.

Подобным способом рассчитываются размеры для сабвуферных колонок и конусных инверторов.

Выбор материалов для изготовления

Этот фактор прямо влияет на качество излучаемого звука. Подбираемый материал должен соответствовать ряду требований и обладать специфическими свойствами.

Основные из них:

1. Низкое звукопоглощение. Материалы с «рыхлой» поверхностью (ДВП, мягкая древесина и др.) будут активно поглощать высокие частоты, что приведет к глухости звука.
2. Умеренная жесткость. При полной громкости звука устройство не должно подвергаться деформации. Исключаются мягкие пластики, тонкая фанера и т.п.
3. Легкость. Для переносной блютуз-колонки это важный фактор.
4. Простота в обработке. Для тех, кто решил изготовить колонку своими руками в домашних условиях, этот фактор необходимо учитывать при подборе инструмента.
5. Доступная цена. Например, применение черного дерева обеспечивает качественное звучание, но оно дорогое. Если новичок с нуля начинает осваивать радиодело, то ему желательно искать бюджетные материалы.

Акустики-практики рекомендуют остановить свой выбор:

• на ДСП (древесно-стружечной плите средней плотности);
• на МДФ (мелкодисперсной фракции средней плотности).

Что понадобится

Для выполнения монтажа самодельной колонки на 2 среднечастотных динамических излучателях понадобится ряд расходных материалов и инструментов.

1. Динамики. Подбираются по требуемым параметрам: извлекаемый частотный диапазон, выходная мощность.
2. Декоративные решетки для излучателей. Их можно приобрести или изготовить самостоятельно.
3. Усилитель. Рекомендуется класса D с выходной мощностью на 2 канала до 50 Вт.
4. Цифровой или светодиодный вольтметр. Он позволяет контролировать уровень заряда аккумулятора при автономной эксплуатации устройства.
5. Регулятор громкости. Подойдет любой стандартный для устройств подобного типа.
6. Можно дополнить конструкцию дополнительным аудиовходом.
7. Гнездо и модуль зарядки. Рекомендуется брать на 14 В.
8. Переключатель и разъем питания. Подойдут любые стандартные для устройств подобного типа.
9. Аккумуляторные батареи — 3 шт. х 1,5 В. Необходимо ставить образцы проверенного бренда с одинаковым уровнем заряда.
10. Блютуз-устройство. Рекомендуется использовать беспроводное. Если проводное, то к нему нужна еще плата питания.

1. ДСП. Площадь заготовки берется с запасом 10% от расчетной.
2. Мебельные саморезные стяжки. Количество берется из расчета 2-3 шт. на одну грань. Для прямоугольного корпуса понадобится максимум 24 шт.
3. Шурупы или крепления для задней панели, если она съемная. Количество из расчета 2-3 шт. на грань.
4. Клей ПВА. Он используется для смазывания скрепляемых поверхностей.

• ножовка по дереву;
• дрель с насадками и сверлами;
• лобзик по дереву;
• слесарный нож;
• отвертка или шуруповерт;
• кисточка для клея;
• наждачная бумага;
• паяльник.

Пошаговая инструкция

Для изготовления колонки необходимо подготовить рабочее место. Оно должно соответствовать основным требованиям техники безопасности:

1. Иметь рекомендуемые ГОСТом и ТУ освещенность и проветриваемость.
2. Поблизости должны отсутствовать легковозгораемые предметы и жидкости.
3. Желательно иметь на месте сборки и тестирования изделия провод заземления.

На момент начала работ необходимо сделать все расчеты и выполнить схемы и чертежи.

Сборка корпуса

1. На листе ДСП вычерчиваются детали колонки. Дается припуск к полученным расчетным данным на толщину материала.
2. Детали выпиливаются ножовкой.
3. На лицевой панели размечается место для установки динамиков. Предполагаемые отверстия обрисовывают циркулем или обводят по шаблону. Они должны быть круглыми и точно подходить под размеры излучателей.
4. Отверстия под излучатели выпиливаются ручным лобзиком (или подобным электроустройством). Внешние края тщательно зачищаются наждачной бумагой.
5. Производится сборка верхней, боковых и нижней панелей. Места соединения намазываются клеем ПВА, завинчиваются по 2-3 самореза на каждом соединении. Они должны вкручиваться под прямым углом.
6. Корпус должен быть герметичным, поэтому склеивающим веществом нужно промазать все швы после завинчивания шурупов.
7. Если заднюю стенку планируется сделать съемной, то по ее периметру нужно наклеить уплотнитель.
8. На переднюю панель монтируются излучатели с внутренней стороны и декоративные решетки сверху. Смонтированная панель устанавливается на свое место по аналогии со сборкой каркаса (клей+саморезы).

Включатель и разъем питания

Они подключаются методом припаивания к кейсу батарей вместе с платой защиты.

Чтобы все было сделано правильно, необходимо соблюсти ряд условий при установки разъема питания:

1. Правый контакт можно отогнуть или удалить.
2. Средний является положительным.
3. Левый должен идти к заземлению.
4. Следует в разъем вставить включенное зарядное устройство и мультиметром проверить напряжение. Это позволит убедиться в правильной полярности контактов разъема.
5. Затем происходит его впайка в цепь защиты.

Подключение к блютуз-модулю

Питание на него подается через выключатель. Так как колонка единственная, стереозвук на модуле сводится в один канал. В этом случае в цепь необходимо вставлять резисторы (по одному на канал). Если подключать один провод, то резистор не нужен. Управление звуком будет осуществляться с передающего устройства (смартфона, планшета и т.п.).

При припайке блютузного модуля нужно использовать тонкий паяльник, т. к. его разъемы небольших размеров. Провод желательно брать из интернет-кабеля.

Подсоединение аккумулятора

Есть различные варианты использования автономных источников питания, но один из более простых и надежных — это применение недорогих аккумуляторных батарей.

Плата защиты используется для предотвращения форсмажорных обстоятельств:

• короткого замыкания;
• перезаряда;
• чрезмерного разряда и др.

Эта плата является обязательным элементом при использовании литий-ионных батарей.

Для удобства сборки и эксплуатации аккумуляторного блока батареи (3 шт.) следует поместить в кейс.

Проверка состояния

Перед креплением собранной схемы в корпусе фазоинвертора необходимо провести проверку ее работоспособности.

1. Для этого следует вставить в кейс батарейки и нажать на выключатель.
2. При этом блютуз-модуль должен издать характерный писк, свидетельствующий о его подключении.
3. После звукового сигнала проводится сопряжение модуля со смартфоном.
4. Если все сделано верно, можно включать музыку.

После положительной проверки устройства осуществляется крепление собранной схемы в корпусе колонки.

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