Как самому сделать сабвуфер?

Как сделать сабвуфер из обычного динамика?

Поделиться в соц. сетях:

Настоящий меломан не любит слушать музыку через стандартные колонки компьютера. Хорошую акустическую систему выбирают, исходя из личных предпочтений. Такое удовольствие — не из дешевых, кроме того, иногда возникают трудности с подбором колонок нужных параметров. В таком случае можно своими руками изготовить акустическую систему. В нашей статье рассмотрим, как сделать сабвуфер из обычного динамика.

Что такое сабвуфер?

Сабвуфер (subwoofer) образовано от двух слов — SUB и WOOFER, что является дословным переводом “поднизкочастотник” и обозначает — акустическая система, способная воспроизвести звуки на низких частотах, например от 20 до 100 гц. Многие пользователи предпочитают его называть “басовая колонка”.

Сабвуферы подразделяются на два вида:

  • Активный сабвуфер — в корпусе колонки находится усилитель и блок питания.
  • Пассивный сабвуфер — у него отсутствует внешний усилитель.

Выбор динамика

Для того чтобы выбрать динамик, необходимо определиться с размерами, можно сделать чертеж и с помощью него сделать динамик. На современном рынке присутствуют следующие модели:

  1. Динамики, имеющие буфер на 6 дюймов, как правило, служат дополнительным источником средних басов. Применение таких динамиков по глубине звучания создает довольно скромное устройство, которое подойдет для небольшого салона, имеющего среднюю акустическую систему.
  2. Динамики, использующие сабвуфер на 8 дюймов, применяются для дополнительных фронтальных басов.
  3. Идеальными динамиками для сабвуфера в машину являются динамики на 10 и более дюймов. Они действительно имеют качественное звучание и наполняют пространство мощной и приятной вибрацией звука. Помещают динамики в закрытый компактный корпус или так называемый “закрытый ящик”, который способен обеспечить хорошее звуковое давление. Самым оптимальным вариантом для машины является динамик на 12 дюймов, который можно применять в коробе объемом до 35 литров.
  4. Динамики на 15 дюймов являются реальным вариантом для больших салонов автомобиля. В этом случае коробка для динамика, имеющего данный диаметр, должна составлять около 90 литров и занимать все багажное отделение. Кроме того, при таком динамике можно слегка оглохнуть, поэтому такой вариант мало воплотим в жизнь.

Важно! Необходимо определиться с сопротивлением, так как нагрузка в 1-2 Ом будет сильно портить звук. Оптимальным сопротивлением для сабвуферного динамика является от 2 до 4 Ом.

По поводу мощности динамиков однозначно сложно принять решение. Существует только одно правило, которое заключается в том, что мощность динамика должна быть больше мощности усилителя. Ни один динамик не сможет долго функционировать на предельной мощности, поэтому он должен иметь “запас прочности”.

Важно! Не всегда пользователям хватает звука, который исходит от домашнего кинотеатра. Эта проблема легко решается с помощью дополнительных колонок. Кликайте по ссылке, чтобы узнать, как подключить колонки от домашнего кинотеатра к телевизору.

Если вы уже обладаете и динамиком, и усилителем, то необходимо определить эту разницу и пометить на регуляторах усилителя максимально допустимую громкость для сабвуфера. Ни один динамик не сможет сохранить качество звука при максимальной громкости.

Важно! Через некоторое время (иногда такая ситуация может произойти и сразу) нарушенный баланс начнет ужасно резать слух.

Как сделать сабвуфер для компьютера?

Самостоятельное изготовление сабвуфера осуществляется в несколько этапов:

  1. подбор материалов;
  2. проектирование корпуса;
  3. сборка сабвуфера.

Рассмотрим более детально все эти этапы.

Важно! Чтобы вам было проще определиться с выбором колонок, обратите внимание на наш уже готовый рейтинг колонок для компьютера.

Подбор материалов

Как сделать сабвуфер в домашних условиях? Начиная все работы, должна ыть схема и следует подобрать необходимые материалы для изготовления корпуса. Для того чтобы своими руками изготовить сабвуфер, требуется заблаговременно приобрести:

  • динамик — выбирается, исходя из ваших потребностей;
  • штекеры — способствуют подключению динамика к проигрывателю, они должны идеально совпадать с разъемами вашего устройства;
  • провода — служат для подключения сабвуфера;
  • фанеру, имеющую многослойную основу;
  • обрезки сантехнической трубы;
  • саморезы по дереву, которые могут быть от самых мелких до размера 50 мм в длину;
  • деревянные бруски, имеющие разное сечение, которое может быть от 20х20 мм и больше;
  • силиконовый герметик;
  • жесткий поролон или войлок;
  • клей ПВА;
  • краска.

Подготовив необходимые материалы, следует собрать и требуемый инструмент:

  1. ножовка по дереву, которая бы имела мелкие зубцы;
  2. стамеска;
  3. электродрель;
  4. напильник;
  5. лобзик;
  6. циркуль;
  7. простой карандаш;
  8. железная линейка;
  9. шуруповерт;
  10. отвертка;
  11. бумага наждачная — от грубой до “нулевки”.

Проектирование корпуса

Начинаем проектировать корпус будущего сабвуфера. Для этого применяем компьютер и динамик, который служит “сердцем” сабвуфера.

Важно! В данном случае очень важно располагать данными всех технических характеристик динамика. К ним относятся полная добротность, частота резонанса в открытом пространстве и эквивалентный объем. Все эти значения присутствуют в паспортных данных.

Загружаем на компьютерное устройство специальную программу. Вносим в программный продукт все данные динамика. Исходя из предоставленных значений, программа за вас произведет расчет оптимальных размеров короба сабвуфера.

Важно! Программа WinISD 0.44 способна спроектировать 4 вида сабвуфера. Самым оптимальным коробом, который способен работать с максимальным КПД, является бандпасс. Динамик у такого устройства крепится к перемычке, находящейся внутри короба. Данный сабвуфер оснащен двумя камерами и двумя фазоинверторами. Для изготовления фазоинвертора можно применить обрезки сантехнической трубы. Программа способна рассчитать длину самостоятельно, но при этом следует задать значение диаметра.

Теперь приступим непосредственно к проектированию самого короба сабвуфера. Все действия следует проводить не спеша, поскольку малейшая неточность в измерениях может доставить неудобства, и всю работу придется начинать заново.

Сбор сабвуфера

Прежде чем приступить к сбору сабвуфера, необходимо вырезать короб. Как сделать сабвуфер для дома своими руками:

  • Применив линейку и карандаш, на листе фанеры вычерчиваем контуры будущего короба.
  • Раскраиваем фанерный лист, используя при этом ножовку или электролобзик, имеющий регулятор скорости.

Важно! Пилить следует медленно, не торопясь, поскольку при спешке фанера может расслоиться, что в дальнейшем негативно скажется на качестве звука сабвуфера.

  • Для того чтобы все края были идеально гладкими и ровными, их с особой тщательностью зачищаем напильником и шкуркой.
  • Стенки сабвуфера крепим между собой брусками, поэтому нужно отложить требуемую длину брусков.
  • Под динамик вырезаем отверстие. Динамик будет располагаться внутри сабвуфера.
  • В перемычке между камерами вычерчиваем циркулем окружность, имеющую диаметр немного больший, чем диффузор динамика.
  • Края должны быть идеально ровными и гладкими, для этого их зачищаем напильником и шкуркой.

Важно! При обработке напильником его следует держать под небольшим углом, чтобы избежать расслоения фанеры.

  • При помощи брусков будут крепиться стенки сабвуфера, поэтому замеряем соответствующую длину брусков.

Важно! Программа указывает места, где следует вырезать два отверстия — они служат для фазоинверторов.

  • Припаиваем провода и необходимые разъемы к динамику. Места крепления проводов можно найти в самой инструкции к динамику.
  • К получившемуся отверстию прикладываем динамик. Делаем отметку для крепления динамика к листу, сверлим.

Важно! Лучше всего динамик прикреплять специальными двусторонними гайками, которые применяются в мебельном производстве.

