Как сделать пассивный сабвуфер

Обновлено: 07.07.2024

Самодельные колонки – путь к практически неограниченной мощности. Вы можете создать хоть ВЧ-колонки на несколько ватт, хоть сабвуфер на сотни ватт, практически приблизившись к оборудованию, что применяют на танцплощадках и в диско-клубах. Возможности ограничиваются лишь дороговизной самого большого динамика.

Особенности самодельных моделей

Если вы хотите, чтобы соседи вам позавидовали лишь потому, что у вас сверхмощная полу- или профессиональная акустика, то имеет смысл доукомплектовать свои основные стереоколонки мощным сабвуфером, превосходящим их в десятки раз. Особенность низких частот в том, что, в отличие от средних и высоких, они не подвергаются стереоозвучиванию. Значит, и изготавливать две широкополосные колонки, в которых низкочастотные динамики – отдельные, смысла нет.

Главное – подобрать динамики и мощные микросхемы усилителей, а также мощный импульсный блок питания на 100 и более ватт-часов потребляемого количества электричества.

Остальные расходники по сравнению с ними стоят копейки. Уделив особое внимание качеству, пользователь реально соберёт своими руками колонки, служащие десятки лет без особых проблем. В основном стареют лишь полупроводниковые радиоэлементы (диоды, транзисторы, микросхемы).

Инструменты и материалы

Из инструментов для работы потребуются следующие:

дрель с набором свёрл;
болгарка с отрезным по дереву диском;
электролобзик с мелкозубчатой пилой;
шуруповёрт с плоской и фигурной битами.

Материалы для изготовления колонок:

доска ДСП, ДВП или фанерная;
саморезы;
болты и гайки с гравёрными шайбами;
клей универсальный для склеивания дерева, резины и пластика (или мебельные уголки – они предпочтительнее при разборке колонки в случае выхода её из строя);
клей-герметик;
припой, канифоль и паяльный флюс.

Если вы собираете плату усилителя самостоятельно – вам потребуется также фольгированный стеклотекстолит.

Альтернативной является сборка на любой диэлектрической пластине (кроме резины), где дорожки плат паяются из проволоки, а не режутся/вытравливаются на токопроводящем слое (стекло) текстолита.

Радиоэлементы приобретаются согласно схеме усилителя. Кроме основной микросхемы, нужны навесные элементы – резисторы, конденсаторы, диоды, возможно, катушки и дроссели. Дополнительные сверхмощные транзисторы используются в качестве оконечных каскадов – когда мощности основной микросхемы уже не хватает, а мостовое включение оконечных каскадов могло бы помочь пользователю достичь практически неограниченной мощности.

Для намотки самодельных катушек колебательных контуров разделительного фильтра, если колонка – общая, а не для низких частот, потребуются эмальпровод, эпоксидный клей и кусок пластиковой трубы нужного диаметра.

Инструкция по изготовлению

Изготовление колонки – многоэтапный процесс, подразделяющийся на слесарные и электромонтажные работы. Колонка для дома (вернее, для ПК или домашнего кинотеатра) изготавливается по заранее выбранному чертежу. Выберите вариант сабвуфера – мини- или обычный, от этого зависит размер ящика, изготавливаемого в начале работ.

Сборка корпуса

Чтобы собрать корпус, выполните следующие действия.

Распилите по чертежу доску из ДСП, натурального дерева или МДФ, на составные элементы.
Подготовьте прямоугольное отверстие под лабиринт из кабель-канала.
Скрепите на уголках или склейте эпоксидным клеем верхнюю, нижнюю, заднюю и боковые грани. Получится не полностью собранный ящик, обладающий достаточной жёсткостью.

Ящик для колонки собран.

Чтобы собрать и установить порт, сделайте следующее:

выпилите из короба подходящие куски, вписывающиеся в размеры колонки;
присоедините колено короба в месте поворота кабель-канала;
проверьте, что порт (сборный кабельный короб) подогнан под внутренние размеры ящика;
приклейте его с помощью термоклея или герметика.

Когда клей засохнет, проверьте, что порт из короба не болтается. Недостаточное его закрепление может привести к тому, что он входит в резонанс на определённой частоте.

Отверстие для динамика

Обработка внутренней части корпуса

Важная часть внутренней сборки – компоновка, размещение функциональной электроники. Вначале подготавливают усилитель. Сделайте следующее.

Изготовьте печатную плату согласно её топологии (карты дорожек).
Разместите радиоэлементы согласно электромонтажной схеме (сборочному чертежу).
Пропаяйте все контакты ножек деталей с дорожками печатной платы.
Припаяйте провода на вход, выход и для электропитания собранного усилителя.
Присоедините радиатор усилителя к основной микросхеме и разместите его в надёжном месте колонки, например, используя винтовые стойки. Допустимо располагать его и на деревянных подкладках – он не будет нагреваться настолько, чтобы подпалить дерево.
Если мощность динамика достигает сотен ватт, соберите дополнительные усилительные каскады. Их количество ограничено лишь свободным местом внутри колонки.

Например, 8 каскадов по 100 Вт, усиливаемых 25-ваттный звук с выхода микросхемы, включённых по мостовой схеме, способны обеспечить 800 Вт.

Но для охлаждения всех радиаторов потребуется мощный компьютерный кулер, поток воздуха которого направляется на эти радиаторы. Каждому транзистору потребуется свой теплоотводящий радиатор. В старые времена использовались и радиолампы – сейчас они вытеснены транзисторами и микросхемами. К тому же уровень линейных искажений в радиоламповых усилительных каскадах зашкаливает.

Мощность на коллекторе, рассеиваемая транзистором (его фактическая полезная мощность) лишь в 1,5-2 раза больше тепловой, выделяемой полупроводниковыми переходами при нагреве в процессе интенсивной работы. Чтобы отвести лишний жар от силовых элементов, и нужен радиатор.

Питание

В качестве блока питания нередко берут зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно выдаёт не более 15 В, при этом ток может достигать десятков ампер. Выполнен он по современной схеме импульсного блока питания, в который входят:

сетевой выпрямитель – мощный диодный мост на 220 В;
преобразователь частоты от единиц до десятков килогерц – он позволяет в десятки раз уменьшить габариты трансформатора;
трансформатор – гальванически развязывает выходную часть от сетевого напряжения, защищая от удара током и высоковольтного пробоя;
высокочастотный выпрямительный мост на современных диодах с высоким КПД;
фильтр – задерживает броски тока;
импульсный стабилизатор – избавляет от скачков напряжения.

Всю эту схему, имея нужные детали, можно собрать в колонке и самому. Но чаще ставят готовый блок встроенный или выносной (в одном корпусе с усилителем). Разместив все нужные функциональные узлы внутри колонки, делаем следующее:

выводим линии питания и звука;
подключаем динамик к выходу усилителя;
устанавливаем на место переднюю часть (с динамиком) и закрепляем её.

До проведения работ по дизайну и эргономике колонки испытайте её:

Звук должен быть чистым, без хрипов. Низкочастотный динамик должен чётко воспроизводить низкие частоты.

Установите сабвуфер где-нибудь на полу комнаты. В авто это чаще всего багажник или пространство под задним сиденьем.
Пройдитесь по комнате (или вблизи авто, пересаживайтесь в машине на разные сидения), прислушиваясь к естественному звучанию басов. Если звук приобретает гудящие оттенки – переместите сабвуфер в другое место.
Попробуйте перенастроить эквалайзер (если вы музыкант, то сэмплер) усилителя или самого гаджета. Добейтесь оптимальных настроек, чтобы колонка не уходила в область слегка завышенных нижних частот (100-250 Гц).

Если от размытости басов полностью избавиться не удалось, причины следующие:

неправильный расчёт ящика и канала;
динамик не соответствует заявленным характеристикам;
щели между стенками колонки недостаточно тщательно загерметизированы;
слишком тонкая фанера, из которой вырезаны стенки.

Для высокомощных колонок нельзя использовать доску или плиту толщиной менее 15 мм – жёсткость стенок в этом случае для звуковых волн недостаточна.

