Изготовление портативной колонки своими руками

Звукоизвлечение и его качество стали неотъемлемой частью эксплуатации современных устройств: телевизоров, компьютеров, смартфонов и др. Встроенные в них динамики не дают должного качества звука: то низкие, то высокие частоты оказываются в дисбалансе общего фона. В таком случае дополнительную акустическую систему можно купить в магазине или узнать, как сделать колонку самостоятельно в домашних условиях.

Колонка

Коротко об устройстве акустики

Первые устройства для извлечения звука были простыми: граммофонные пластинки прослушивали через раструбы или слюдяные мембраны. Качество такого звучания можно услышать в старинных фильмах: на фоне высоких частот, шума, треска и шороха иглы. Следующим этапом развития звукопередающей аппаратуры стало появление динамика (электродинамического излучателя с коническим диффузором) — он был изобретен в 1924 г.

Первые устройства отличали большие размеры и ограниченный диапазон частот. Но для тех времен это было ноу-хау. Со временем динамики модернизировали и производили с использованием современных технологий. Их частотный диапазон оценивался как широкополосный, а позднее появились многополосные.

Для изготовления качественной акустики в нее включают не только динамики, которые лучше передают высокие частоты, но и массивные сабвуферы — для низких. Минимальное количество излучателей в нормальной колонке — 2 шт. Акустическая музыкальная система более высокого класса содержит до 6 шт. и 1 сабвуфер. Современные АС, работающие в режиме «монозвук» практически не выпускаются. Исключение составляют варианты акустики военного и федерального назначения.

На смену «Моно» пришли:

  1. «Стерео». Этот режим обеспечивается двумя каналами, которые содержат весь спектр частот.
  2. «Звук вокруг». У АС в наличии большее количество каналов (4 и выше), которые создают эффект объемного звучания.

Определение размеров

Они играют важную роль для надлежащего исполнения изделия.

Размеры колонки

На линейные параметры влияют:

  • диаметр используемых динамиков (измеряется до края гофрированной обводки);
  • количество динамических излучателей (среднечастотных, сабвуферов и пищалок);
  • специфика применения АС (для квартиры, большой аудитории, на свежем воздухе и т.п.) и др.

Размеры колонки с одним набором излучателей могут быть разными. Если будут использоваться 5-6 шт. (3-4 среднечастотных, 1 высокочастотный твиттер и сабвуфер), колонка должна иметь вертикальную ориентацию. Но существуют частные случаи, когда лучше ее выполнить в горизонтальной развертке. Главным определяющим фактором является общий объем внутреннего пространства фазоинвертора для всех вариантов с одинаковым набором излучателей.

Классическая колонка представляет собой корпус, выполненный из материала, обладающего определенной степенью звукопоглощения.

Стандартные формы колонок:

  • куб;
  • параллелограмм;
  • усеченный конус.

С внутренней стороны внешней панели монтируются динамики (выходом раструба наружу). Для правильной звукопередачи корпус колонки должен иметь объем, сопоставимый с размерами динамиков и их мощностью. Для его расчета существуют различные варианты: от сложных, многоступенчатых формул до стандартных табличных значений.

Колонки в виде параллелограмма

Если новичок в радиоделе решит самостоятельно изготовить колонку, ему можно использовать параметры изделия из соответствующих таблиц.

Пример таблицы для расчета несложных фазоинверторов на 1 или 2 динамических излучателя:

Диаметр динамика без гофры (в см) и количество (в шт.) Объем корпуса (внутренний), в см³
1. 10 12500
2. 12 18000
3. 13 21125
4. 16 32000
5. 2 по 10 25000
6. 2 по 12 36000
7. 2 по 13 42250
8. 1 на 12 и 1 на 10 30500
9. 2 по 16 64000

Разработчики таблицы указывают на приближенность значений. При изготовлении возможно немного (до 5-8 %) отступать от них в одну или другую сторону.

Пример расчета линейных размеров колонки с 2 динамиками 13 см в диаметре при их горизонтальном расположении (один над вторым):

  1. Расстояние между излучателями (от краев): 8 см.
  2. Расстояние от внешних ободков до кромки лицевой панели: 8 см.
  3. Ширина: 13+8+8=29 см.
  4. Высота: 8+13+8+13+8=50 см.
  5. Вычисляется площадь панели: 29х50=1450 см².
  6. Узнаем глубину корпуса. Табличный показатель объема делим на площадь лицевой панели: 42250:1450=29 см.

Подобным способом рассчитываются размеры для сабвуферных колонок и конусных инверторов.

Выбор материалов для изготовления

Этот фактор прямо влияет на качество излучаемого звука. Подбираемый материал должен соответствовать ряду требований и обладать специфическими свойствами.

ДСП

Основные из них:

  1. Низкое звукопоглощение. Материалы с «рыхлой» поверхностью (ДВП, мягкая древесина и др.) будут активно поглощать высокие частоты, что приведет к глухости звука.
  2. Умеренная жесткость. При полной громкости звука устройство не должно подвергаться деформации. Исключаются мягкие пластики, тонкая фанера и т.п.
  3. Легкость. Для переносной блютуз-колонки это важный фактор.
  4. Простота в обработке. Для тех, кто решил изготовить колонку своими руками в домашних условиях, этот фактор необходимо учитывать при подборе инструмента.
  5. Доступная цена. Например, применение черного дерева обеспечивает качественное звучание, но оно дорогое. Если новичок с нуля начинает осваивать радиодело, то ему желательно искать бюджетные материалы.

Акустики-практики рекомендуют остановить свой выбор:

  • на ДСП (древесно-стружечной плите средней плотности);
  • на МДФ (мелкодисперсной фракции средней плотности).

Что понадобится

Для выполнения монтажа самодельной колонки на 2 среднечастотных динамических излучателях понадобится ряд расходных материалов и инструментов.

Комплектующие:

  1. Динамики. Подбираются по требуемым параметрам: извлекаемый частотный диапазон, выходная мощность.
  2. Декоративные решетки для излучателей. Их можно приобрести или изготовить самостоятельно.
  3. Усилитель. Рекомендуется класса D с выходной мощностью на 2 канала до 50 Вт.
  4. Цифровой или светодиодный вольтметр. Он позволяет контролировать уровень заряда аккумулятора при автономной эксплуатации устройства.
  5. Регулятор громкости. Подойдет любой стандартный для устройств подобного типа.
  6. Можно дополнить конструкцию дополнительным аудиовходом.
  7. Гнездо и модуль зарядки. Рекомендуется брать на 14 В.
  8. Переключатель и разъем питания. Подойдут любые стандартные для устройств подобного типа.
  9. Аккумуляторные батареи — 3 шт. х 1,5 В. Необходимо ставить образцы проверенного бренда с одинаковым уровнем заряда.
  10. Блютуз-устройство. Рекомендуется использовать беспроводное. Если проводное, то к нему нужна еще плата питания.

Динамики

Материалы:

  1. ДСП. Площадь заготовки берется с запасом 10% от расчетной.
  2. Мебельные саморезные стяжки. Количество берется из расчета 2-3 шт. на одну грань. Для прямоугольного корпуса понадобится максимум 24 шт.
  3. Шурупы или крепления для задней панели, если она съемная. Количество из расчета 2-3 шт. на грань.
  4. Клей ПВА. Он используется для смазывания скрепляемых поверхностей.

Инструменты:

  • ножовка по дереву;
  • дрель с насадками и сверлами;
  • лобзик по дереву;
  • слесарный нож;
  • отвертка или шуруповерт;
  • кисточка для клея;
  • наждачная бумага;
  • паяльник.

Пошаговая инструкция

Для изготовления колонки необходимо подготовить рабочее место. Оно должно соответствовать основным требованиям техники безопасности:

  1. Иметь рекомендуемые ГОСТом и ТУ освещенность и проветриваемость.
  2. Поблизости должны отсутствовать легковозгораемые предметы и жидкости.
  3. Желательно иметь на месте сборки и тестирования изделия провод заземления.

На момент начала работ необходимо сделать все расчеты и выполнить схемы и чертежи.

Сборка корпуса

Сборка корпуса

Порядок проведения:

  1. На листе ДСП вычерчиваются детали колонки. Дается припуск к полученным расчетным данным на толщину материала.
  2. Детали выпиливаются ножовкой.
  3. На лицевой панели размечается место для установки динамиков. Предполагаемые отверстия обрисовывают циркулем или обводят по шаблону. Они должны быть круглыми и точно подходить под размеры излучателей.
  4. Отверстия под излучатели выпиливаются ручным лобзиком (или подобным электроустройством). Внешние края тщательно зачищаются наждачной бумагой.
  5. Производится сборка верхней, боковых и нижней панелей. Места соединения намазываются клеем ПВА, завинчиваются по 2-3 самореза на каждом соединении. Они должны вкручиваться под прямым углом.
  6. Корпус должен быть герметичным, поэтому склеивающим веществом нужно промазать все швы после завинчивания шурупов.
  7. Если заднюю стенку планируется сделать съемной, то по ее периметру нужно наклеить уплотнитель.
  8. На переднюю панель монтируются излучатели с внутренней стороны и декоративные решетки сверху. Смонтированная панель устанавливается на свое место по аналогии со сборкой каркаса (клей+саморезы).

Включатель и разъем питания

Они подключаются методом припаивания к кейсу батарей вместе с платой защиты.

Включатель колонки

Чтобы все было сделано правильно, необходимо соблюсти ряд условий при установки разъема питания:

  1. Правый контакт можно отогнуть или удалить.
  2. Средний является положительным.
  3. Левый должен идти к заземлению.
  4. Следует в разъем вставить включенное зарядное устройство и мультиметром проверить напряжение. Это позволит убедиться в правильной полярности контактов разъема.
  5. Затем происходит его впайка в цепь защиты.

Подключение к блютуз-модулю

Питание на него подается через выключатель. Так как колонка единственная, стереозвук на модуле сводится в один канал. В этом случае в цепь необходимо вставлять резисторы (по одному на канал). Если подключать один провод, то резистор не нужен. Управление звуком будет осуществляться с передающего устройства (смартфона, планшета и т.п.).

При припайке блютузного модуля нужно использовать тонкий паяльник, т. к. его разъемы небольших размеров. Провод желательно брать из интернет-кабеля.

Подсоединение аккумулятора

Есть различные варианты использования автономных источников питания, но один из более простых и надежных — это применение недорогих аккумуляторных батарей.

Плата защиты используется для предотвращения форсмажорных обстоятельств:

  • короткого замыкания;
  • перезаряда;
  • чрезмерного разряда и др.

Эта плата является обязательным элементом при использовании литий-ионных батарей.

Для удобства сборки и эксплуатации аккумуляторного блока батареи (3 шт.) следует поместить в кейс.

Проверка состояния

Перед креплением собранной схемы в корпусе фазоинвертора необходимо провести проверку ее работоспособности.

Порядок действий:

  1. Для этого следует вставить в кейс батарейки и нажать на выключатель.
  2. При этом блютуз-модуль должен издать характерный писк, свидетельствующий о его подключении.
  3. После звукового сигнала проводится сопряжение модуля со смартфоном.
  4. Если все сделано верно, можно включать музыку.

После положительной проверки устройства осуществляется крепление собранной схемы в корпусе колонки.

Ссылка на основную публикацию