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:
- Закрытый ящик. Самый простой вариант, меньше риск ошибиться.
- Фазоинвертор. Тяжело настраивать без параметров динамика. В маленьких корпусах тяжело реализуем.
- 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
Динамик для улицы своими руками
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