Оформление

Внешнее оформление колонки можно сделать любым, даже самым необычным. Варианты отделки:

обшивание колонки материей;
обработка доски ДСП шпатлёвкой, покраска;
установка тонкостенных пластиковых, металлических или композитных панелей;
поклейка высококачественных пластиковых обоев или декоративной плёнки.

Передняя часть, где размещён динамик, закрывается мелкоячеистой решёткой. Последняя защитит рупорный диффузор от случайных тычковых движений. В некоторых колонках несколько фазоинверторов позволяют спрятать динамик внутри целиком.

Как выбрать правильный сабвуфер?

Для начала определимся с задачами. Как правило, они бывают двух типов: озвучивать спецэффекты в составе домашнего кинотеатра или играть музыку.

В кинотеатральной системе главная задача сабвуфера — создать нужное звуковое давление при озвучивании спецэффектов. Обычно для этого используются сабвуферы в корпусе с фазоинверторным оформлением. Причина тому — большая отдача в нижнем диапазоне за счет того, что фазоинвертор выпускает на волю те низкочастотные волны, которые рождены внутренней стороной динамика сабвуфера.

Вследствие этого, если не уделить должного внимания настройке и поиску наиболее подходящего места — на выходе получите тот самый гул и бубнеж, о которых слагают легенды. Попытки объединить такой сабвуфер в трифоник со стереопарой редко когда заканчиваются удачно. Фазоинверторный бас характеризуется мощью и глубиной, но никак не упругостью и качеством баса, к которому так стремятся любители хайрезов.

Сабвуфер в закрытом ящике — полная противоположность. Он способен на быстрый, упругий и поджарый бас. Менее требователен к вашему помещению, лоялен к музыке, имеет более ровную частотную характеристику — все это идет в плюс. Но для того, чтобы добиться от закрытого сабвуфера мощного и глубокого баса, который будет сопоставим по эффективности с фазоинверторным, нам понадобится гораздо больший объем закрытого корпуса, а следовательно — больше места в помещении под саб. Несмотря на это, для построения трифоника и других музыкальных систем закрытый ящик подойдет гораздо лучше.

Цель такого сабвуфера в составе трифоника — расширить частотный диапазон акустической системы. Для кинотеатральной же системы закрытый сабвуфер тоже будет актуален, но при сопоставимых параметрах размер его будет больше, чем у его собрата с фазоинвертором.

С чего начать?

После того, как задачи для саба определены, рассмотрите устройство, которое отвечает за усиление в вашей системе. Если это ресивер — у подобных устройств уже есть выделенный выход для сабвуфера. Обозначен он чаще всего соответствующей надписью около разъема.

Также существуют модели сабвуферов, которые оснащены двумя парами клемм для вашей акустики. В этом варианте оба канала от стереоусилителя подключаются к соответствующим входам на сабвуфере, далее от сабвуфера сигнал подается на стереопару.

Куда поставить?

Кроме того, у более продвинутых моделей сабов можно найти плавную регулировку фазы. Она может пригодиться, когда вы будете экспериментировать с поиском места — не всегда бывает достаточно двух положений.

Итак, бас есть, но не совсем тот, который вы ожидали? Здесь начинается самая увлекательная часть — отправляем сабвуфер в путешествие по комнате.

Встречается мнение, что проще поставить саб на место прослушивания и самому уйти в тур по комнате на поиск позиции, в которой отдача по низким частотам вам нравится больше всего. Но не всегда это метод работает — несмотря на гибкость низкочастотного излучения, оно так же подвержено переотражениям и зависит от близости пола и стен к излучателю. А если сабвуфер фазоинверторного типа — эта зависимость удваивается. Поэтому поиск такого места в комнате и последующая рокировка слушателя и саба не всегда может дать желаемый результат.

Для музыкальной системы оптимальным считается расположение сабвуфера на линии АС. По центру, слева или справа от акустики. Ориентир — качество баса, граничащее с его оптимальным количеством.

Для кинотеатралов же поиск места не должен ограничиваться линией фронтальных колонок — здесь поле для экспериментов можно расширить в пределах зоны расположения вашей системы.

