Акустика открытый ящик своими руками чертежи

Приступаем к народному творчеству.

Все не так сложно, как кажется на второй взгляд. Запомните, что ковчег делал дилетант, а Титаник – профессионалы (чья-то цитата).

Для начала определим, для чего вам нужны эти самые колонки, т.е. в каком качестве вы хотите их видеть. Исходя из этого, определим, какой тип акустического оформления (какой ящик) нам нужен. Немало важный факт – это наличие динамиков. А если у нас еще есть готовые корпуса…

Так… Поскольку мы с вами не олигархи с рублевки, то выбираем все составляющие еще и исходя из количества денег (а их как известно – 0, еще жена, пятеро ребетеноков, итого – долг 41 тыща).
Материал должен быть:

жестким – чтобы не прогибался,
легким – вам его таскать,
дешевым – чего тут непонятного.

Всем этим требованиям соответствует ДСП (так еще плоскую женщину называют). Дерево и фанера не пойдет – они гибкие и будут резонировать (кстати, деревянные колонки – это миф, или только из черного дерева, вообщем с нашими деньгами — миф); ЦСП – прекрасный акустический материал, но тяжелый собака и не пилится, есть еще пластик – это вообще отстой. Нет, можно конечно и 12-слойную фанеру, но придется делать ребра жесткости и дорогая она, собака (опять собака).

Где ж найти эту ДСП (стружка сприсованная, обычно покрытая темным лаком). Так это ж старые детские кроватки, тот же телевизор (спертый под покровом ночи), прекрасные допотопные да и современные шкафы, столы, полки, прихожки, старые диваны и тд и тп. Толщина любая, но не меньше 1 см.

Сразу могу расстроить большую группу читателей. Парить вам мозг (а может – маргарин, у меня, например, маргарин) про всякие сложненькие расчетики всяких там объемиков и фазоинверториков я не собираюсь, и тому есть несколько причин:

об этом можно написать 18 000 томов,
об этом написано 18 000 томов (см. Великий ИНЕТ),
в плотницком деле плюс/минус дециметр – не погрешность, т.е. даже если вы сильно ошибетесь – ничего страшного,
это так нудно, в конце концов…

Для того, что бы набраться опыта и вприкидку определить размер ящика (вприкидку — мой любимый способ расчета) советую полистать журналы «Стерео» (или «Stereo»?), «Радио», «Hi-Fi», «Мурзилка». Из них вы почерпнете, как должна выглядеть колонка, приблизительно какого размера должен быть ящик по отношению к мощности и размеру динамика (берите в расчет только лопух), какие оригинальные акустические решения сегодня актуальны, а так же уже готовые акустические оформления, применительно к различным типам динамиков. И нечего заморачиваться на точности расчета. А приблизительный расчет я вам подарю.

Основные характеристики, требуемые от колонки:

Качество звучания (или равномерность АЧХ) – верность отображения сигнала, т.е. разница между полученным электрическим сигналом и отданной звуковой волной. Очень важный параметр. В колонках он хромает сильнее всего, поскольку на них влияет больше всего факторов окружающей среды, чем на остальную аппаратуру, и еще качество (точность) изготовления деталей сильно хромает (по сравнению с той же электроникой: два одинаковых транзистора вы найдете легко, а вот два одинаковых динамика… вообщем нелегко).
КПД – коэффициент полезного действия. Поскольку в колонках происходит преобразование энергии (электрической в звуковую), то этот параметр всегда низкий. Вопрос в том, насколько он низкий. Мы попытаемся его немного поднять.
Приятность (мягкость) звучания. Чисто субъективный параметр, измеряется в кайфах, ништякая и ничовах. Параметр этот тоже не мало важен, поскольку слушать колонку будет не робот, а Вы. Колонка, она же естественно вносит искажения, но искажения эти либо будут облагораживать звук, либо его похабить.
Внешний вид. Чем круче выглядит колонка, тем приятнее ее слушать.

Ну, вот теперь можно, пожалуй, и начинать пилить, строгать и сверлить, а для этого я дам вам несколько полезных советов:

Полезные советы по производству колонок звуковых штучных

1 Семь раз отмерь, один раз отрежь.

2 Колонка должна быть прочной. Для этого вместо шурупов лучше использовать евровинты (или еврофинты) – у них жесткое тело, поэтому надо просверлить предварительно дырочку (сквозную побольше в доске, которую прикрепляют, и глухую потоньше – в доске к которой прикрепляют). В углах, образуемых стенками, лучше приклеить (на ПВА) ребра (см. рисунок 0) из рейки или толстого штапика.
Рисунок 0.

3 Ящик колонки должен быть герметичным (воздухонепроницаемым). Если вы криво отпилили, то в щели можно напихать лен (паклю) смоченную клеем (ну вы знаете каким). Все стыки густо проклеивайте. В случае, когда вам нужна открывающаяся задняя стенка, то приклейте уплотнитель (оконный, продается в любом хозмаге).

4 Колонка должна быть красивой. Для этого советую пилить ДСП лаковой поверхностью вверх, так лак будет меньше крошиться. Если у вас не лаковая поверхность, то после сборки отшпаклюйте поверхность автомобильной шпаклевкой и выведите наждачной шкуркой (лучше тоже купить в автомагазине – на бумажной основе). После сборки, шпаклевки, затирки и т.д. лучший вариант поклеить самоклейкой. Для этого тщательно протрите поверхность от пыли и крошек и клейте.

5 Если вы решили делать закрытый ящик, то заполните ватой или синтепоном всю полость колонки (следите за тем, чтобы поглощающий материал не касался сзади диффузора динамика). Если у вас фазоинвертор (кстати советую его), то заполните всю полость, потом в материале проройте канал от динамика до трубы фазоинвертора. Не набивайте материал, кладите его распушоным.

6 Среднечок лучше закрыть крышкой сзади (например, от масла «Рама»), наполненную звукопоглощающим материалом. Подключать такой динамик следует наоборот (противофазно с лопухом).

7 Трубу фазоинвертора тоже можно не рассчитывать, а подобрать опытным путем. Если у вас динамик диаметром более 10 см, то вполне подойдет пластиковая канализационная труба диаметром 50 мм. Для вычисления длины склейте две бумажные трубки таким же диаметром, как и будущий фазоинвертор, и поместите одну трубку в другую. Соберите колонку и на место фазоинвертора установите эти бумажные трубки. Включив колонку на средней громкости двигайте внутреннюю трубку и, удлиняя или укорачивая фазоинвертор, подберите момент, когда воздух из фазоинвертора будет идти наиболее сильно (рис. 1). Главное правило – это чтобы расстояние от задней стенки ящика до края трубы было больше диаметра этой трубы. Теперь отрежем по получившейся длине пластиковую трубу и установим на место. Все! Аплодисментов не надо. Цветы и поклонниц в машину.
Рисунок 1

8 В качестве пищалок прекрасно подойдут широкополосные динамики (на них написано «4ГДШ», «12ГДШ» или т.п.) диаметром от 10 см и больше (лучше больше) и мощностью 4-15 Вт. У таких динамиков гораздо больше диаграмма направленности, т.е. они шире играют. Подключать такие динамики следует через фильтр (кондер на 1 мкФ и 160 В) и в колонке необходимо как-то глухо закрыть их заднюю часть, а лучше сделать для них отдельные корпуса (открытый ящик – без задней стенки) и повесить их к потолку. Звук-вокруг обеспечен.

9 В качестве лопуха лучше использовать несколько маленьких динамиков (2, 4 или 8 штук). Динамики должны быть широкополосные или низкочастотные (ГДШ или ГДН). Суммарная их мощность и будет мощность эквивалентного лопуха (вообще мощность колонки – это сумма мощностей всех ее динамиков). Подключать динамики следует так, чтобы получить нужное сопротивление. Если подключить два динамика последовательно (т.е. друг за другом), то их сопротивление сложится, а если параллельно (друг рядом с другом) – разделится пополам (см. рис. 2)

Рисунок 2 Такой составной лопух имеет на порядок выше характеристики, чем одиночный большой динамик.

10 Самые большие требования необходимо предъявлять к среднечку, так как именно он несет больше всего информации при воспроизведении звуковой фонограммы. Сюда желательно прилепить динамик получше, фильтр достаточно 1-ого порядка (один кондер на 25 мкФ и 160 В).

11 Старайтесь избегать использование динамиков для автоакустики, так как у них специфическая АЧХ (характеристика такая) и из-за жесткости подвеса довольно неприятный бас. Однако это дело вкуса.

12 Замечательные ящики для сабов (в т.ч. и в тачку) приведены на рис. 3. Для них и фильтров не требуется и динамики можно всякие (кроме пищалок).

Теперь пару способов значительного увеличения КПД колонок (вне конкурса).
Про первый способ написано довольно много литературы – это встречное расположение головок или сдвоенные головки. Увеличение КПД связано с изменением формы диффузора получившейся головки. Эффект – 35-ваттная колонка играет как 90-ваттная. На рис. 4 приведены наиболее популярные приемы применения сдвоенных головок.

Рисунок 4 Такие динамики используются только как лопухи (на СЧ и ВЧ возникают искажения из-за эха между диффузорами). Динамики включаются противофазно (т.е. у одного из динамиков перепутываются + и -), включать их можно как последовательно (8 Ом), так и параллельно (2 Ома). Фильтр низкой частоты в виде катушки обязателен.

И, наконец, лидер отборочного тура. Господин В.Н. Новсов из г. Москвы в журнале «Радио» №1 за 2003 г. (статья «Акустическое короткое замыкание в громкоговорителе и его преодоление») и №12 за 2003 г. (статья «Конструирование громкоговорителя с ортогональными потоками излучения») приводит конструкцию колонки «ORTHO». Это не акустика, а целая болистика. КПД задран выше некуда. Кратко, суть здесь в использовании обоих потоков динамика. Причем, увеличивается КПД на всех частотах. В качестве материала стенок можно использовать и фанеру. Звукопоглощающий материал можно вообще не использовать (советую немного проложить углы ящика). Привожу ссылку на вариант расчета корпуса колонки “ORTHO”.

Источник

АС — открытый ящик

Эти акустические системы (далее — АС) я изначально разрабатывал не для себя и, что приятно, единственным условием заказчика было качественное воспроизведение Музыки и цвет корпуса, гармонирующий с интерьером. Таким образом, я не был ограничен ни электрическими характеристиками, ни количеством полос, ни габаритами АС (комната прослушивания предполагалась большая и свободная, с малым количеством мебели). В начале была идея сделать АС на более мощных динамиках (конкретно 25гдш102) или на сдвоенных 10гдш102, но потом я решил пожертвовать мощностью ради гарантированного качества и собрать АС на одном широкополоснике 10гдш102.

Динамики 10гдш102 Знаменского завода (они же, в иных воплощениях: 10гд36, они же 10гдш1-4) сами по себе звучат неплохо, и по началу хотелось даже сделать просто Экраны или ОЯ (открытый ящик), но в последствии (по эстетическим соображениям) решено было сделать ЗЯ (закрытый ящик). Вариант неидеальный, но практичный. Это была сознательная жертва количеством и глубиной баса (в сравнении с ФИ) ради более высокого его качества, и не менее осознанный отказ от прекрасно звучащего экрана ввиду его нереальных размеров. Кроме этого, для снижения влияния граней передней панели решено было сделать её максимально большой, а сам ЗЯ принял вид довольно таки плоской коробочки находящейся за этим широким «экраном». Идея эта родилась совершенно спонтанно, я провел аналогии со старыми АС, которые в большинстве случаев делали с широкой передней панелью и совершенно не занимались при этом «зализыванием» передних граней корпуса. А ведь раньше корпуса АС проектировали для качественного воспроизведения музыки (это теперь их разрабатывают все больше для интерьера). Результат моих трудов по проектированию Вы можете видеть на чертеже.

Рисунок 1 — Акустическая система NA-4, чертеж

Для фасада и подставки я использовал крышки тумб из ламинированного ДСП толщиной 25 мм, короб изготовлен из ДСП 16 мм, его я «ламинировал» уже самостоятельно, самоклеющейся пленкой. Конструкция собрана на брусках традиционным способом — саморезы + клей, только клей пришлось подобрать такой, чтоб хорошо клеил ламинированную поверхность. Сборка короба и обеспечение ровного сопряжения его деталей аналогична той, что описана в статье про na-3. Дно-подставка прикручено снизу длинными толстыми саморезами.

Технология крепления дна следующая: в нем намечаются и сверлятся в ряд 5-6 крепежных отверстий, затем дно и фасад скрепляются одним крайним шурупом, (для точного совпадения кромок фасада и дна необходимо производить сборку на ровной, чистой и плоской поверхности), этот этап должен дать ровное соединение деталей; далее точно подгоняется параллельность граней деталей относительно друг друга (чтобы получить идеально ровный отступ от передней кромки дна до его сопряжения с передней панелью) и полученное положение закрепляется вторым то же крайним шурупом, остальные же закручиваются уже когда детали точно скреплены между собой; после этого конструкция разбирается и место стыка промазывается клеем или герметиком и собирается начисто.

Внутри корпуса проходят два пояса ребер жесткости. Идеальны были бы еще одна — две распорки между передней и задней стенками корпуса, но это усложняло крепление звуко-виброизолирующего покрытия. Возможные колебания задней стенки я решил компенсировать хорошей звуко-виброизоляциейизоляцией изнутри и накладкой из кожзама снаружи. В данном случае, внутри оказался ковролин на резиновой основе, приклеенный прорезиненной стороной по всей внутренней поверхности и распушенный синтепон, распределенный по всему по объему. Накладка из кожзама позволила так же скрыть единственные закрученные снаружи шурупы и придала колонкам элегантный вид сзади. Отслушивание этой пары в условиях, когда один из задников не был еще покрыт кожзамом, дало следующий результат: «неотделанная» АС имела более резкий звук, более привязанный к АС, «отделанная» же звучала более мягко, легко, открыто. Так что применения именно этого типа покрытия оказалось вполне оправданым.

Для гашения стоячих волн в корпусе было применено следующее решение: на дне и крыше короба (естественно изнутри) ковролин был закреплен волнами, причем волны на дне и крышке направлены относительно друг друга под 90 градусов. Волны ковролина делались так: сначала при помощи коротких шурупов с большими шляпками и «Момента» крепится один край вырезанной полосы ковролина, затем делается складка-волна с длиной и высотой порядка 3-4 см и снова крепится к ДСП тем же способом, и т.д. Боковые стенки при желании можно отделать таким же образом, но я ограничился лишь двумя поверхностями.

Динамики обработаны следующим образом: полиуретановый гофр (подвес) пропитан касторовым маслом, делать это надо аккуратно, малыми дозами масла аккуратно распределенными посередине гофра, иначе есть риск отклеить его от корзины или от диффузора. Делается это для устранения провала в районе 400 гц (этот рецепт «лечения» динамиков применял в своих разработках «Доктор» Александр Клячин). После пропитки гофр должно немного покоробить — это нормально пугаться не стоит, но излишняя пропитка приведет к очень сильному короблению и как следствие ухудшит звучание динамика — это нам уже ни к чему.

Рисунок 2 — Динамик 10гдш102, после пропитки гофра

Окна корзины динамика заклеены одним слоем синтепона (порядка пол сантиметра толщиной), это позволяет снизить добротность динамика и адаптировать его, тем самым, к условиям ЗЯ. Александр Клячин рекомендовал так же наклеить противомагниты, однако пришлось обойтись без них, за неимением подходящей пары магнитов. На фото динамики, окна которых заклеены требуемым слоем синтепона. Разный цвет клеевых швов — это просто результат применения двух видов клея (темный — Момент-1, светлый — Момент Кристал, эффект идентичен).

Рисунок 3 — Динамик 10гдш102, на окнах наклеен ПАС из синтепона

В данной конструкции один из важнейших элементов, кабель внутренней разводки. В качестве недорогого варианта с гарантированным результатом, можно применить самодельный литц в бумажной изоляции. Еще один бюджетный вариант — моножила в полиэтиленовой изоляции от старого телефонного кабеля. Возраст кабеля в данном случае гарантирует его достаточный прогрев и приличное качество меди. Некоторое количество моножилок (скорее всего в диапазоне от 4 до 6) нужно с крутить в жилу, жилы свить между собой в обратном направлении с небольшим шагом (буквально 2-4 витка на метр). Более дорогой вариант внутренней разводки — использовать качественный брендовый кабель (Supra, Analysis-Plus). Естественно при изготовлении и подключении проводов учитываем их направленность. В АС я не применял ни каких фильтров, динамики подключены напрямую. Кстати, у одного из них была неверно указана полярность, так что обязательно надо проверять её самому (например батарейкой: диффузор вперед, значит + попал на +). Целью было обеспечить хороший звук при минимальной сложности конструкции и легкой заменяемости (повторяемости) основных деталей.

Специфическая форма АС и низкое расположение динамик требует наклонной установки. Располагать их следует таким образом, чтобы излучатели смотрели в точку, где предполагается расположить уши слушателя. Я решил эту проблему установкой в днище корпуса четырех резьбовых втулок. Сами ножки-«шипы» были реализованы оригинальным способом, путем объединения куска шпильки и гайки колпачка. В результате получились регулируемые опоры со сферическими головками. Если поставить такие ножки на пятирублевые монетки, точность баса и некоторых других характеристик заметно возрастает.

Рисунок 4 — Комплектующие для изготовления опор АС (роль шпильки на фото выполняет болт)

Результат прослушивания готовых АС приятно удивил меня самого. Предыдущий вариант этих динамиков, с которым я работал в модели NA-1, был мягко говоря неудачным (на основании чего настоятельно НЕ рекомендую пользоваться динамиками 10гдш1-4 или 10гдш2-4) производства завода Динамик). Эта конструкция, судя по всему, довольно полно раскрывает возможности данных головок, т.к. претензий к звуку практически ни каких. Не ожидал я такого музыкального разрешения и такого ровного тонального баланса. Звучат они очень даже выразительно и живо. Если находиться в зоне фокуса звука (которая у этих АС небольшая), сцена рисуется просто отлично с ощутимым объемом во всех трех измерениях. Из недостатков могу назвать не глубокий, но весьма точный (и по мне — достаточный) бас, и узкую лучевую направленность АС (даже вдвоем стерео уже не послушать).

Поздние комментарии: хотел сначала оформить этот текст так же, как и статью про NA-3, но ограничился небольшой литературной правкой, изменением абзаца о проводах внутренней разводки и добавлением абзаца об опорах (который отсутствовал в оригинальном тексте). Относительно звучания мне сложно сейчас что либо убавить или добавить. Оставил как есть, надеясь на тогдашнюю адекватность восприятия. Сейчас у меня нет доступа к этим АС, да и человека для которого я их делал то же уже нет среди нас. Быть может эти АС еще работают и радуют кого то, а может уже отправились на помойку (габариты то недетские, места занимают как пара кресел). Так или иначе, делал я их от души и на момент сборки и первоначального прослушивания готов был назвать своей лучше работой.

Себестоимость этой акустической ситсемы получилась небольшая, но будьте готовы к тому, что материал корпуса и внутренней отделки съедает основной бюджет. Форма и и конструкция АС принципиальны. Пробовал использовать те же динамики в корпусах от NA-3 и еще в нескольких других (в том числе узких) 50 литровых ящиках — результат в каждом из случаев был различный. По моему опыту корпус na-4 звучит принципиально лучше любых других вариантов.

Посвящается Антиповой Ирине, человеку по настоящему понимавшему и любившему музыку, для которой разрабатывалась и изготавливалась данная модель.

Источник