Что нужно чтобы собрать колонку

Собираем красивую и качественную 2.1-акустику для ПК с нуля: мой путь

Данный гайд в первую очередь интересен тем, что использует нестандартные подходы в дизайне, в использовании материалов и методом изготовления – конечный продукт полностью изготовлен на 40вт СО2 лазерном резаке.

Сделал дочкам в комнате ремонт, купил новый ПК, UPS подключил. Дело осталось за малым – за колонками. Разумеется, можно было пойти в магазин (нет, уже нельзя, КОВИД однако) или заказать в интернете, но требования по размеру, дизайну и качеству звука были такие, что надо было бы брать как минимум либо Harman Kardon Soundsticks 4, либо что-то из Bose или Bang & Olufsen. Говоря проще, минимум 300 баксов пришлось бы выкладывать, а то и в разы больше. Но тут я задумался, а я сам себе инженер или кто? И решил собрать с нуля 2.1 систему, которая и впишется в обновленный дизайн комнаты, будет иметь приличный звук, но при этом, не стоить неприличную цену. В процессе разработки дизайна, колонкам было присвоено рабочее название «Санта Барбара», но это вовсе не в честь известного сериала, а больше в честь визуала, который удалось сделать довольно интересным и нетипичным, будучи основанным на моих впечатлениях после ознакомления с архитектурой вышеуказанного города, лет 10 назад.

Каркас саундбара, который так и не пошёл в «серию»

А так уже выглядит готовая система в «сборе». (Да я в курсе, что монитор староват, да и по цвету к комнате не подходит. Замена уже в процессе изготовления, и по ней будет отдельный обзор)

Конструктивно, система состоит из двух сателлитов размерами 120х85х65мм, в которых расположен 50мм широкополосный динамик с неодимовым магнитом и 50мм пассивный излучатель с подвесом из резины. Сабвуфер имеет размеры в 300х200х100мм, в нем используется басовый динамик диаметром 75мм, а сам сабвуфер выполнен по акустической схеме Band Pass. Также, в корпусе сабвуфера расположен 2.1 усилитель класса D, на двух микросхемах TPA3116, тороидальный трансформатор на 17В 3А, выпрямитель и другие мелочи. Корпуса сателлитов изготовлены из 3мм фанеры, с дополнительной пропиткой и демпфированием, а корпус сабвуфера изготовлен из 10мм фанеры, тоже с проклейкой и демпфированием. Размеры как колонок, так и сабвуфера продиктованы максимальным рабочим полем моего лазерного резака K40, которое составляет 30х20см.

Небольшое примечание по поводу фотографий на разных этапах. Пусть вас не смущает, что динамики на фотографиях в процессе изготовления немножко меняют форму и вид – было изготовлено несколько разных прототипов, а каждый этап изготовления документировался на отдельных прототипах, отсюда и возможные «разночтения».

При дизайне сателлитов руководствовался сразу несколькими требованиями.

Чертёж для корпуса сателлитов был создан в полуавтоматическом режиме на сайте makercase.com – вводим нужные размеры, толщину материала, выбираем форму и сайт сгенерирует. SVG файл, который можно прямо отправлять на лазерный резак, либо, как в моем случае, немножко доработать и сделать вырезы для крепления динамиков и пассивного излучателя, в программе Corel Draw.

Передние и задние панели динамиков были изготовлены из 3мм оргстекла бежево-кремового цвета, а вставки в них – из 3мм фанеры и обтянуты акустической тканью коричневого цвета. Также, из фанеры были изготовлены и держатели для пассивных излучателей.

Изначально планировал что одна из колонок будет иметь «на борту» регуляторы громкости и тембра, но из-за сложности изготовления и разводки, решил отказаться, и сделать оба динамика одинаковыми. Также пришлось отказался от декоративного шильдика – он получался визуально слишком мелким и не вписывался в общий дизайн.

Аналогично динамикам, чертёж корпуса сабвуфера также был создан в программе Corel Draw. Практика показала избыточность такого количества крепежных отверстии – идея была в том, чтоб использовать их для обеспечения плотного прижатия частей корпуса к друг другу при склейке, так как у меня нет струбцины или тисков подходящего размера. Но как оказалось, количество отверстии смело можно уменьшать в два раза.

После того, как все материалы подготовлены, приступаем к сборке. Для начала, выклеиваем корпус динамика – он должен быть герметичным, чтоб получить пристойный звук. Округлая часть динамика имеет множество прорезей, за счёт которых и обеспечивается нужная гибкость, вот их и буду герметизировать в первую очередь. Для этого лучше использовать клей ПВА – для начала надо промазать клеем ту часть, которая будет с внутренней стороны, согнуть по нужной форме и вставить в пазы остальные части, чтоб корпус «собрался».

Обматываем корпус сателлита малярным скотчем, и в зависимости от окружающей температуры, даём высохнуть, хотя бы на пол часа, а то и больше. Следующим этапом, промазываем клеем ПВА собранную конструкцию уже с внешней стороны. Не надо сразу лить много клея, он будет сохнуть дольше, и на поверхности получатся неровности, а ПВА зачищать наждачной бумагой – непростая задача. Я нанес 4 тонких слоя, с 15 минутными промежутками, суша конструкцию на батарее между слоями, следя за тем, чтоб все пазы надёжно были заполнены клеем. После, оставляем динамик сушить в тепле хотя бы на 12 часов, а в это время, можно приклеить к задней части корпуса пассивный излучатель, а к передней – сам динамик. Для приклеивания излучателя больше всех подошёл уретановый герметик – силикон и «момент» с «наиритом» к резиновой части излучателя не приставали, а цианакриловый клей от вибраций отваливался. Для большей твёрдости, при приклеивании использовал шайбу из фанеры, которая прижимает излучатель к панели. В процессе склеивания, после того, как все винты плотно закручены, надо осторожно счистить излишки герметика, которые вытекли в излучатель.

Аналогичным методом можно приклеить динамик к передней панели. Но так как он будет дополнительно прижиматься винтами, сильный клей тут не нужен, и вполне можно обойтись простым силиконовым герметиком, который и сохнет быстрей, и удобней в работе, по сравнению с уретановым.

После того, как отдельные компоненты просохли, можно перейти к сборке самого корпуса. Для начала соединяем между собой переднюю панель и основной корпус. Для этой цели я использовал «5 минутный» эпоксидный клей. Не стоит тратить время на герметизацию всех щелей эпоксидкой – лучше ей сделать пару другую «прихваток», следя за ровностью и геометрией, а когда подсохнет, промазать швы изнутри либо силиконом, либо уретановым герметиком – оба работают одинаково хорошо, но я предпочитаю силикон – как уже писал выше, наносить его легче, сохнет он быстрей, и в случае чего, можно и пальчиком себе в нужных местах помочь.

Так как динамик (и соответственно, центр тяжести у нас в верхней части) да и сама колонка будет наклонена назад, первые прототипы были очень нестабильными, и от мощных басов легко опрокидывались. Для улучшения стабильности, на дне колонки была закреплена металлическая пластина. В моем случае – кусок от ********* (первый дочитавший до сих, и угадавший от чего эта пластина, получит от меня 500КР).

как показала практика, вес одной пластины оказался недостаточен – колонка хотя больше и не опрокидывалась, но от басов задорно прыгала на столе, поэтому, пришлось добавлять вторую пластину.

После того, как герметик в стыках передней и боковой сторон основательно просохнет, можно обклеить боковины и переднюю панель изнутри звукопоглощающим войлоком – поможет убрать резонансы корпуса, которые иначе будут давать звуку эффект «из картонной коробки». Войлок следует наклеить и на обратную панель – после сборки колонки — это сделать будет проблематично.

Приклеиваем заднюю панель «точечно» эпоксидным клеем по контуру, и промазываем изнури силиконовым герметиком. А вот днище уже вклеиваем только на силикон, не жалея герметика, чтоб не было протечек воздуха (разумеется, до этого надо припаять провод к динамику и вывести его через одно из отверстий, которое использовалось для крепления прижимной шайбы пассивного излучателя, а остальные 3 – заглушить).

Для надежности, ждем пару часов (а лучше – ночь), и начинаем тест на утечку воздуха. Делается он очень просто, ритмично нажимаем на пассивный излучатель и смотрим на диффузор динамика – он должен двигаться в такт нажатиям, и примерно с такой же амплитудой, как и сам излучатель. Если движения заметно слабые, да и так, просто для контроля, стоит проверить корпус на предмет щелей. Для этого, смачиваем губы, подносим динамик местами стыков к губам и ритмично нажимаем на излучатель – если где есть утечка, на губах почувствуем холодок. После того, как место протечки будет локализовано (а вполне возможно, что их будет сразу несколько) канцелярским ножом чуть расширяем место протечки, и вливаем силикон – так чтоб образовалась горка в 2-3мм высотой. После того, как силикон хорошо высохнет, все выпирающее отрезаем канцелярским ножом, ни в коем случае не отрывая – так можно вырвать «пробку». Ну и заново проводим тест на герметичность.

После того, как тест на герметичность пройдён, неплохо будет провести и тест на резонанс и дребезжание – подключаем колонку к усилителю, усилитель к компьютеру или НЧ генератору, и подаём синусоидальный сигнал, в диапазоне 100гц-10кгц, постепенно повышая, как и частоту, так и мощность, слушая при этом призвуки. Если на какой-либо частоте появилось дребезжание, то методом тыка (а точнее, сжатия и нажатия), определяем резонирующее место. Если такое место найдено, то делаем в нём небольшое (2-3мм) отверстие, и заливаем немножко силикона. Даём высохнуть и проверяем заново. Если внешним механическим воздействием дребезжание не удалось победить, то колонку можно разобрать, а точнее – разрезать, чтоб вытащить динамик и излучатель – корпус придётся делать заново.

Если же всё прошло нормально, то можно заняться отделкой, а позже — и фальшпанелями. Для оклейки колонки обоями я перепробовал несколько разных методов — обойный клей, клей ПВА, клей «Момент», эпоксидный клей, двухсторонний скотч, и именно последний показал себя лучшим – как в плане легкости повторения, так и в плане качества конечного результата.

Нам понадобится тонкий двухсторонний скотч – такой обычно используют для приклеивания ковров и другой утвари. Им обклеиваем корпус колонки по периметру. Небольшой лайфхак – такой скотч иногда начинает делать морщины после поклейки. Чтоб этого избежать, перед наклеиванием рулон скотча надо хорошенько прогреть, скажем, положив на батарею на час, и наклеивать на корпус в натяг.

Периметр торцов так же обклеиваем 2х сторонним скотчем, но на этот раз – узким, полностью покрывать торцы скотчем не стоит, так как потом получим проблемы с креплением фальшпанелей.

От рулона с обоями отрезаем кусок достаточной длины, чтоб можно было обернуть колонку в нахлест, и шириной на 2-3 сантиметра шире, чем глубина колонки. Обклеивать колонку начинаем с низа, натягивая обои в процессе приклеивания. После того, как обклеили весь периметр, делаем надрезы по выступающим краям обоев, приблизительно так, как это показано на фото.

Потягивая за эти «ушки», приклеиваем их к торцам динамика. Не переусердствуйте с натягиванием, я пару штук оторвал в процессе, и пришлось всё начинать заново.

Если скотч или обои отходят от торцов, то можно их немножко прогреть по месту – монтажным феном, утюгом и так далее. После того, как процесс закончен, надо немножко подрезать обои вместе с скотчем по периметру – фальшпанели у нас будут из оргстекла, их будем приклеивать, а надёжно приклеить оргстекло к фанере не так уж и просто, нужна эпоксидка, и подходит не всякая. Как показала практика, эпоксидные клей с слабым, или сернистым запахом, плохо клеят оргстекло, а те, у которых очень резкий, «химический» запах – клеят хорошо.

Следующим этапом идёт изготовление передней фальшпанели. Она изготовлена из оргстекла, с вставками из фанеры и опять же, оргстекла.

Накладываем на контур из оргстекла акустически прозрачную ткань, и вставляем соответствующие детали в соответствующие пазы. Акустическую ткань стоит немножко растянуть – лучше если вам будет кто-то помогать и придерживать её.

Проверяем, насколько хорошо натянута ткань, и срезаем выступающие излишки сначала ножницами, а потом «проходимся» по стыкам паяльником – ткань плавится, и вплавляется в оргстекло, обеспечивая этим надёжное соединение.

После обработки паяльником, если не подрезать ткань в притык, могут получится неровные края, как на фото выше. Осторожно срезаем их ножом, и заново проходимся по краям паяльником.

Задняя фальшпанель таких ухищрении не требует, так как там у нас всё просто – просто прорези и всё.

Перед приклеиванием панелей, надо их слегка обработать наждачной бумагой на 80-100, с внутренней стороны. Это улучшить прочность клеевого шва. Для приклеивания будем использовать эпоксидный клей, про выбор типа я писал чуть выше. Прикладываем панель, центрируем относительно корпуса и даём хорошо просохнуть – несмотря на заявленное время отвержения в 5-10-15-30 минут, реальная твёрдость места склейки обеспечивается через 12, а то и 24 часа.

Вот так выглядит законченная фронтальная колонка.

Переходим к сборке сабвуфера. Как уже писал, он изготовлен из фанеры толщиной 10мм, и использует акустическую схему band pass box. В нём же размещен и усилитель, и блок питания.

На фото почти готовый корпус с установленным коротким фазоинвертором. Как показала практика, фазоинвертор оказался настроен на очень высокую частоту, так что резонанс, на слух, был где-то в районе 200-300гц. Поэтому, труба фазоинвертора была удлинена кусочком ПВХ трубы, до длины, при которой звук воспринимался наиболее приятно. Конечно же, такое экстремальное удлинение трубы вызвало типичную проблему со звуком – он стал немножко попукивающим. Но это происходит только на таких громкостях, на которых этот сабвуфер работать никогда не будет – ручки регулировки громкости наружу не выведены, и в процессе сборки установлены так, чтоб не вызывать никаких побочных призвуков, даже при подаче сигнала с максимальным уровнем на вход.

(Для желающих повторить — длина трубы получилась приблизительно 18см)

При сборке сабвуфера я решил перестраховаться, и вырезать дополнительное отверстие в боку для улучшения теплоотвода с трансформатора и усилителя. Как показала практика, это было лишним – одного вентиляционное отверстие на задней части корпуса – вполне достаточно для охлаждения. Усилители класса Д тихо сделали громкую революцию в аудио – забываем про громоздкие радиаторы и вентиляторы, в комплекте с огромными трансформаторами питания.

Муки выбора места для бокового отверстия (как показала практика, лишнего)

Все стыки хорошо прогерметизированы, а внутренности оклеены акустическим фетром. Вроде ничего особенного, а разность на слух заметна.

Сабвуфер в процессе высыхания – все шурупы в последствии будут выкручены, а в отверстия залит герметик.

Усилительно-питательная часть расположена в отдельном, изолированном от акустической части, отсеке. Она состоит из платы 2.1 усилителя класса D, на микросхемах TPA3116, тороидального трансформатора 16 вольт, 3 ампер и платы выпрямителя с фильтрующими конденсаторами на 35 вольт — 4700мкф+2200мкф. Еще два конденсатора по 2200мкф, установлены непосредственно на плате усилителя (на фото один из них пришлось чуть выдвинуть, ибо мешался трансформатор).

Плата усилителя показана на фото. С нее были убраны все разъёмы, электролиты по питанию были заменены на Rubycon YXA, ОУ вместо «обычных» NE5532 были установлены проверенные, малошумные NE5532AN от Signetics. Честно говоря, разницу не особо и заметно, но если детали есть и замена минутная – то почему бы и нет?

Вся конструкция установлена угольниках из нержавейки и 3мм штырей с резьбой. С обратной стороны панели закреплены сетевой разъем, колодки для подключения сателлитов, вентиляционная решетка в том же стиле, что и на сателлитах.

На фото – попытка (неудачная) обклеить панели обоями, используя двухсторонний скотч.

После того как все собрано, проверено на предмет нормального звучания и отсутствия дребезга, можно обклеивать корпус обоями. Вариант с двухсторонним скотчем тут не прокатил – на больших поверхностях обои стали делать морщины, поэтому, пришлось клеить на клей ПВА.

Этот клей очень коварен- с ним работать легко и приятно, руки отмывать тоже просто, но вот после того, как он засохнет, работать с ним очень сложно – получается очень тягучая, и плохо обрабатываемая масса – у меня при оклейке боковины, клей вышел за края, я его вовремя не почистил, в результате чего, получил на боковине уродливые выступы, которые пришлось срезать, и тем самим, похоронить идею полной оклейки сабвуфера обоями.

Так что, если будете повторять мой тернистый путь, то лучше работать вдвоём – один выгоняет лишний клей скребком, а другой эти излишки сразу же подчищает влажной тряпочкой. А мне пришлось «изобретать» фальшпанели и для сабвуфера. Получилось не так красиво, как планировал, но саб будет стоять под тубмочкой, за принтером, и его практически не будет видно, так что, и так сойдёт 🙂

«Лишнее» вентиляционное отверстие с боку пришлось прикрывать декоративной накладкой — сеткой от 3 дюимового динамика.

Так как формат блогов не предусматривает возможность «прикрепления» файлов, выложить чертежи по этой причине не могу, но, если желаете повторить, пишите в комментариях, пришлю всё на почту.

А вот и тема следующего DIY обзора — Часы на семисегментных индикаторах, в том же визуальном стиле что и обозреваемые колонки, но с некоторыми уникальными свойствами — цвет символов меняется от времени дня, а управление происходит жестами (например, отключить будильник можно не вставая с кровати — просто помахав часам рукой)

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

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:

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.

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:

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:

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:

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:

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:

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