Тонкая доводка

Итак, место для нового компонента найдено. Настало время доводки сабвуфера до приемлемых показателей количества баса и уровня громкости относительно общей системы. Для этого все современные сабы оснащены как минимум двумя регулировками: это уровень громкости и частота среза.

Для кино важно эффектное и масштабное озвучивание происходящего на экране. Также важно, чтобы сабвуфер и остальные компоненты системы минимально вмешивались в работу друг друга. Здесь кинотеатралам на помощь приходит внутренний функционал ресиверов. Воспользуйтесь встроенным в ресивер кроссовером, чтобы отсечь от фронтальных и тыловых колонок ненужный диапазон частот.

Здесь результат будет зависеть от того, насколько плотно ваши АС могут играть на той или иной частоте в нижнем регистре. В результате, можно получить как переизбыток верхнего баса, так и приятное его уплотнение, лучшую телесность и полновесность звука. Но по итогу такой настройки, скорее всего, нужно будет убавить уровень громкости сабвуфера. А это, в свою очередь, приведет к ослаблению звучания самых нижних частот, на которые способен ваш саб.

Также существует альтернативный вариант настройки, когда срез сабвуфера устанавливается в его минимальное положение, а тонкая доводка происходит регулировкой уровня громкости саба относительно стереопары. В этом варианте лучше звучат самые нижние герцы — сабвуфер не возьмет на себя ношу АС, или же возьмет, но только ее малую долю. Такой метод рекомендует одна из фирм-производителей сабвуферов.

Выводы

Со своей стороны могу добавить: после того, как однажды услышал хорошо настроенный трифоник, большинство АС для меня стали не так привлекательны в низкочастотном диапазоне. Многие из них нуждаются в сабовой поддержке — и это слышно невооруженным ухом. Но выбор, как всегда, остается за вами.

Качество фот в основном ужасное, так как фотографировал на телефон (ну не имел я ни мыльницы ни зеркалки в то время).
Кому интересно добро пожаловать под кат. Там очень много фот.

Конструкция

Расчеты

Вот расчетные чертежи корпуса и расчетная АЧХ, все рассчитано под конкретный динамик.
Расчеты совпадают в 4 мне известных программах.
Я брал как основную программу расчета Bass box pro

Расчеты на потери полезного объема корпуса

После всех расчетов, заказал распил ДСП в одной фирме которая занимается мебелью, обошлось все очень дешево
Вот средняя перегородка для крепления динамика.

Боковые стенки

на заднем плане видно инструмент сверления, ох и заколебался я сверлить.

Боковая стенка с брусками для усиления и крепежа.

Пытаемся все собрать в единую конструкцию

Примерим фазоинвертор из канализационной трубы

Покроем стенки звукопоглотителем

А так с динамиком

Электронная начинка

Процесс изготовления печаток подробно описывать не буду приведу только готовый результат. Делал ЛУТом (Лазерно Утюжная Технология). В качестве материала для переноса — нарезанные листы журнала PC Week.
Плата предварительного усилителя готовая к травлению и после протравки в хлорном железе.

Плата оконечного усилителя на TDA7294

Оконечный усилитель

Предварительный усилитель

Наборчик собери сабвуфер

Берем кусок алюминия размечаем и делаем заднюю панель блока усилителей

Не забываем о плавкой вставке, в качестве радиатора что-то из запасов от проца AMD

Плата оконечного усилителя

Сделали все соединения

Питание из какого-то старого транса, опять мотанного самим. Трансформатор в древности стоял в каком-то ламповом телевизоре пока не попал ко мне в руки и не был перемотан для какого-то усилителя, давно это было). Питание на оконечник +- 35 В.

Так как такой вид несколько не симпатичный то красим все черной матовой краской из баллончика

Ставим свителки-перделки

Тру сабву́фер должен стоят на шипах. Шипы были заказаны отцу токарю. Вот такие получились

Примерим

И закрепим их

Делаем саб в меру красивым и симпатичным

Приведу для начала фотки промежуточного результата. Из них видно что такой саб не станет украшением квартиры. Ну ничего мы это исправим.

Без крышки

Достал виброшлифмашинку, зашпаклевал дырки от шурупов, выровнял корпус и начал обклеивать самоклейкой под светлое дерево. Сначала купил самоклейку для оклеивания в один слой. Изначально задумка была светлый корпус и черные матовые детали. После первого слоя стало ясно что один слой очень мало.
Первый слой

Попробовал покрыть дно лаком, стало хорошо видно что один слой просто просвечивает.

Пришлось еще раз идти в магазин за пленкой. Второй слой наклеивал веселее, так как помогала жена. В четыре руки клеить намного легче.

После двух слоев пленку начал покрывать лаком. Марку лака сейчас не вспомню, помню что быстросохнущий и вроде разбавлял ацетоном. Стоил около 50 р за банку так как просроченный :), но нам пофиг мы нищеброды.
Два слоя лака

После просушки он выглядит так

Ближе

Сколько же это стоит?

600 р — напилили мне детали на корпус + материал + доставка до дома.
100 р — шурупы.
120 р — брус
250 р — трубы фазиков + разъем для подключения в итоге оказался лишним и труб много, хватило бы и 50 р.
50 р — герметик (просроченный)
50 р -скульптурный пластилин
200 р — 2 шт TDA7294 (одну спалил по дурости перепутав полярность)
200 р разные мелкие детали которых не было в наличии.
120 р переменные резисторы с ручками
50 р лак (просроченный)
200 р 5 метров самоклейки
100 р шкурка
85 р краска черная матовая
70 р канализационная труба

Итого 2160 р., вроде ничего не забыл

бесплатно — принесли картонную трубу для фазика
бесплатно — НЧ динамик
бесплатно — инструмент

Немного расчетов и размышлений

Расчетное давление что-то около 109 дб в диапазоне работы, при подводимой мощности 50 Вт. Давно считал могу соврать. Расчеты на скорую руку

70 Ватт давление вот такое, как видно есть наклон так как дин фактически работает ниже резонансной частоты, но по графику он не выходит за пределы допустимого хода даже на 20 Гц

100 Вт ситуация та же

Посмотрел ради интереса, что можно в дин и 200 Вт вкачать и на 20 Гц не будет ограничения хода. Можно вплоть до 18 Гц заставить дудеть. Но есть естественный вопрос нужна ли такая мощь? По впечатлениям когда не было отдельного усилка раскачивал его промышленным усилком на 25 Ватт, если сделать на полную — это очень и очень громко. На полную включаю только когда хочу показать кому-либо всю мощь, похвастаться. Так сказать ЧСВ потешить :) Но в таком режиме долго не послушаешь, все что можно трясет и дребезжат стекла, мощно одним словом.

PS Конструкции уже год, делал я её под настроение 3 месяца, в свое удовольствие.
Стоило он того или нет? Я считаю, что да. Бас очень низкий и глубокий. Из-за конструкции саб очень мягко играет, резкую атаку он не сможет отиграть, да и не нужно это ему, зато все LFE эффекты идут просто на ура, все прослушивающие были в диком восторге. Несмотря на то что саб стоит на шипах, стены пол и стекла все равно ощутимо вибрируют создавая эффект не хуже чем в кинотеатрах (убрать бы еще дребезг стекол).
Недавно подарили динамическую головку от автосаба, буду делать еще один, но в этот раз закрытый корпус и с корректором Линквица.

Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Объявления

Я сделал проще, установил параллельно фонарю подсветки салона электролитический конденсатор порядка 10000 мкф и от него запитал светодиодную подсветку - включается мгновенно, а выключается медленно, что, в принципе и требовалось. Чтобы конденсатор не разряжался быстро через лампу освещения, развязал цепь обычным диодом.

Я думаю пойдет, ведь ни кто и не сказал однозначно что не пойдет, а вот в пользу этого трансформатора высказывались все откликнувшиеся. Да и других подходящих вариантов не вижу, (в смысле в данный момент в продаже за приемлемою цену) есть вариант ТАН 123, он мощнее 107 - 190 Вт. Но там вторичка 250в 0,13 А - 2 шт 224в 0,14 А - 2 шт 26в 0,14 А - 2 шт 6,3 в 4,35 А - 2 шт. У него обмотка 224 - получается лишняя.

Читайте также: