Как сделать акустическую систему. Активная компьютерная колонка своими руками. Процесс сборки DIY колонок для компьютера

Приветствую читателей «Датагора»! Хочу рассказать вам о создании акустической системы с применением технологии 3D-печати. С помощью 3D-принтера мне удалось построить необычную акустическую систему в форме шара, а также решить ряд дополнительных задач, возникающих при изготовлении акустики.
Хочу заметить, что я вовсе не пропагандирую применение пластмассы в качестве основного материала для построения АС.

Ещё со студенческих времён была у меня мечта - сделать колонки в форме шаров. Но доступные в те времена для меня методы создания корпуса нестандартной формы никак не вдохновляли меня. И вот, спустя много лет, я обзавелся 3D-принтером.

Теперь привожу мой перевод статьи Троэлса (Troels Gravesen) про «худшую в мире купольную пищалку Philips AD 0160». Думаю, советские, да и многие современные пищалки ему не попадались.
Скорее всего, мало у кого найдется именно эта пищалка (tweeter, не путать с Twitter-ом), но исследования Троэлса пригодятся самодельщикам для оценки качества и правильного использования пищалок.

С уважением, Сергей

Я вам покажу на реальном примере, что можно сделать со старыми колонками, а именно с их динамиками, чтобы получить улучшенное звучание.

Качество воспроизведения звука в автомобиле всецело зависит от расположения устройства в салоне. Также необходимо учесть все технические параметры и показатель резонанса “коробок”. Корпус устройства воспроизведения звука, который должен использоваться в конкретном случае, в идеале выполняется из подходящих материалов, способных обеспечить необходимый резонанс. Именно по этой причине, самая продуктивная работа — это работа своими руками. Но как сделать колонки, если до этого никогда этим не занимался? Для полного понимания дела и поиска ответа на этот вопрос, необходимо разобраться во всех нюансах создания акустических устройств. Сегодня вы познакомитесь с информацией, которая поможет вам создать корпус собственноручно, что положительно скажется на бюджете и даст вам много полезного опыта.

Что важно для колонок?

Для начала стоит определиться с размерами аппаратуры. А для определения размеров следует выбрать место расположения:

• Самое популярное место — это багажник, потому что здесь достаточно пространства. Также в этом отсеке есть все условия для создания некого резонанса, что делает звучание немного иным.
• Вы можете провести монтаж и возле задних стекол, но тогда придется уменьшить размеры корпусов, поскольку большие устройства попросту не влезут.

Как сделать колонки своими руками в домашних условиях? Для этого необходимо поближе познакомиться с четырьмя этапами создания.

Измерения

Для определения размеров корпуса вам необходимо:

• Выбрать место.
• Оценить занимаемое пространство.
• Замерить отведенную площадь.

Важно! Если в качестве локации выбран багажник, то вполне достаточно и 30 сантиметров, а для расположения на задних сиденьях — не менее 15 сантиметров.

Из чего строим?

Для того чтобы собрать колонки, выбирать следует следующие материалы:

• ДСП. Найти такой материал будет очень легко, да и демократичный ценник вносит свой вклад. Основное достоинство ДСП — это неплохая отдача, что избавит автолюбителя от прослушивания искажений. Также вес конструкции из ДСП будет практически не ощутим.
• Эбонит. Твердые резиновые изделия смотрятся неплохо, но вот приглушенность звука немного расстраивает. К тому же, вам будет очень трудно отыскать кусок в форме прямоугольника.

Важно! Также некоторые покупатели жалуются на неприятный запах, но зато эбонит пламеустойчевей, в отличие от ДСП, поэтому КЗ (короткие замыкания) ему не страшны.

• Древесина. Можно использовать любое дерево в качестве корпуса, но матерые специалисты рекомендуют отдать предпочтение дубу или сосне, поскольку их структура хорошо сказывается на звучании. К тому же, никто не забывает и о внешнем виде, который в этом случае можно сделать очень привлекательным.

Важно! Деревянные конструкции можно покрыть слоем краски, что положительно скажется на эстетике вашего изобретения.

Приступаем к работе

Как сделать колонку в домашних условиях? Корпус — это самая важная составляющая, поэтому рассмотрим именно его создание.

Самый распространенный и удобный вариант выглядит вот так:

• При помощи ножовки заготавливаете будущие детали из выбранного материала.
• Выберите компоненты, на которые будут закрепляться динамики, и проделайте в центральной части отверстия.

Важно! Диаметр отверстий нужно выбирать так, чтобы он соответствовал диаметру нижней части устройства.

• Далее вырежьте маленькие кольца, которые закрепите на проделанных отверстиях. Это поможет хорошо зафиксировать динамик. Создайте такую форму, которая будет напоминать тарелку с выбитым дном. Приклейте эти кольца к готовым компонентам.
• Создайте еще несколько отверстий, только уже в форме треугольника. Сделать их нужно вокруг вышеупомянутых колец. Эти действия помогут достичь оптимального воспроизведения звука, при котором все волны будут проникать в корпус.
• Позаботьтесь о внутренней части конструкции и сделайте маленькие перегородки. Выберите такую длину, которая будет идентична длине корпуса. Эти детали понадобятся для фиксации фазоинвертора.
• Проделайте компактные порты, в которые позже нужно будет продеть клеммы.

Этап сборки

Для соединения корпуса воедино вам потребуется:

• Скрепить все детали, используя клей и саморезы.
• Наполнить конструкцию синтепоном.
• Расположить динамик на своем месте.

• Нанести на изобретение лак, для того чтобы защитить материал и придать приличный внешний вид.

Важно! Для покраски вы можете воспользоваться и специальной краской по дереву, а некоторые из компонентов можно вообще выполнить в любом другом цветовом решении.

Звуковые системы

На самом деле, не всегда требуется наличие колонок. Создать акустику в автомобиле можно и другим образом:

• Сделать пенные подиумы. Для этого нужно создать картонный шаблон и наложить его на то место, где предполагается наличие подиума.
• Вырезать прочное основание. В этом вам может помочь лист фанеры или арматура.
• Создать основание из двух колец. Радиус первого должен быть идентичен радиусу сетки, которая предназначена для защиты. Диаметр второго кольца нужно соблюсти в соответствии с размером колонки.
• Соединить кольца, используя саморезы.
• Сделать 6 брусков, для того чтобы воссоздать наклон. Все детали потребуется скрепить между собой при помощи клея.
• В конструкцию залить пену и оставить до полного высыхания.

Важно! Вместо листов фанеры можно взять части разной древесины. Для такой задачи стоит выбирать только сухие материалы, которые не имеют видимых дефектов и трещин. Всю конструкцию, в этом случае, также рекомендуется покрыть лакам, дабы придать ей надежности. Если вы преследуете большую эффективность, то закрепите все компоненты, используя 2 рейки.

Сборка колонки в домашних условиях - это не такая уж и сложная задача, как многие могли бы подумать. Обладая необходимыми материалами и информацией, можно не только получить хорошую и качественную колонку с чистым звуком, но и сэкономить приличную сумму денег.

Для начала потребуется купить или сделать самостоятельно усилитель звука.

Как сделать самодельный усилитель звука колонки

Это очень простой способ сборки усилителя звука. Такой усилитель сможет собрать абсолютно каждый без особых усилий.

Необходимые материалы

Коннектор для кроны;
Крона на 9 Вольт;
Динамик на 1 Ватт с сопротивлением 8 кОм;
Мини-джек на 3,5 мм;
Резистор на 10 кОм
Выключатель;
Микросхема LM386;
Конденсатор на 10 Вольт и 220 мкФ;
Паяльник.

Изготовление

Шаг 1

Расположить микросхему на столе. Чтобы не спутать стороны и правильно припаять к микросхеме все провода, нужно обратить внимание на ямку на одной из сторон микросхемы. Эту ямку нужно расположить от себя, как показано на изображении:

Шаг 3

Ко второму контакту выключателя необходимо припаять положительный контакт коннектора.

Шаг 4

Пятую "лапку" микросхемы нужно припаять к положительному контакту конденсатора.

Шаг 5

Оставшийся контакт конденсатора соединить с помощью паяльника и шнура к положительному контакту динамика.

Шаг 6

Сделав перемычку, как показано на картинке, нужно припаять отрицательный контакт динамика со 2 и 4 контактом микросхемы.

Шаг 7

К третьему контакту микросхемы припаять резистор.

Шаг 8

Разобрать мини-джек, соединить левый канал с правым и припаять к оставшемуся каналу резистора через проводок.

Шаг 9

"Минус" мини-джека соединить к "минусу" динамика с помощью провода и паяльника.

Шаг 10

Отрицательный провод коннектора припаять к отрицательному контакту динамика.

Шаг 11

Динамик для будущей колонки изготовлен! Теперь остается только протестировать. Если динамик не работает, тогда стоит пересмотреть предыдущие пункты для исправления ошибок.

Сборка колонки

Теперь приступаем к изготовлению самой колонки.

Необходимые материалы

Полипропиленовая труба, диаметр которой равен диаметру колонки или чуть больше;
DVD- или CD- диск;
Бормашина;
Термоклей;
Ножницы;
Сверло или шуруповерт с насадками для сверления;
Наждачная бумага;

Изготовление

Шаг 1

Обрезать трубу, оставив небольшую выпуклость под коннектор. Перед тем, как начать резать, нужно отметить на трубе эту выпуклость по размерам самого коннектора.

Шаг 2

Начертить круг на диске в центре, используя полипропиленовую трубку. Данный круг нужно вырезать ножницами и выровнять края бормашиной. Ножницами на диске сделать два небольших углубления недалеко друг от друга под провода.

Шаг 3

Вставить усилитель в трубку. При необходимости, аккуратно зафиксировать термоклеем с внутренней стороны.

Шаг 4

Высверлить над выпуклостью отверстие под выключатель, равную по размерам самому выключателю или немного меньше.

Шаг 5

Заранее нужно отпаять провода от выключателя, чтобы просунуть провода в это отверстие, а потом припаять их обратно. Затем вставить выключатель в отверстие. При необходимости зафиксировать термоклеем с внутренней стороны.

Высококачественные звуковые колонки для домашней звукоусилительной аппаратуры воспроизводят НЧ-сигналы с частотой 30-50 Гц, что соответствует длине звуковой волны 7-10 м. Чтобы эффективно излучать такие колебания, нужны динамические головки с большим диаметром диффузора (существуют экземпляры d 400 мм). Однако на практике чаще всего применяются «динамики» размером от 200 до 300 мм. Их собственная резонансная частота составляет 15-30 Гц.

Когда на головку подают звуковой сигнал, ее подвижная система колеблется, излучая в обе стороны одинаковые по силе, но противоположные по фазе звуковые колебания, которые имеют ненаправленный характер. Корпус «динамика» не в состоянии изолировать одну от другой области сжатия и разрежения воздуха. В результате в точке слушания звуковое давление имеет низкий уровень. Это явление известно в технике как акустическое короткое замыкание. Устраняют его, помещая акустический излучатель в закрытый ящик (рис. 1). (Символы на рисунках обозначают: а - ширину, Ь - глубину, с - высоту ящика, х - толщину материала, (1 - толщину планки). Часто в нем делают одно или даже несколько отверстий, располагая их в определенных местах корпуса (рис. 2). Такие отверстия называются фазоинвер-торами, или басрефлекторами. Их разновидность - пассивный излучатель (рис. 3), представляющий собой неподключенную динамическую головку. Расположение отверстий на передней панели корпуса звуковой колонки выбирают таким образом, чтобы обратное излучение совпадало с фронтальным, повышая тем самым низкочастотное звуковое давление.

Важное значение для акустических колонок имеют их размеры, форма и материалы, из которых они сделаны, внутренняя «начинка» и оформление лицевой панели. Тем самым корпус влияет на технические параметры установленной в нем динамической головки и прежде всего на повышение ее собственной резонансной частоты. Немаловажную роль здесь играют диаметр диффузора и «литраж» корпуса. С увеличением его объема и уменьшением размеров подвижной системы резонансная частота изменяется незначительно. Если же головку с большим диффузором установить в сравнительно небольшой ящик, резонансная частота заметно изменится - низкие частоты «срезаются», и в результате эффективный частотный диапазон колонки сужается. Иными словами, неправильно подобранный по объему корпус может ухудшить качество воспроизведения даже очень хорошей динамической головки.

Для эффективной отдачи головки на низких частотах болгарские радиолюбители рекомендуют выбирать объемы колонки, исходя из приведенных в таблице данных.

При использовании фазоинвертора также необходимо выполнять определенные требования. Отверстие под него должно быть расположено на расстоянии не менее 60-80 мм от НЧ-головки и в 40-50 мм от задней стенки корпуса. На таком же расстоянии от отверстия укладывают и звукопоглощающий материал. Лучше, если фазоинвертор расположен под НЧ-головкой.

Рекомендуемые размеры для фазоинверторов зависят от «литража» колонки и диаметра диффузора головки. Так, с головкой d 125 мм, установленной в корпусе с внутренним объемом В дм3, труба фазоинвертора имеет d 50 (46) мм и Ь=60 мм. Для громкоговорителя объемом 16 дм3, диаметр диффузора которого равен 160 мм, нужна труба d 50 мм и длиной 100 мм. Соответственно для головки d 200 мм при объеме У=30 дм3 размеры трубы составят d 75 мм, Ь = 100 мм. У громкоговорителя d 300 мм, при N4 = 60 дм3 труба должна иметь d 75 мм и Ь = = 220 мм.

Форма корпуса, как внутренняя, так и наружная, также влияет на частотную характеристику громкоговорителя. Наиболее приемлема - сферическая, а самая неподходящая - куб, когда динамическая головка расположена в геометрическом центре одной из его сторон. В цилиндрическом корпусе наиболее благоприятное расположение головки - поперечное (рис. 4а), а не продольное (рис 46), хотя крепить ее в последнем случае намного про це.

Если корпус имеет наиболее распространенную форму параллелепипеда, низкочастотный «динамик» лучше всего установить несимметрично относительно сторон отражательной доски (рис. 1).

Разновидность колонки в форме параллелепипеда показана на рисунке 5.

Хорошие акустические данные у громкоговорителя с корпусом в виде треугольной призмы (рис. 6) или усеченной пирамиды (рис 7, 8).

Для объема 5-10 дм3 и мощности «динамика» 6-10 Вт достаточна толщина стенок ящика 8-10 мм, а для V =» 40-60 дм3 и мощности 40-100 Вт - остальные - из фанеры или ДСП. Однако при больших габаритах корпуса и значительной мощности динамической головки в нем все же могут возникать нежелательные вибрации. Чтобы их избежать, стенки колонки стягивают деревянными рейками сечением 40 X40 мм или металлическими прутками d 6- 10 мм (рис. 10).

Фазоинверторы изготавливают из пластмассовых или металлических (например, дюралюминиевых) труб с толщиной стенок не менее 2 мм.

Минералы также применяют в качестве материала для постройки колонок. На первом месте стоит мрамор. Благодаря слоистой структуре он хорошо гасит звук, и поэтому в нем не возникают резонансные колебания. Мрамор легко обрабатывается, но как недостаток следует отметить, что он тяжел и хрупок.

Стенки корпуса соединяют между собой одним из способов, показанных на рисунке 11. Легче изготовить ящик со съемными передней и задней панелями.

Сначала вырезают боковые стенки. Перед сборкой к ним необходимо приклеить и затем прибить мелкими гвоздями ограничительные монтажные рейки размером 15X15 или 20X20 мм и длиной, указанной на рисунке 12.

Стенки корпуса склеивают клеем «Универсал» или С-200 и через каждые 15-20 мм вбивают тонкие гвозди для большей надежности крепления. Ящик будет еще крепче, если по его углам вклеить дополнительные бруски (рис. 13). Свободные места заливают эпоксидкой. По собранной таким образом обтяжке определяют размеры лицевой и задней панелей. Их изготавливают из дерева хвойных пород. Исходя из имеющихся динамических головок, намечают расположение отверстий под них (рис. 14).

Колонки часто украшают декоративными рамками из деревянных реек сечением 15×15 мм. Радиоткань натягивают на отражательную доску и закрепляют кнопками или мебельными гвоздями.

Внутренний объем колонки заполняют каким-нибудь звукопоглощающим материалом, например стекловатой. Количество ее определяют путем измерения резонансной частоты. Наполнение корпуса считается нормальным, если она снизилась на 10-12%. Опытным путем установлено, что для этого потребуется 30-40 г стекловаты или 10-15 г полиэстероновой ваты (ямболена) на 1 дм3. Можно использовать и ветошь. Звукопоглощающий материал помещают в чехол из плотной ткани.

Если размеры корпуса правильно выбраны и он тщательно уплотнен, то при аккуратном нажатии на диффузор низкочастотной головки ее подвижная система плавно возвращается в первоначальное положение. Отсутствие такого явления свидетельствует о наличии акустических потерь, снижающих звуковое давление на низких частотах на 1-2 дБ.

Изучите конструкцию акустической системы. Хотя основная технология особо не менялась с 1924 года, все это время аудио техники совершенствовали дизайн, электронику и звук акустических систем. Тем не менее, все акустические системы состоят из нескольких основных компонентов:

Приобретите набор для сборки акустической системы. Конечно, можно приобрести все компоненты отдельно, но очень трудно построить хорошую акустическую систему, если вы годами не изучали принципы звука и электричества. Однако, у начинающего энтузиаста в создании самодельных акустических систем есть другой вариант – приобрести предварительно спроектированный набор для сборки акустических систем с динамиками, разделительными фильтрами и корпусами. При поиске хорошего набора для создания акустической системы учтите следующее:

Спаяйте детали разделительного фильтра согласно предоставленной схеме. Вам потребуется паяльник, клей для горячего склеивания и схема, чтобы убедиться, что разделительный фильтр работает корректно. Все комплекты для самостоятельной сборки акустической системы включают в себя иллюстрации со схемой подключения всех компонентов, а если вы создаете систему с нуля, то примеры можно легко найти с помощью поиска в интернете. Это предотвратит короткое замыкание или перегорание вашей акустической системы.

• Прежде чем продолжить, убедитесь, что вы полностью понимаете, как читать электронные схемы.
• Как только детали будут спаяны, закрепите их с помощью клеевого пистолета или кабельных стяжек на небольшой панели.
• Закончите сборку подключением проводов разделительного фильтра к динамикам с помощью акустического кабеля.