  • Теперь приступаем к сборке корпуса сабвуфера. Как сделать сабвуфер для компьютера? В дрель вставляем сверло, диаметр при этом должен быть в два раза меньше, чем диаметр используемых саморезов.
  • Начинаем сверлить в тех точках, где будет происходить крепление стенки к другим стенкам и брускам.
  • Теперь воспользуемся клеем. В точках стыка брусков и стенок обильным слоем наносим клей. Он способствует выполнению двух функций — увеличению прочности корпуса и герметизации стыков.
  • Саморезами соединяем стенки. Вкручиваем их до самого упора, поскольку крепость в конструкции корпуса сабвуфера является критичной. Углы должны быть ровными.
  • Прикрепляем динамик. В месте стыка динамика и стенки нужно промазать герметиком.
  • Просверливаем выходное отверстие, через которое будут проходить провода.
  • Протягиваем через отверстие провода, дырку замазываем герметиком.
  • Далее приступаем к звукоизоляции. Внутреннюю часть корпуса требуется оклеить звукопоглощающим материалом, который способствует “мягкости” басов сабвуфера. Присутствие такого материала уменьшает давление на стенки.
  • Крепим заднюю стенку.

В принципе, сконструированный сабвуфер готов. Последним штрихом является проверка качества сборки. Включаем музыку и проверяем, нет ли посторонних звуков и шумов.

Важно! Если вы хотите вашему изделию придать красивый внешний вид, то фанеру можно покрасить в соответствующий цвет или обтянуть тканью.

Как сделать сабвуфер для автомобиля?

Рассмотрим, как самостоятельно сделать автомобильный сабвуфер для вашего стального друга из обычных колонок.

Материалы и инструменты для работы

Для этого необходимо заблаговременно подготовить следующие материалы:

  1. динамик — не стоит использовать устройство бывшее в применении, лучше всего приобрести качественное изделие со всеми документами в магазине;
  2. защитная решетка;
  3. клей хорошего качества — лучше всего эпоксидный;
  4. розетка, которая способствует подключению;
  5. стеклоткань;
  6. провод, имеющий в диаметре 3 мм;
  7. кисть;
  8. фанера;
  9. лист ДСП, толщина которого соответствует 16 мм;
  10. саморезы и гайки, которые применяются в деревообрабатывающей промышленности;
  11. болты;
  12. полиэтилен;
  13. универсальная шпаклевка;
  14. малярный скотч.

Для работы нам потребуются следующие инструменты:

  • дрель или шуруповерт;
  • лобзик по дереву.

Проектирование

Как сделать сабвуфер из обычных колонок своими руками:

  • Подбираем качественный динамик. Чем большая мощность будет у него, тем громче будет звук.
  • Переходим к проектированию короба сабвуфера — аналогично можно воспользоваться специальным ПО. Так как мы сооружаем сабвуфер для автомобиля, то нам потребуется короб с самым высоким КПД, или его еще называют бандпасс 6-го уровня.

Важно! Бандпасс шестого уровня выглядит как кубический объект прямоугольной формы, внутри которого находится одна перемычка. На нее и будет фиксироваться наш динамик. Кроме того, такой бандпасс имеет два отверстия, благодаря которым происходит монтаж фазоинверторных камер. При отсутствии камер можно применять различные трубки. Например, вполне подходят трубки из металла, полиэтилена или просто бумаги.

  • Очень важно, чтобы корпус был полностью загерметизирован. Для этого применяем войлок, поролон или же обычную вату. Слой герметика внутри должен иметь около двух сантиметров.
  • Крыша сабвуфера в обязательном порядке должна иметь съемную конструкцию и обладать высокой прочностью на стыке. Поэтому применяем слой поролона, дополнительно усиливаем конструкцию.

Важно! Компьютерная утилита WinlSD 0.44 помогает правильно подготовить все размеры. Исходя из возможностей динамика, она рассчитает оптимальные значения для вашего корпуса. Вашей задачей при этом является четкое и грамотное воплощение в реальность предоставленных цифр. Звук в этом случае оправдает все ожидания. Он получается чистым и громким.

Место для сабвуфера

Теперь необходимо найти место нашему сабвуферу. Самым идеальным вариантом является установка его в крыло, а вот правое или левое — вы решаете сами. Некоторые автомобили имеют особенную конфигурацию в правом крыле, и там оказывается больше места для установки сабвуфера.

Важно! При выборе среднего динамика для его нормального функционирования потребуется минимум 28 литров объема. Конфигурация и объем самого короба получается большой, но это не столь важно.

Как сделать сабвуфер для автомобиля в домашних условиях:

  • Багажник выкладываем полиэтиленовой пленкой, затем обшивку обклеиваем малярным скотчем в два слоя.
  • Стеклоткань нарезаем кусками, которые соответствуют размерам 200×200.
  • Разводим эпоксидный клей. Для этого смешиваем банку смолы и банку отвердителя.

Важно! Если вы одно из предложенных веществ возьмете больше нормы, то клей будет очень быстро становиться густым, и вы не сможете качественно с ним работать. Идеальным соотношением является 1:1.

  • Смазываем нарезанные заготовки эпоксидным клеем, ставим внахлест на скотч.
  • Заднюю стенку самостоятельно изготовленного сабвуфера обклеиваем стеклотканью. Для этого нужно проложить три или даже четыре слоя материала.
  • В течение суток даем изделию окончательно высохнуть.
  • На следующий день снимаем получившуюся скорлупу. Ее толщину нужно будет нарастить вне багажника.
  • Теперь приступаем к дну сабвуфера, верх которого изготавливаем в форме петель.
  • Переднюю стенку прикрепляем на саморезы.
  • Стыки следует промазать эпоксидным клеем.

Тонкая работа

После того, как был сконструирован корпус самодельного саба, необходимо подготовить его под акустический терминал, или так называемый динамик. На одной из его стенок, которые находятся сбоку, необходимо наметить точку будущего отверстия. Сделать это можно, применив обыкновенный школьный циркуль.

Важно! Сабвуферы для автомобиля с мощным звуком получаются в том случае, когда его экранируют маленькой коробочкой. Это — уже не область самодельного конструирования сабвуферов, а настоящий вариант искусства. Таким образом устраняются различные призвуки, которые могут возникнуть из-за достаточно хлипкой конструкции акустического терминала.

Как сделать сабвуфер для автомобиля завершенным и идеальным по внешнему виду и звучанию:

  • Обрабатываем ранее изготовленную коробочку квадратной формы клеем ПВА, прикручиваем при помощи саморезов к боковине, где вырезали отверстие.
  • Теперь применяем рубанок, которым срезаем все выступающие края корпуса.

Важно! Кроме вышеперечисленных навыков, в этом случае вы должны обладать мастерством плотника, иначе — вам будет не под силу справиться с подобной задачей.

  • Внутри нашего короба находится перемычка. Далее при помощи электрического лобзика вырезаем на передней панели отверстие.
  • В этом месте устанавливаем динамик, который крепится при помощи саморезов и клея.

Важно! Если вы решили приобрести качественные колонки в свой автомобиль, мы рекомендуем воспользоваться информацией, как выбрать колонки в машину.

Меры по защите

Когда все готово, не стоит торопиться и сразу же подключать самодельно изготовленный прибор. Творение необходимо защитить от конденсата и влаги. Влага действует разрушающе на дерево, а в нашем творении присутствует тонкий лист ДСП.

Чтобы обезопасить и защитить корпус, его следует пропитать специальным нитролаком, который применяется в мебельной промышленности. Кроме того, в обязательном порядке требуется пропитать и внутреннюю часть передней панели.

Важно! Данную процедуру необходимо проводить на открытом пространстве, чтобы не произошло отравление лаком.

Видеоматериал

Сделать сабвуфер из обычного динамика — это задача не для дилетанта. Здесь потребуются самые разные знания и умения, но если они у вас есть вместе с непреодолимым желанием создать идеальную акустическую систему, значит — все только в ваших руках. Желаем успеха!

Изготовление сабвуфера для автомобиля

Сабвуфер — это низкочастотный динамик, установленный в корпус. Он предназначен для воспроизведения звука низкой частоты. Тема этой статьи — изготовление сабвуфера своими руками.

Наш рассказ о том, как собрать сабвуфер, необходимо предварить небольшим экскурсом в теорию. Корпус выступает в роли акустического оформления, требуемого для изоляции звуковых волн, излучаемых передней и задней стороной диффузора динамика, так как при их встрече происходит самозатухание, называемое коротким замыканием.

Виды конструкций акустического оформления

Бесконечный экран (freeair)- головка динамика устанавливается в усиленную заднюю полку автомобиля. Несмотря на простоту установки, используется редко ввиду низкого звукового давления, а также переменой звучания в зависимости от наполненности багажника. Возможна реализация только в автомобилях с кузовом седан.

Закрытый ящик — наиболее распространённый корпус сабвуфера. Закрытая коробка достаточной жесткости полностью изолирует звуковые колебания, излучаемые тыльной стороной головки. Для лучшего затухания звуковых волн внутри корпуса ящик внутри обклеивают звукопоглощающим материалом: войлоком, ватой или поролоном толщиной не меньше 2см. Из плюсов — простота расчетов и изготовления. Также динамики в таком корпусе легко переносят пиковую нагрузку. Закрытый ящик подходит для прослушивания музыки с богатым тональным окрасом. Минус один, но существенный. Это низкий коэффициент полезного действия сабвуфера, так как половина звуковых волн «остается» в ящике.

Фазоинвертор. Представляет из себя закрытый ящик с выходом порта, через который звуковая волна от тыльной стороны головки выходит из ящика наружу. Тоннель имеет круглую или прямоугольную форму. Именно этот порт и называется фазоинвертором. Он имеет определённый размер и место установки, благодаря чему меняет фазу проходящей через него звуковой волны. Звук от задней стороны динамика накладывается на звук от передней стороны, увеличивая коэффициент полезного действия. Это позволяет получить звуковое давление в два раза больше, чем при закрытом корпусе. Однако такой корпус более сложен в расчётах, и требуется больше размер ящика по сравнению с установкой того же динамика в закрытый ящик. Также при большом уровне звука возможны шумы из-за завихрения воздуха на краю фазоинверторного порта.

Бандпасс(bandpass). Представляет собой ящик с перегородкой посередине, которая образует две камеры. В перегородку внутри корпуса устанавливается низкочастотный динамик. В зависимости от сочетания камер (глухих или фазоинверторных), различают три вида бандпасс корпусов. Это бандпасс 4-й категории, 6-й категории тип А и 6-й категории тип Б (см. рис.). Сабвуферы данной конструкции позволяют получить качественный бас и высокий уровень КПД. Такой корпус очень сложный в проектировании и настройке, также имеет большие размеры по сравнению с другими конструкциями.

Изготавливаем корпус для сабвуфера своими руками

Какой материал лучше всего подойдёт для того, чтобы сделать корпус для сабвуфера своими руками?

  • Древесностружечная плита (ДСП) — наиболее подходящий вариант, он дёшев и легко поддается обработке. Следует выбирать ДСП с наибольшей плотностью. Подойдет толщина 16мм или больше. ДСП легко впитывает влагу и разбухает, поэтому желательно окрашивать.
  • Древесноволокнистая плита (ДВП) — её, также как и ДСП, следует выбирать наиболее большой плотности. Легко слоится, особенно влажный. С ДВП следует работать аккуратно, чтобы не испортить. Несмотря на недостатки, является удобным материалом для быстрой постройки сабвуферного корпуса для динамика средней мощности.
  • Фанера. Подходит фанера из русской березы или корабельной древесины. Большинство других сортов фанеры не имеют достаточной плотности, что приводит к искажению звука.

Если есть листы ДСП, ДВП или фанеры, но их толщины недостаточно, чтобы обеспечить требуемую жесткость конструкции, можно сложить вместе два листа, скрепив их герметиком (или ПВА, столярным клеем) и саморезами.

Итак, сделать корпус для сабвуфера своими руками совсем не сложно.

Как собрать сабвуфер: требуемые материалы и инструменты

Материалы

  • Динамики. При выборе динамика следует знать, что они отличаются своими характеристиками. На коробке или инструкции обычно указывается рекомендуемое акустическое оформление для данного динамика.
  • Фанера, ДВП, ДСП. Количество зависит от размеров изготовляемого корпуса.
  • Клеммы для проводов (акустический терминал). Необязательно. Можно просверлить две дырочки и через них вывести провода от динамика наружу.
  • Кабель акустический.
  • Силиконовый герметик или клей ПВА.
  • Саморезы по дереву. Гвозди не подходят.
  • Эпоксидная смола.
  • Краска или лак.
  • Клей в баллончике для карпета. Можно использовать и другой клей.
  • Если вы будете строить корпус с фазоинвертором, необходим фазоинверторный туннель требуемого размера. Если нужного в продаже нет, то подбирается в строительном магазине пластиковая (картонная, железная) труба нужного диаметра.

Инструменты

  • Ножовка или лобзик.
  • Шуруповерт, подойдет и отвертка.
  • Рулетка или длинная линейка.
  • Карандаш (маркер).
  • Карпет или винил, подойдет и другой материал для обтяжки корпуса снаружи.
  • Ножницы.

Перед тем как собрать сабвуфер, необходимо грамотно его рассчитать. Качаем в интернете программу JBL SpeakerShop (или аналогичные, например WinISD или bassbox6pro), нужна чтоб рассчитать размеры корпуса.

Все эти программы работают по одному принципу: в соответствующие поля в программе вводим характеристики из инструкции к динамику или ищем в базе данных программы свой динамик. Выбираем тип корпуса, который хотим построить, и объем, рекомендуемый в инструкции. Программа выдаст размеры всех стенок сабвуферного корпуса. В инструкциях ко многим динамикам уже указываются размеры и виды рекомендуемых ящиков. Если форма сабвуферного корпуса, указанного в инструкции, подходит, то можно обойтись без программы. Для каждого динамика требуется индивидуальный расчёт объема корпуса, размера и расположения порта. Для корпуса сабвуфера не имеет значения форма, важен объем для получения тех или иных характеристик звука.

Изготовление сабвуфера включает в себя несколько этапов

Вырезаем стенки ящика согласно размерам. Вырезать следует, тщательно соблюдая размеры, чтобы при сборке щели были как можно меньше.

Собираем стенки вместе, промазывая стыки герметиком и закручивая саморезы через каждые 5 см.

Стыки ещё раз промазываем герметиком снаружи и внутри. Если останется даже очень маленькая дырочка, через нее при работе динамика будет слышен свист.

Вырезаем в удобном месте отверстие для акустического терминала (клеммы для проводов).

Вырезаем отверстие для динамика.

Если ящик с фазоинвертором, то крепим фазоинверторный порт в соответствующее отверстие так же с помощью эпоксидной смолы.

Чтобы защитить корпус из ДВП или ДСП от влаги, материал лучше покрыть краской или лаком, лучше нитро.

Обтягиваем карпетом корпус, не забывая оставить отверстия для динамика и терминала.

Устанавливаем акустический терминал на свое место. Крепим его саморезами, изнутри можно промазать эпоксидной смолой.

Крепим на клеммы внутри терминала два провода. Другой стороной провода присоединяем к клеммам динамика. Они должны иметь ровно ту длину, которая требуется для удобного подсоединения динамика.

Вставляем динамик на свое место. В стык между динамиком и плоскостью ящика кладем уплотнительную прокладку. Если в комплекте с динамиком не было такой, можно использовать тонкую полоску поролона или уплотнитель для окон.

Крепим динамик саморезами из комплекта динамика или обычными саморезами по дереву.

На фото — сабвуферный корпус с фазоинвертором для динамика BLAUPUNKT размером 12″ (слева). Объем корпуса — 70 литров, это максимальный рекомендованный в инструкции объем для этого динамика. Большой объем позволяет получить хорошее звуковое давление для прослушивания электронной музыки.

Активный домашний сабвуфер своими руками

Началось все с того, что полтора года назад купил двенадцатидюймовый низкочастотный динамик с целью собрать автомобильный сабвуфер. Но времени не хватало, и динамик залежался у меня в квартире. И вот полтора года спустя, наконец, решился собрать, но не автомобильный, а активный домашний сабвуфер. В этой статье буду описывать пошаговую инструкцию по расчету и сборке сабвуферов такого типа.

1. Расчет и конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для расчета корпуса сабвуфера нам понадобятся:

  • Параметры Тиля-Смолла для громкоговорителя,
  • Программа для расчета акустических оформлений JBL Speakershop

1.1.Измерение параметров Тиля-Смолла для громкоговорителя

Обычно эти параметры указываются производителем в паспорте громкоговорителя или на их сайте. Но сейчас большинство громкоговорителей, продающихся на рынках (в том числе и мой громкоговоритель), не имеют указанных этих параметров или не соответствуют им (несмотря на многочисленные попытки, мне так и не удалось найти мой динамик в интернете, а о параметрах Тиля-Смолла уже и речи не могло быть). Поэтому нам придется измерять все самому.

Для этого нам понадобится:

  • Компьютер или ноутбук с ХОРОШЕЙ (то есть с линейной АЧХ) звуковой картой,
  • Программный генератор звукового сигнала, использующий выход наушников звуковой карты (мне лично нравится программа NCH Tone Generator),
  • Вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ,
  • Ящик с фазоинвертором,
  • Резистор 150-220 Ом,
  • Разъемы, провода и т д……..

1.1.1. Сначала проверим линейность АЧХ звуковой карты. Существует большое количество программ, которые автоматически измеряют АЧХ в диапазоне 20-20000Гц (при подключенном состоянии выхода наушников к входу микрофона звуковой карты). Но здесь я буду описывать ручной метод измерения АЧХ в диапазоне 10-500Гц (для измерения параметров Тиля Смолла низкочастотного излучателя важен только этот диапазон). Если под рукой не оказался вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ, не расстраивайтесь, можно использовать обычный недорогой мультиметр (Тестер). Обычно такие мультиметры измеряют переменное напряжение с точностью 0,1В а постоянное напряжение с точностью 0,1 мВ. Чтобы измерять переменное напряжение порядка несколько мВ, нужно всего лишь поставить диодный мост перед входом мультиметра и измерять в режиме вольтметра постоянного напряжения в диапазоне до 200мВ.

Сначала подключаем вольтметр к выходу наушников (Или к правому, или к левому каналу).

Отключаем все звуковые эффекты и эквалайзеры, открываем свойства динамиков и ставим уровень громкости на 100%.

Открываем программу NCH Tone Generator, нажимаем “Options”, в “Tone Interval” выбираем “Frequency”, и ставим шаг на 1Гц.

Закрываем “Options”, ставим уровень громкости на 100%, ставим начальную частоту на 10Гц и нажимаем “Play”. Кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц.

При этом смотрим на значение напряжения на вольтметре. Если максимальная разница амплитуды находится в пределах 2дБ (1,259 раза), то такая звуковая карта годится для измерения параметров динамика. У меня, например, максимальное значение составляло 624мВ, а минимальное 568мВ, 624/568=1,09859 (0,4дБ), что вполне допустимо.

1.1.2. Перейдем к долгожданным параметрам Тиля-Смолла. Минимум параметров, по которым можно рассчитать и сконструировать акустическое оформление (в данном случае сабвуфер) это:

  • Резонансная частота (Fs),
  • Полная электромеханическая добротность (Qts),
  • Эквивалентный объем (Vas).

Для более профессионального расчета понадобится еще больше параметров, такие как механическая добротность (Qms), электрическая добротность (Qes), чувствительность (SPL), и т д.

1.1.2.1. Определение резонансной частоты (Fs) громкоговорителя.

Собираем вот такую схему.

Динамик при этом должен находиться в свободном пространстве как можно подальше от стен, пола и потолка (я повесил его с люстры). Снова открываем программу NCH Tone Generator, настаиваем громкости так, как было описано выше, ставим начальную частоту на 10Гц и начинаем плавно, шагом 1Гц увеличивать частоту. При этом опять же смотрим на значение вольтметра, которое сначала будет возрастать, достигнет максимальной точки (Umax) на частоте собственного резонанса (Fs), и начнет уменьшаться до минимальной точки (Umin). При дальнейшем увеличении частоты напряжение будет плавно возрастать. График зависимости напряжения (активного сопротивления динамика) от частоты сигнала имеет такой вид.

Та частота, на которой значение вольтметра максимальная, и есть приблизительная резонансная частота (при шаге 1Гц). Чтобы определить точную резонансную частоту, нужно в области приблизительной резонансной частоты менять частоту шагом уже не на 1Гц, а 0,05Гц (точность 0,05Гц). Записываем резонансную частоту (Fs), минимальное значение вольтметра (Umin), значение вольтметра на резонансной частоте (Umax) (в дальнейшем они пригодятся для расчета следующих параметров).

1.1.2.2. Определение полной электромеханической добротности (Qts) громкоговорителя.
Находим UF1,F2 по следующей формуле.

Изменяя частоту, добиваемся значений вольтметра соответствующих напряжению UF1,F2. Частот будет две. Одна ниже резонансной частоты(F1), другая выше (F2).

Проверять правильность расчетов можно этой формулой.

Если разница Fs’ и Fs не превышает 1Гц, то смело можно продолжить измерения. Если нет, то надо все сделать сначала. Находим механическую добротность (Qms) по этой формуле.

Электрическую добротность (Qes) находим по этой формуле.

И наконец, определяем полную электромеханическую добротность (Qts) по этой формуле.

1.1.2.3. Определение эквивалентного объема (Vas) громкоговорителя.

Для определения точного эквивалентного объема нам понадобится заранее изготовленный, прочный, герметичный ящик-фазоинвертор с отверстием для нашего динамика.

Объем ящика зависит от диаметра динамика, и выбирается согласно этой таблицы.

Закрепляем динамик к ящику и подключаем к схеме описанной выше (Рис.9). Опять открываем программу NCH Tone Generator, ставим начальную частоту на 10Гц и кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц. При этом смотрим на значение вольтметра, которое опять же начнет возрастать до частоты FL ,потом уменьшаться, достигнув минимальной точки на частоте настройки фазоинвертора (Fb), снова возрастать и достичь максимальной точки на частоте FH, потом уменьшатся и снова медленно возрастать. График зависимости напряжения от частоты сигнала имеет вид двугорбого верблюда.

И наконец, находим эквивалентный объем (Vas) по этой формуле (где Vb-объем ящика с фазоинвертором).

В результате всех моих измерений я получил следующие параметры для моего динамика:

  • Fs=30.75 Гц
  • Qts=0.365
  • Vas=112.9≈113 л

1.2.Моделирование и расчет корпуса (ящика) сабвуфера программой JBL Speakershop.

Существует несколько вариантов акустических оформлений, из которых наиболее распространены следующие варианты.

Тип акустического оформления выбирается исходя от параметров Тиля-Смолла громкоговорителя. Если Fs/Qts<50, то такой громкоговоритель можно использовать исключительно в закрытом оформлении, если Fs/Qts>100, то исключительно в Vented box или Band-pass или Closed box. Если 50

Сначала скачиваем и устанавливаем программу JBL Speakershop. Эта программа написана для Windows XP и не работает в Windows 7. Чтобы заставить программу работать в Windows 7, нужно скачать и установить виртуальную машину Windows Virtual PC-XP Mode (скачать можно с официального сайта Microsoft), и запустить установку JBL Speakershop через нее. Открывать JBL Speakershop тоже нужно через виртуальную машину. После открывания программы видим вот такой интерфейс.

Нажимаем “Loudspeaker” и выбираем “Parameters—minimum”, в открытом окне пишем, соответственно, значение резонансной частоты (Fs), значение эквивалентного объема (Vas), значение полной электромеханической добротности (Qts) и нажимаем “Accept”.

При этом программа предложит два оптимальных (с наиболее ровной АЧХ) варианта, один в закрытом оформлении (Closed box), другой в Vented box (ящик с фазоинвертором). Нажимаем “plot”(и в области Vented box и в области Closed box) и смотрим на график АЧХ. Выбираем то оформление, АЧХ которого наиболее подходит к нашим требованиям.

В моем случае это Vented box, поскольку на низких частотах (20-50Гц) у Closed box спад амплитуды намного больше, чем у Vented box (Рисунок выше).

Если объем ящика в оптимальном варианте устраивает, то можно построить ящик с таким объемом и насладится звучанием сабвуфера. Если нет (при слишком больших объемах), то нужно задать свой объем (чем ближе к оптимальному объему, тем лучше) и рассчитать оптимальную частоту настройки фазоинвертора.

Для этого в области Vented box нажимаем “Custom”, в открывшемся окне пишем свой объем ящика, нажимаем “Optimum Fb” (при этом программа рассчитает оптимальную частоту настройки фазоинвертора, при котором АЧХ акустического оформления будет наиболее линейной) а потом “Accept”.

Нажимаем “Box” и выбираем “Vent…”, в открывшемся окне в области “Custom” пишем диаметр трубы (Dv), который будем использовать в качестве фазоинвертора. Если будем использовать два фазоинвертора, то ставим точку на “Area” и пишем суммарную площадь сечения труб.

Не забываем рассчитать минимальный диаметр трубы фазоинвертора по этой формуле, где Ds-диаметр динамика (от центра подвеса) (мм), Xmax-максимальный ход подвижной системы (мм), Fb-частота настройки фазоинвертора (Гц).

Нажимаем “Accept” и в области “Custom” на строке Lv появится длина трубы фазоинвертора. Теперь, когда мы знаем внутренний объем ящика, диаметр и длину трубы фазоинвертора, то смело можно перейти к конструированию акустического оформления, однако если уж очень хочется узнать оптимальное соотношение сторон ящика то можно нажать “Box”, выбрать “Dimensions…”.

1.3.Конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для получения высококачественного звучания необходимо не только правильно рассчитать, но и тщательно изготовить корпус акустического оформления. После определения внутреннего объема ящика, длины и диаметра трубы фазоинвертора, можно смело поступить к изготовлению корпуса сабвуфера. Материал ящика должен быть достаточно прочным и жестким. Наиболее подходящий материал для корпусов акустических оформлений большой мощности является двадцатимиллиметровый МДФ. Стены ящика крепятся друг к другу саморезами, а щели между ними намазываются герметиком или силиконом. После изготовления ящика делаются отверстия для ручек, и приступают к отделке внешней поверхности. Все неровности выровняются с помощью замазки или эпоксидной смолы (в замазку я добавляю немножко клея ПВА, что предотвращает появление трещин со временем и снижает уровень вибраций). После высыхания замазки поверхности нужно отшлифовать до получения идеально ровных стен. Готовый ящик можно как покрасить, так и покрыть самоклеющейся декоративной пленкой, или просто приклеить плотную ткань. Изнутри к стенам ящика клеится звукопоглощающий материал, состоящий из ваты и марли (в моем случае я приклеил ватину). В качестве фазоинвертора можно использовать пластиковую канализационную трубу или бумажную стержень от разных рулонов, а так же готовый фазоинвертор который можно купить почти в любом музыкальном магазине.

Корпус активного сабвуфера состоит из двух отсеков. В первом отсеке располагается собственно громкоговоритель, а во втором вся электрическая часть (формирователь сигнала, усилитель, блок питания……). В моем случае я расположил блок сумматоров и блок фильтров в отдельном отсеке от блока усилителя мощности, блока питания и блока охлаждения. Изнутри к стенам отсека блока сумматоров и блока фильтров приклеил фольгу, которую подключил к земле (GND). Фольга предотвращает воздействие внешних полей и уменьшает уровень шумов.

Если будете использовать мои печатные платы, то эти отсеки должны иметь следующие размеры.

2. Электрическая часть активного сабвуфера

Перейдем к электрической части активного сабвуфера. Общая схема и принцип работы устройства представляется этой схемой.

Устройство состоит из четырех блоков, собранных на отдельных печатных платах.

Сначала звуковой сигнал поступает в блок сумматоров (Summators), где происходит суммирование сигналов правого и левого каналов. Потом поступает в блок фильтров (Subwoofer driver), где идет формирование сигнала сабвуфера, что включает в себя регулятор громкости, subsonic filter (фильтр инфра низких частот), bass booster (увеличение громкости на определенной частоте) и Crossover (фильтр нижних частот). После формирования сигнал поступает в блок усилителя мощности (Power amplifier), а потом в громкоговоритель.
Обсудим эти блоки по отдельности.

2.1.Блок сумматоров (Summators)

2.1.1.Схема

Сначала рассмотрим схему сумматоров, приведенную на рисунке ниже.

Звуковой сигнал с внешних устройств (компьютер, CD-плеер……..) поступает в блок сумматоров, который имеет 6 стерео входов. 5 из них представляют собой обычные линейные входы, отличающийся друг от друга только типом разъема. А шестой это высоковольтный вход, к которому можно подключать выход динамиков (например, музыкальный центр или автомагнитола, которые не имеют линейного выхода). Каждый вход имеет отдельный сумматор на операционных усилителях, смещающий сигналы правого и левого каналов, что предотвращает поступление звукового сигнала с одного внешнего устройства в другую, при этом дает возможность одновременно подключать к сабвуферу несколько внешних устройств. А также имеются выходы (5 выходов, 6-ой просто не поместился на плате, поэтому и не поставил), которые дают возможность подать тот же сигнал, который поступает в сабвуфер, к входу широкополосной стерео системе. Это очень удобно, когда источник звука имеет только один выход.

2.1.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (5шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные), но если уж очень хочется, можно поставить специальные аудио конденсаторы (конденсаторы, предназначенные для использования в высококачественных аудио системах). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Катушки L1-L4 содержат 20 витков, намотанных медным проводом с диаметром 0,7мм, на стержне гелевой ручки (3мм). Также использованы разъемы типов RCA, 3.5mm audio jack, 6.35mm audio jack, XLR, WP-8.

2.1.3.Печатная плата

Печатная плата изготовлена по лазерно-утюжной технологии. После пайки деталей печатную плату следует покрыть цапонлаком, чтобы избегать от окисления меди. Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

2.1.4.Фото готового блока сумматоров

Питается блок сумматоров от двухполярного источника питания напряжением ±12В. Входное сопротивление составляет 33кОм.

2.2.Блок фильтров (Subwoofer driver)

2.2.1.Схема

Рассмотрим схему драйвера сабвуфера, приведенную на рисунке ниже.

Суммированный сигнал с блока сумматоров поступает в блок фильтров, который состоит из следующих частей:

  • Регулятор громкости (volume regulator),
  • Фильтр инфра низких частот (subsonic filter),
  • Усилитель баса определенной частоты (bass booster),
  • Фильтр нижних частот (crossover).

Регулирование громкости происходит на двух уровнях. Первый при входе сигнала в блок фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока сумматоров, второй при выходе сигнала с блока фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока фильтров. Регулируется громкость с помощью переменного резистора VR3. После первого уровня регулирования громкости сигнал поступает в так называемый “бас бустер”, представляющее собой устройство, которое увеличивает амплитуду сигналов определенной частоты. То есть, если частота настройки бас бустера вставлен, например на 44Гц, а уровень усиления на 14дБ, то АЧХ имеет такой вид (Ряд1).

Частота настройки бас бустера вставляется при помощи переменного резистора VR5 (в пределах 25…125Гц), а уровень усиления резистором VR4 (в пределах 0…+14дБ). После бас бустера сигнал поступает в фильтр инфранизких частот (subsonic filter), который представляет собой фильтр, срезающий нежелательные, ультранизкие сигналы, которые уже не слышимы для человека, но могут сильно перегрузить усилитель, тем самым уменьшая действительную выходную мощность системы. Частота среза фильтра регулируется с помощью переменного резистора VR2 в пределах 10…80Гц. Если, например, частота среза вставлена на 25Гц, то АЧХ имеет следующий вид.

После фильтра инфранизких частот сигнал поступает в фильтр нижних частот (crossover), который срезает верхние, ненужные для сабвуфера (средние + высокие) частоты. Частота среза регулируется при помощи переменного резистора VR1 в пределах 30…250Гц. Крутизна затухания составляет 12дБ/октава. АЧХ имеет такой вид (при частоте среза 70Гц).

2.2.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (2шт.), TL072 (1шт.) и NE5532 (1шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Также использованы три сдвоенных (50кОм-2шт., 20кОм-1шт.) и два счетверенных переменных (50кОм-6шт.) резисторов. В качестве счетверенных переменных резисторов можно использовать два сдвоенных.

2.2.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

2.2.4.Фото готового блока фильтров

Питается блок фильтров от двухполярного источника питания напряжением ±12В.

2.3.Блок усилителя мощности (Power amplifier).

2.3.1.Схема

В качестве усилителя мощности используется усилитель Энтони Холтона с полевыми транзисторами в выходном каскаде. Статей описывающих принцип работы, сборку и настройку усилителя в интернете очень много. Поэтому я ограничусь вложением схемы и моей версии печатной платы.

2.3.2.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи. Питается блок усилителя мощности от двухполярного источника питания напряжением ±50…63В. Выходная мощность усилителя зависит от напряжения питания и числа пар полевых транзисторов (IRFP240+IRFP9240) в выходном каскаде.

2.4. Блок питания и блок охлаждения (Power supply)

2.4.1.Схема

2.4.2.Компоненты

В качестве трансформатора питания можно использовать как готовый, так и самодельный трансформатор мощностью приблизительно 200Вт. Напряжения вторичных обмоток показаны на схеме.

Диодный мост Br2 рассчитан на ток 25А. Конденсаторы C1…C12,С29…С31 должны иметь номинальное напряжение 25В. Конденсаторы C13…C28 должны иметь номинальное напряжение 63В (при напряжении питания ниже 60В), или 100В (при напряжении питания выше 60В). В качестве неполярных конденсаторов лучше использовать пленочные конденсаторы. Все резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт. Терморезистор R5 намазывается термопастой и прикрепляется к радиатору усилителя. Рабочее напряжение вентилятора 12В.

2.4.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

3.Заключительный этап сборки сабвуфера

файлы к статье

Григорян Гор (cd4028)

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Блок сумматоров
U1-U5 Операционный усилитель TL074 5 Поиск в Aliexpress В блокнот
C1-C4, C15, C16, C25-C27, C29, C39-C42 Электролитический конденсатор 10 мкФ 14 Поиск в Aliexpress В блокнот
C5-C10, C23, C24, C28, C30, C35-C38 Конденсатор 33 пФ 14 Поиск в Aliexpress В блокнот
C11-C14, C19-C22, C31-C34 Конденсатор 0.1 мкФ 12 Поиск в Aliexpress В блокнот
C17, C18 Электролитический конденсатор 470 мкФ 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R1, R2 Резистор 390 Ом 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R3, R12 Резистор 15 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R4, R16-R18 Резистор 20 кОм 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
R5, R13-R15 Резистор 13 кОм 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
R6, R10, R23, R24, R31, R33, R40, R41, R46, R47 Резистор 68 кОм 10 Поиск в Aliexpress В блокнот
R7, R11, R21, R22, R32, R34, R37, R38, R45, R48 Резистор 22 кОм 10 Поиск в Aliexpress В блокнот
R8, R9, R25, R26, R29, R30, R39, R42, R49, R50 Резистор 10 кОм 10 Поиск в Aliexpress В блокнот
R19, R20, R27, R28, R35, R36, R43, R44 Резистор 22 Ом 8 Поиск в Aliexpress В блокнот
L1-L4 Катушка индуктивности 20×3мм 4 20 витков, провод 0.7мм, оправа 3мм Поиск в Aliexpress В блокнот
L5-L13 Катушка индуктивности 100 мГн 10 Поиск в Aliexpress В блокнот
Блок фильтров
U1 Операционный усилитель TL072 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
U2, U4 Операционный усилитель TL074 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
U3 Операционный усилитель NE5532 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C1-C5, C7-C10, C15-C17, C20, C23 Конденсатор 0.1 мкФ 14 Поиск в Aliexpress В блокнот
C6 Конденсатор 15 нФ 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C11-C14 Конденсатор 0.33 мкФ 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
C21, C22 Конденсатор 82 нФ 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
VR1-VR3, VR5 Переменный резистор 50 кОм 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
VR4 Переменный резистор 20 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R1, R3, R4, R6 Резистор 6.8 кОм 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
R2, R10, R11, R13, R14 Резистор 4.7 кОм 5 Поиск в Aliexpress В блокнот
R5, R8 Резистор 10 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R7, R9 Резистор 18 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R12, R15-R17, R20, R22, R26, R27 Резистор 2 кОм 8 Поиск в Aliexpress В блокнот
R18, R25 Резистор 3.6 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R19, R21 Резистор 1.5 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R23, R24, R30, R31, R33 Резистор 20 кОм 5 Поиск в Aliexpress В блокнот
R28 Резистор 13 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R29 Резистор 36 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R32 Резистор 75 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R34, R35 Резистор 15 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
L1-L8 Катушка индуктивности 100 мГн 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Блок усилителя мощности
T1-T4 Биполярный транзистор 2N5551 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
T5, T9, T11, T12 Биполярный транзистор MJE340 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
T7, T8, T10 Биполярный транзистор MJE350 3 Поиск в Aliexpress В блокнот
T13, T15, T17 MOSFET-транзистор IRFP240 3 Поиск в Aliexpress В блокнот
T14, T16, T18 MOSFET-транзистор IRFP9240 3 Поиск в Aliexpress В блокнот
D1, D2, D5, D7 Выпрямительный диод 1N4148 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
D3, D4, D6 Стабилитрон 1N4742 3 Поиск в Aliexpress В блокнот
D8, D9 Выпрямительный диод 1N4007 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
C1, C21-C24, C30, C31 Конденсатор 0.47 мкФ 6 Поиск в Aliexpress В блокнот
C2, C3 Электролитический конденсатор 22мкФ 16В 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
C4, C8, C11, C17 Конденсатор 470 пФ 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
C5 Конденсатор 1 мкФ 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C6, C7 Электролитический конденсатор 470мкФ 16В 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
C9 Электролитический конденсатор 47мкФ 25В 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C10, C16 Электролитический конденсатор 220мкФ 100В 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
C12-C14, C29 Конденсатор 22 пФ 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
C15 Конденсатор 0.22 мкФ 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
С18-С20, C25-C27 Электролитический конденсатор 330мкФ 100В 6 Поиск в Aliexpress В блокнот
C28 Конденсатор 0.1 мкФ 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
F1 Предохранитель 10А 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Блок питания и блок охлаждения
U1 Линейный регулятор LM78L12 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
U2 Линейный регулятор LM79L12 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
OP1 Операционный усилитель LM324 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
D1-D8 Выпрямительный диод 1N4007 8 Поиск в Aliexpress В блокнот
Br2 Диодный мост D25SBA60 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
T1 Биполярный транзистор BC337 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C1, C3, C5, C7, C9, C11, C30 Электролитический конденсатор 1000 мкФ 7 Поиск в Aliexpress В блокнот
C2, C4, C6, C8, C10, C12, C22, C24, C26, C28, C31 Конденсатор 0.1 мкФ 11 Поиск в Aliexpress В блокнот
C13, C15, C17, C19, C21, C23, C25, C27 Электролитический конденсатор 6800 мкФ 8 Поиск в Aliexpress В блокнот
C14, C18 Конденсатор 1 мкФ 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
C16, C20 Конденсатор 0.47 мкФ 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R1, R2 Резистор 2.2 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
R3 Резистор 47 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R4 Резистор 10 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R5 Терморезистор 47 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
VR1 Подстроечный резистор 100 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Tr1 Трансформатор 200 Ватт 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
F1 Предохранитель 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
M1 Вентилятор 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Добавить все

Теги:

  • Сабвуфер
  • Sprint-Layout

Мне нужен дешевый и мощный сабвуфер для моих динамиков, и вместо того, чтоб тратить на это деньги, я решил собрать самодельный САБ из обычной колонки в домашних условиях. Я нашел 10-дюймовый Pioneer TS-W255C всего за 800 рублей и расскажу, как сделать сабвуфер своими руками.

Что вам понадобится:

  • Старый блок питания от компьютера (мощность зависит от того, насколько большой у вас сабвуфер/усилитель)
  • Автомобильный усилитель (что-то, что сможет быть мостом и имеет встроенный кроссовер)
  • Сабвуфер. Здесь выбор довольно большой, но большинство автомобильных сабвуферов сделаны плохо. Ищите тяжелый магнит в причудливом корпусе.
  • Динамики
  • 18-миллиметровая ДВП, зависит от размера вашего сабвуфера
  • Несколько толстых проводов для динамиков

Шаг 1: Дизайн

Чтобы правильно спроектировать и спланировать такой корпус мне понадобится, я использовал Google Sketchup. Объем и габариты корпуса я вычислил используя WinISD. У меня вышел корпус кубической формы со стороной 35 см, что дало возможность использования на частоте вплоть до 32 Гц.

Как вы видите, в моем варианте присутствует порт в углу. Это для того, чтобы получить минимально возможную частоту.

Вам нужно сделать такой корпус, чтобы получить плоскую и наименьшую частоту. WinISD — это довольно продвинутая программа, поэтому вам лучше посмотреть несколько ознакомительных видео.

Помните, что объем порта исключается из объема корпуса (совместите объемы порта и объем корпуса вместе, а затем посчитайте размеры)

Программы

  • WinISD — Чтобы использовать это, вам нужно знать параметры Тиля — Смолла вашего динамика
  • Толщину стенки и приблизительный объем корпуса нужно высчитать самому, а не полагаться на показания WinISD.

Шаг 2: Вырежьте стенки корпуса

Это довольно простой шаг. Вырежьте стенки необходимого размера из ДВП.

Предохранитель для динамика я сделал из неопрена — это довольно дешево. Я просто вырезал круг нужного размера ножом, это загерметизирует область вокруг динамика.

Шаг 3: Сделайте порт

Я сделал порт из 110-миллиметрового пластикового желоба.

Иные варианты это щелевой или круглый порт, но в моем случае такой подошел лучше всего.

Шаг 4: Склейте корпус

Я использовал много клея для дерева, а затем скрепил корпус струбцинами на ночь. Я не использовал гвозди и винты, клей отлично справился.

Шаг 5: Установка порта

Я приклеил порт к корпусу при помощи клея и силиконового герметика.

В этот момент я, вероятно, должен был закрепить свободный конец каким-то поперечным крепежом, чтобы предотвратить вибрацию, но порт, кажется, стоит довольно крепко. Чтобы понимать масштаб — вы могли бы спокойно засунуть руку в этот порт.

Шаг 6: Отверстие для динамика

Я вырезал отверстие и отшлифовал его, чтобы получился хороший закругленный край. Это изображение хорошо показывает размер сабвуфера. Для шлифовки я использовал маленькую шлифовальную машину с наждачной бумагой разной зернистости, пока поверхность не стала гладкой.

Шаг 7: Покраска корпуса

Сначала нужно загрунтовать поверхность в несколько слоев. После этого я покрыл корпус черной автомобильной краской из баллончика.

Лучше всего будет загрунтовать поверхность, а затем оставить высыхать на ночь. После этого шлифовать поверхность, пока она не станет гладкой на ощупь. Это придаст поверхности красивый глянцевый вид.

Шаг 8: Обработка внутренней части корпуса

Не знаю, что это за материал, но мне показалось, что это изоляция. Я использовал строительный степлер чтобы закрепить слой материала на каждой из стенок.

Это должно сделать корпус менее бумкающим, поскольку стоячие волны и резонанс ограничены, что приводит к более резким басам, но слишком много изоляции добавлять не нужно — это уменьшит внутренний объем и испортит ваши расчеты.

Шаг 9: Питание

Блок питания от старого ПК 500 Вт с проводами заземления и 12 В, соединенными вместе, а также универсальный автомобильный усилитель Lanzar Heritage мощностью 2000 Вт хорошо работают с сабвуфером.

Просто соедините зеленый провод на блоке питания с проводами заземления на усилителе, и если ваш усилитель имеет REM, подключите его к 12 В, чтобы он включился от источника питания.

Шаг 10: Все сделано

Конечный продукт дает неплохой бас, а 11-миллиметровый xmax чертовски впечатляет.

В целом, сабвуфер для дома своими руками вышел довольно дешевым — около 2500 рублей.

Возможные улучшения:

  • Небольшая настройка порта, на полной громкости низкие ноты сдвигают так много воздуха, что есть небольшое чавканье, но это не большая проблема.
  • Можно добавить ножки, чтобы уменьшить вибрацию.
  • Выровнять динамик. Если бы я сделал двойную стенку из ДВП спереди, я мог бы утопить динамик внутрь, чтобы он не торчал, что улучшило бы силу.
  • Можно поставить усилитель и блок питания внутрь корпуса, но мне кажется, что усилия того не стоят. Нужно будет возиться с кроссоверами и проверять температуру и т.д., но он будет выглядеть лучше.

Сабвуфер своими руками

Низкочастотная акустическая система является составной частью любого звукового комплекса. Сочные и насыщенные басы заставляют по-иному звучать колонки для музыкального центра, компьютера или автомобильного салона. Басовую колонку можно купить в специализированном магазине или сделать самостоятельно. Акустика любого типа бывает – пассивная и активная. Пассивная колонка представляет собой ящик, в котором установлен низкочастотный динамик. На одну из стенок конструкции выведены клеммы для подключения внешнего источника звукового сигнала.

Как правило, для работы пассивной конструкции требуется усилитель низкой частоты, так как большинство устройств для воспроизведения звука не обеспечивают уровень сигнала, достаточный для нормальной работы мощного громкоговорителя. Любую акустическую систему можно сделать самостоятельно, но для изготовления активной колонки потребуется усилитель. Чтобы изготовить сабвуфер своими руками нужно сначала приобрести низкочастотный динамик, так как расчёты корпуса выполняются по электродинамической головке.

Пассивный сабвуфер своими руками

Как сделать простой пассивный сабвуфер.Такая конструкция представляет собой корпус, в котором установлена низкочастотный динамик. Объём корпуса обычно измеряется в литрах и зависит от диаметра динамической головки и конструкции корпуса. На корпусе пассивной колонки нет никаких регулировок, а на задней или боковой стенке находится контактная колодка для подключения источника звукового сигнала.Ящик для низкочастотной колонки может быть изготовлен по одной из трёх схем:

  • Закрытая конструкция
  • Акустический фазоинвертор
  • Бандпасс

Закрытая конструкция ящика является самым простым решением. Объём корпуса легко высчитывается, а сборка конструкции не представляет сложности даже для начинающего мастера. Чтобы сделать самодельный саб потребуется небольшое количество деталей простой формы. Верхнюю, нижнюю и две боковых стенки можно вырезать одинакового размера. В передней стенке вырезается отверстие для установки динамика, а в заднюю стенку врезается колодка с контактами.Внутренний объём закрытого ящика зависит от типа громкоговорителя. Габариты корпуса низкочастотной колонки можно определить из следующей таблицы:

  • Динамик 20 см – 8-12 литров
  • Динамик 25 см – 13-14 литров
  • Динамик 30 см – 25-38 литров
  • Динамик 38 см – 39-58 литров

Кроме простой конструкции закрытый ящик выдаёт чёткий, быстрый бас и обладает сравнительно ровной амплитудно-частотной характеристикой.

Как сделать сабвуфер своими руками схема. На рисунке изображена акустическая низкочастотная система, рассчитанная под громкоговоритель 15 дюймов или 38 санитметров. Корпус изготовлен из материала толщиной 20 мм. Переднюю стенку рекомендуется сделать двойной толщины. Колодку с контактами для подключения кабеля от источника звука можно установит на задней стенке устройста. Для увеличения акутического объема колонки, её внутренность заполняется демпфером. Для этого можно использовать обыкновенную вату, которая набивается в марлевый мешок, или синтепон. На нижнюю стенку нужно привернуть саморезами резиновые ножки. Как изготовить сабвуфер закрытого типа. После того, как выбор динамической головки сделан, нужно подготовить материал.

Для низкочастотных акустических систем обычно используется многослойная хорошо проклеенная фанера или мелкодисперсная фракция (МДФ). Для домашней колонки можно так же использовать ДСП. В автомобильную акустику этот материал лучше не применять, так как от постоянной тряски и вибрации и повышенной влажности крепёжные элементы будут самопроизвольно выворачиваться, и колонка может разрушиться. При сборке мощной акустической системы фанеру, даже многослойную, использовать не рекомендуется. При сильной вибрации конструкции фанерный ящик будет резонировать, что создаст неприятные звуковые обертоны при прослушивании музыки.

Как сделать мощный сабвуфер своими руками

Чтобы собрать мощный сабвуфер своими руками можно воспользоваться конструкцией колонки с акустическим фазоинвертором. Принцип работы акустического фазоинвертора объясняет следующий пример. При подаче на динамик синусоидального сигнала звуковой частоты, на положительную полуволну происходит движение диффузора вперёд, а на отрицательную – назад. Поэтому излучаемые волны находятся в противофазе. Акустический фазоинвертор, благодаря своей конструкции,»переворачивает» отрицательную полуволну и отражает её на слушателя. Таким образом, человек воспринимает две фазированные полуволны. При этом громкость акустической системы возрастает.

По сравнению с закрытым ящиком уровень громкости фазоинверторной конструкции будет больше в 1,5-2 раза.Это происходит за счёт высокого КПД. Добиться, в конструкции, идеального совпадения по фазе двух полуволн очень сложно. Поэтому при прослушивании музыки на акустической системе с фазоинвертором, бас будет не такой чёткий, как из закрытого ящика, а немного «размазанным». Конструкцию с акустическим фазоинвертором можно сделать самостоятельно.

Делаем сабвуфер своими руками. Внутренний объём колонки с фазоинвертором, для одного типа громкоговорителя, примерно в два раза больше, чем для закрытого ящика. Для динамика диаметром 8 дюймов (20 см) объём колонки с фазоинвертором будет от 20 до 35 литров, а для громкоговорителя 12 дюймов (30 см) – 45-80 литров. Причём это «чистый» объём, исключающий место занятое динамической головкой. Акустический фазоинвертор (ФИ) может иметь форму щели. В этом случае его внутренняя часть образуется дополнительными плоскостями, которые образуют отражающие поверхности. Настройка акустического ФИ определяется резонансной частотой динамической головки, поэтому бесполезно начинать делать корпус, не имея громкоговорителя с известной резонансной частотой. Частота резонанса ФИ должна быть на 1/3 ниже частоты резонанса динамика.

Для расчёта размеров плоскостей существуют специальные формулы. Щелевой инвертор фазы не допускает возможности точной настройки или перестройки по частоте. Поэтому, при изготовлении низкочастотной колонки по чертежу нужно строго соблюдать все указанные размеры. Для повторения конструкции лучше подойдет колонка с цилиндрическим фазоинвертором. Это два отрезка пластмассовой трубы, один из которых может перемещаться внутри другого. Такая конструкция позволяет выполнить настройку фазоинвертора, перемещая подвижную секцию, тем самым изменяя его площадь. Используя вариант колонки с цилиндрическим портом можно сделать сабвуфер для кинотеатра своими руками. Цилиндрические инверторы фазы разных размеров можно купить на радиорынке или в специализированных магазинах.

Из чего можно сделать сабвуфер

Чтобы собрать правильный сабвуфер своими руками нужно не ошибиться в выборе материала. Для изготовления акустической системы можно использовать следующий продукт:

  • Многослойная (корабельная) фанера
  • Мелкодисперсная фракция (МДФ)
  • Древесно-стружечная плита (ДСП)

Для изготовления корпуса мощной акустики подойдёт материал имеющий толщину не менее 18 мм. Найти качественную фанеру такой толщины сложно, поэтому лучше использовать МДФ. ДСП использовать можно, но это будет не самый лучший вариант. Этот материал более рыхлый, поэтому со временем, всё крепёжные элементы разболтаются. Кроме того ДСП не отличается хорошей влагоустойчивостью. Он поглощает атмосферную влагу, отчего быстро разрушается.

Панели из МДФ выпускаются разной толщины, они плохо поглощают влагу и надёжно удерживают крепёж. Можно приобрести панели МДФ с покрытием под дорогие породы дерева. Многие фирмы по продаже пиломатериалов бесплатно выполняют раскрой панелей по чертежам или указанным размерам. Передняя панель, где устанавливается динамическая головка нужно сделать двойной. Это позволит обеспечить конструкции большую жёсткость. Две части передней стенки нужно склеить между собой и зафиксировать саморезами. При сборке низкочастотной акустической колонки нельзя экономить на крепеже, поэтому саморезы вворачиваются через каждый 3-5 см. Для сборки корпуса нужно использовать специальные мебельные шурупы. Сначала в местах крепления насверливаются отверстия диметром меньше чем шуруп, затем туда заливается клей и вворачивается крепёж. Если в колонке установлен очень мощный динамик, то все внутренние углы ящика дополнительно укрепляются брусками треугольной формы. Если корпус будет оклеиваться тканью или отделываться другим способом деревянные поверхности нужно обработать лаком. Это повысит устойчивость конструкции к влаге.

Как сделать маленький сабвуфер

Простой компактный сабвуфер своими руками проще всего сделать в виде закрытого ящика, так как размер такой конструкции будет минимальным. При изготовлении басовой колонки учитывается диаметр громкоговорителя. Этот параметр является определяющим в выборе размера колонки. Чтобы сделать мини сабвуфер своими руками нужно использовать динамики небольшого диаметра. Для самодельной низкочастотной колонки подойдут головки 5 или 6 дюймов. Такие небольшие излучатели не способны выдать полноценный и насыщенный бас, поэтому компактные устройства применяются как дополнение к персональным компьютерам или ноутбукам.

Сделать маленький сабвуфер своими руками можно из любого материала, так как мощность малогабаритных динамиков обычно небольшая и не обязательно использовать толстые панели из МДФ или многослойную фанеру. Для увеличения акустического объема внутреннее пространство корпуса заполняется волокнистым материалом. Маленький саб своими руками можно сделать даже из поликарбоната.

Схема активного сабвуфера своими руками

В конструкцию активной акустической колонки, кроме громкоговорителя входит усилитель низкой частоты. Это позволяет подать на устройство слабый сигнал с линейного выхода любого источника сигнала. Как собрать активный сабвуфер. Конструкция колонки может быть любой, но при вычислении объема корпуса нужно будет учесть не только место занимаемое динамиком, но и размеры усилителя.

Самодельный активный сабвуфер можно использовать, как дома, так и в транспортном средстве. Элементная база интегрального исполнения позволяет собирать усилители низкой частоты без глубоких знаний радиотехники. Устройства имеют простую принципиальную схему, не требуют регулировки и после правильного монтажа сразу начинают работать. Небольшой сабвуфер своими руками можно собрать на микросхемеTDA1519A. Она содержит два усилителя низкой частоты. В данной схеме динамик включен мостом, что обеспечивает при питании от автомобильного аккумулятора 15 ватт на выходе. Сигналы с левого и правого каналов суммируются и подаются на регулятор уровня. Для обрезания высоких частот применяется пассивный LC-фильтр. Можно сделать низкочастотную колонку самостоятельно, а можно сделать сабвуфер активным, используя колонку с динамической головкой. Для этого достаточно установить в корпусе усилитель низкой частоты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *