УСИЛИВАЕМ ГОЛОС СВОИМИ РУКАМИ
Когда мне понадобился мегафон, я ознакомился с ценами на промышленные китайские изделия: как оказалось, стоили они от 1500 до 8000 руб., и счёл, что подобный прибор могу собрать за пару часов своими руками. Мегафон (или громкоговоритель), электрическую схему которого рекомендую и привожу далее, будет полезен при проведении спортивных состязаний, в рекламе, в условиях постоянного повышенного шума, для игр с ребёнком и даже в микроавтобусе для трансляции информации пассажирам на задних сиденьях.
Правилами дорожного движения, действующими сегодня в РФ, не разрешается применение водителями и пассажирами громкоговорящих устройств (кроме автомашин оперативных служб), поэтому использовать предлагаемое устройство можно в других целях, не запрещённых законом, то есть не вне, а в самом салоне автомобиле. Признаюсь, что специально планировал устройство именно как автомобильный мегафон для поездок в большой компании в моём минивэне.
Схемное решение устройства доступно для повторения не только радиолюбителю, но даже автовладельцу с небольшим опытом в радиотехнике. Настраивать схему не нужно, при исправных элементах и правильном монтаже устройство начинает работать сразу. Причём неискажённая громкость такой самоделки не уступает этому параметру недорогого промышленного китайского аналога.
Отличительными особенностями предлагаемой разработки являются: большой коэффициент усиления, простота и надёжность схемы, её ориентация на автономную работу (от батарей или аккумуляторов с суммарным напряжением 12 В), отсутствие двуполярного питания.
Итак, мегафон представляет собой схему, многократно усиливающую (в сотни раз) уровень входного сигнала. Рассмотрим подробнее принцип работы и саму электрическую схему устройства (рис. 1).
Микросхема DA1 представляет собой усилитель мощности с выходной мощностью 2 Вт при нагрузке 4 Ом для работы в звуковых трактах аппаратуры и включена по классической схеме.
Однако, поскольку с выхода микросхемы усиленный сигнал подаётся на «раскачивающий» транзисторный каскад, усилитель мощности имеет более высокую выходную мощность, достигающую, по моим данным, 4,5…4,8 Вт при напряжении питания 12 В. Этой мощности вполне достаточно, чтобы, не надрывая голос, вести экскурсии на улице или голосом информировать слушателей, расположившихся на задних сиденьях минивэна или микроавтобуса.
Рис. 1. Электрическая схема устройства
На высокоомном входе микросхемы подключается высокочувствительный микрофон, взятый мною от старого сотового телефона Nokia3310 (впрочем, по внешнему виду подходят и микрофоны от других сотовых телефонов, к примеру, микрофоны LG KP500, KP501, KC910, KF510 и др.). Могут подойти электретные микрофоны типа МКЭ – в этой серии несколько моделей, но наиболее популярен МКЭ-3).
Как видно из схемы, устройство реализовано на одной микросхеме-усилителе К174УН5, благодаря чему достигается усиление сигнала (без потерь качества).
Выход микросхемы подключён к выходному каскаду на комплементарной паре кремниевых транзисторов, которые в данном исполнении обеспечивают десятикратное усиление сигнала ЗЧ (возможные варианты замены транзисторов показаны на рис. 1). Оксидный конденсатор C3 (на рабочее напряжение 25 – 35 В) необходим для исключения составляющей постоянного напряжения на динамической головке (защищает её при пиковых значениях сигнала).
Ёмкость конденсатора не желательно изменять ниже, чем 200 мкФ, поскольку от этого зависит и максимальная амплитуда сигнала ЗЧ на выходе усилителя. В роли C3 хорошо работает оксидный конденсатор фирмы Tesla.
Цепочка R2С2 – компенсационная; она предотвращает искажения звука.
Однако при первом включении сам радиолюбитель может решить, исходя из особенностей применения динамиков и транзисторной пары, есть ли в этой цепи необходимость. Таким образом, указанную RС-цепочку можно без последствий из схемы исключить.
На практике выяснилось, что можно предусмотреть плавную регулировку уровня громкости (мощности) устройства, применив вместо резистора R3 переменный резистор сопротивлением 22…33 кОм серии В (с линейной характеристикой). Вывод 3 микросхемы К174УН5 в таком случае подключается к среднему выводу переменного резистора.
Изменяя ёмкость конденсатора С1 в пределах 0,05 – 1,5 мкФ, можно в небольших пределах корректировать громкость звука и тон сигнала. Его допуск возможен на 10-15 %.
Микросхему DA1 необходимо в обязательном порядке устанавливать на теплоотвод.
Не рекомендую это устройство ориентировать на сетевой источник питания, поскольку приведённая здесь схема изначально рассчитана на автономное питание от батарей – для переносного устройства усиления http://mygolos.org/ голоса. Более того, микросхема К174УН5 не защищена от случайного увеличения напряжения питания и работает при напряжении 12 В ± 10% (максимальное напряжение 13,2 В; его длительное время данная микросхема также не выдержит). Зато она имеет большую экономичность, почему и была выбрана для столь необычной схемы с автономным питанием от батарей или аккумуляторов; ток потребления К174УН5 всего 30 мА.
Рис. 2. Электрическая схема микрофонною усилителя-адаптера для динамического капсюля сопротивлением 70…200 Ом и выше
Вместо указанной на схеме динамической головки подойдут современные: YDP5090-11, динамик ВС25SC55-04 или, у кого есть, старый «советский» 6ГДВ-5Д.
В той же схеме можно использовать не только высокочувствительный конденсаторный или электретный микрофон, но и динамический капсюль, к примеру, типа ДЭМШ. Электрическая схема-адаптер для динамического капсюля представлена на рис. 2.
Выход этого микрофонного усилителя на транзисторе VT1 следует подключить в разрыв проводника, идущего от регулирующего резистора R3 и конденсатора С1.
Элементы (R1 и С1 в таком случае из первоначальной схемы (рис. 1) удаляются. Транзистор VТ1 выбран с большим коэффициентом усиления и обеспечивает передачу сигнала около 40 дБ при использовании совместно с капсюлем типа ДЭМШ.
Вместо указанного на схеме транзистора можно применить транзисторы КТ373А, КТ342В, КТ3102А. Оксидные конденсаторы С1 – С3 в данной схеме применяются на любое рабочее напряжение.
ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА
При пайке/монтаже микросхемы соблюдайте осторожность; не перегревайте выводы. Производитель К174УН5 советует соблюдать продолжительность пайки вывода не более 3 с, интервал между пайками соседних выводов – 10 с.
Длина проводников от выводов микросхемы должна стремиться к минимуму – для уменьшения влияния паразитных связей.
А. КАШКАРОВ, г. Санкт-Петербург
Источник
Как сделать динамик своими руками
Для проверки радио схем и простых самоделок иногда требуется динамик, но не всегда он есть под рукой. Сейчас The Wrench покажет нам как можно собрать простой динамик своими руками.
Для этого понадобится:
1. Картон
2. Неодимовые магниты ссылка
3. Тонкая проволока (0,2-0,1 мм)
4. Пластмассовая воронка (от неё зависит размер динамика)
5. Гайка диаметром равным с магнитами
6. Две больших пластиковых крышек от бутылки
Если вы хотите сделать динамик и разобраться в его устройстве, тогда приступим!
1. Делаем разметку на воронке и вырезаем форму.
4. Делаем медную катушку. Автор наматывает картон на пальчиковую батарейку и уже на него мотает проволоку 50-60 витков. Проволоку он взял из не нужного электрического моторчика.
Если у вас нет моторчика, поищите трансформатор. Трансформатор с тонкой проволокой можно взять из зарядки для мобильного телефона. Для начала разберите её, а потом выпаяйте из платы трансформатор. Одна из его обмоток намотана тонкой проволокой, она то нам и нужна.
5. Вырезаем форму из картона и заклеиваем в будущий динамик.
Автор также приклеивает кусочек картона с местом для пайки проводов. Именно к ним будем подавать сигнал для динамика (звук).
6. Завершающий этап. Вырезаем круг из картона и делаем из него воронку, которая должна плотно поместиться внутри нашей конструкции. Приклеиваем всё вместе и готово!
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:
- 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