Конструкция сабвуфера с фазоинвертором своими руками
Обновлено: 06.07.2024
Сабвуфер своими руками для дома — точнее будет сказать для домашнего кинотеатра. И хотя у меня не очень большой опыт в изготовлении таких конструкций, тем не менее я решил взяться за его сборку. Тем более, я уже давно планировал приобрести такую вещь, чтобы получать удовольствие от звуковой сцены во время просмотра фильмов.
Для начала я выяснил какая мощность меня наиболее устроит — решил что, учитывая площадь помещения, мне 100 Вт мощности вполне хватит. Затем начал искать подходящие чертежи и необходимый, подходящий мне по всем параметрам динамический излучатель низкой частоты. Тем временем, пока излучатель и фазоинвертор ехал ко мне через почтовые службы, я начал готовить все необходимые для изготовления саба материалы. Если все получится удачно, тогда возьмусь за построение автомобильного саба или буду делать выбор сабвуфера в машину уже готового.
Сабвуфер своими руками для дома — подробная инструкция
Сабвуфер своими руками для дома — начало сборки
В строительном магазине купил вот такую плиту, толщиной 30мм. Кстати, там же в магазине, за небольшую плату мне ее порезали по размерам. Имеющиеся у меня чертежи предполагали использование МДФ толщиной 19мм, то пришлось немного подкорректировать размеры, для сохранения оригинального внутреннего объема короба.
На этом этапе фиксируем конструкцию несколькими саморезами, для определения неточностей после распиливания, но прошло все нормально, заготовки соответствуют заданным размерам
Теперь нужно разметить точки под фрезеровку установочных мест для динамика и фазоинвертора
Фрезеровка
Подготавливаем фрезер ручного типа, а это фрезы, которые у меня имеются в наличии. Все операции производятся сугубо в домашней мастерской
Чтобы выполнить качественную по фрезеровке, как известно нужен циркуль, которого под рукой не оказалось, поэтому изготовил его самостоятельно из имеющихся в распоряжении материалов
В результате образовалась вот такая конструкция. Именно при помощи этого циркульного приспособления я смогу выполнять вырезание круга диаметром от 55 мм и более
Во время фрезерования, обязательно подключите пылесос
Вот, что получилось на данном этапе
Подгонка динамика
Как раз к этому моменту я получил динамик и фазоинвертор, сделал примерку
Фрезерные работы под установку терминала
После этого сделал фаску по всему периметру, чтобы не было острых углов
На этом шаге все боковины корпуса посадил на полиэфирную смолу, которая чем то похожа на эпоксидную, но высыхает за полчаса, а затем закрепил длинными саморезами.
Шпатлевание и грунтовка
После этого занялся шпатлеванием ящика, можно конечно было бы замазать только места, где выкручены саморезы, но подумал, что качественнее будет выглядеть, когда весь корпус будет обработан шпатлевкой. Поэтому, большим шпателем прошелся по всем боковинам, в итоге все плоскости стали идеальными. После высыхания, обработал наждачной бумагой, дополнительно прошел еще более мелким составом шпатлевки уже по пластику.
Когда все это хорошо высохло, опять зашкурил. После шлифовки слоя шпатлевки, чтобы выявить какие-то изъяны, можно применить проявочную пудру. Настает момент грунтовки с последующей сушкой не менее суток, затем снова шлифовка мелкой наждачной бумагой. После этого на корпус нанес слой металика и опять все высушил, когда высохло — покрыл автомобильным лаком. В конечном результате имеем такой вот шикарный корпус, хотя я делал сабвуфер своими руками для дома.
Вот еще пара ракурсов корпуса
Здесь совсем близко
Примерил динамик в отверстии, все идеально
Демпфирование корпуса
Этот этап заключается в обработке внутренней части ящика антирезонансным материалом, вот, таким как на снимке. В его основу входит фольга обработанная битумным компонентом
Для создания качественного акустического демпфирования, внутри ящика приклеил вот такие пласты — очень плотные
Здесь саб после демпфирования
Монтируем все комплектующие на корпус
Далее нужно было определится какие нужны шипы устанавливать. Однако с такими опорами передвигать сабвуфер не очень удобно, так как можно повредить напольное покрытие. Выход нашелся сам по себе — в мебельном салоне приобрел вот такую металлическую гарнитуру, скорее всего это ручки для чего-то
Смотрится довольно неплохо!
Вообще говоря, изготовление корпуса сабвуфера я практически закончил. Теперь настала время браться за установку усилителя мощности. Сначала я хотел сделать вариант саба активным, то есть скомпоновать все комплектующие внутри ящика, но потом мне эта затея не понравилась. Поэтому принял решение, что усилитель для него будет отдельным блоком
Сборка усилителя
Потому как я имею опыт в сборке усилителей, то решил собрать усик на TDA7294, с включением их по мостовой схеме. Но потом повнимательнее посмотрел характеристику этой микросхемы и почитав отзывы об усилителе собранном на таких чипах и обнаружил, что усилок рассчитан на работу только с восьмиомной нагрузкой
Устанавливаем все компоненты на плату, здесь нужно быть особенно внимательным, чтобы не сделать ошибки
Фазоинвертор
Учитывая, что сабвуфер работает на низких частотах, то в обязательном порядке нужно установить фильтр низких частот (ФНЧ). В случае наличия на звуковой карте выходного разъема для подключения сабвуфера, тогда ФНЧ можно и не устанавливать. Но я используя приведенную ниже схему фильтра, собрал ее на операционных усилителях. Данная схема предусматривает регулятор уровня громкости звука, регулятор среза, также есть возможность плавной регулировки фазы
Печатная плата ФНЧ
ФНЧ в собранном виде
Для корректной работы фильтра, ему требуется стабилизированное напряжение питания, поэтому собираем стабилизатор по приведенной ниже схеме
Стабилизатор напряжения в собранном виде
Тест усилителя
На этом этапе тестируем работу, на усилителе устанавливаем ток покоя выходного каскада. Ланзар прекрасно работает, хорошее звучание
Проверка ФНЧ показала, что все функционирует в нормальном режиме
Вначале я тестировал усилитель на имеющимся у меня слабеньком трансформаторе ТП-100 с напряжением вторичной обмотки 20v, но этого явно маловато для Ланзара. Поэтому пришлось искать источник питания по мощнее. У знакомого теле-мастера как раз оказался такой — ТС-180, от старого лампового телевизора. Мне оставалось только снять старую вторичную обмотку и намотать свою, из расчета на переменное напряжение 27v
Сделал все без каких либо проблем
Корпус усилителя
Теперь настала очередь изготовления корпуса для усилителя, шасси сделал из небольших алюминиевых уголков
прикинул как станет радиатор
Обшивать каркас будем фанерой, так как дефицитный алюминий я весь использовал на изготовление прежнего усилителя,
Торцы фанеры обрабатываем фрезой
Вид с тыльной стороны
Дальше все уже по знакомой технологии — шпатлевка, шлифовка наждачной бумагой, грунтовка, в общем все так, как и с основным коробом. И в конце корпус покрываем лаком
Здесь показан итоговый результат
Вид с другого ракурса
Смотрим как будет выглядеть со стороны этот комплекс — на мой взгляд, очень даже хорошо!
Монтаж деталей усилителя
Монтируем все в корпусе усилителя и надежно фиксируем
На фильтре низких частот немного подкорректировал регуляторы, то-есть увеличил расстояние между ними, а то было слишком близко относительно друг друга
На днище корпуса усилителя крепим опорные ножки из полиуретана
Упустил из виду пояснить, что в процессе монтажа, установил модуль защиты акустической системы, а индикаторные светодиоды разместил на фронтальной панели. Красный светодиод начинает светиться в случае появления в нагрузке постоянного напряжения, зеленый светодиод светится в течении трех секунд, это обусловлено системой плавного включения усилителя
Заключение
Подводя итог, можно констатировать, что мощности сабвуфера для домашнего кинотеатра вполне хватает, даже слишком! Отличные басы, чувствуется отчетливая напористость и упругость звучания. Абсолютно нет никакого хрипа, и прочих искажений даже близко.
А. АЛЕЙНОВ, г. Харьков, Украина
сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель 75ГДН
Дапее на керн 1 надевают отформованный по кривизне диффузора узел вставки и надежно закрепляют его по центру керна с помощью клея и маленьких клинышков из спичек. Следует убедиться, что при колебаниях диффузора с максимальной амплитудой он не упирается в тело вставки, но зазор при этом не должен превышать 2. 3 мм. Затем, намазав узкий торец керна 1 клеем, производят финишную сборку. Ввиду того, что в данном типе ЭДГ верхний край собственного керна возвышается над зазором на 7 мм, чрезмерных смещающих усилий, вызываемых полем зазора, не возникает, тем более, что процессу сборки помогает заранее наклеенное на противоположный керн направляющее кольцо.
Сразу же после нанесения клея (его должно быть минимально необходимое количество) вновь стягивают винтами обе головки через дополнительные крепежные отверстия по меткам совмещения. Затяжку винтов производят постепенно и попарно перекрестно, не допуская перекоса. Зазор между фланцами диффузоро-держателей является для магнитной системы замыкающим и должен быть шириной 0,5. 2,5 мм.
При затяжке этот зазор выдерживают одинаковым для всех винтов, от этого зависят соблюдение плоскостности приклейки вставки-керна и качество магнито-провода. Следует убедиться, что стыковка прошла успешно и не произошло смещения, приводящего к затиранию катушек при полной амплитуде смещения диффузора. В противном случае стяжку придется немедленно разобрать (до начала по-
лимеризации клея), устранить помеху и повторить сборку заново.
После этого край диффузора с удаленным гофром приклеивают к гофру другой головки так, чтобы не произошел перекос, приводящий к нарушению центровки подвижной системы. При этой процедуре может возникнуть необходимость в принудительном смещении диффузоров навстречу друг другу до 4. 5 мм (т. е. на 2. 2,5 мм для каждого). Не стоит опасаться некоторого смещения катушек в зазоре, так как образующаяся после переделки квазидифференциальная конструкция мало чувствительна к нему. Направляющее кольцо и отрезок алюминиевой трубы на дополнительном керне играют роль ко-роткозамкнутых витков и дополнительно демпфируют электромеханическую систему.
Заключительным этапом является снижение жесткости центрирующих шайб, для чего в них вырезают секторы так, чтобы в результате образовался симметричный "паучок" и было удалено около 40 % площади этих шайб. Это не приводит к ослаблению центрирующей функции подвеса, так как увеличившаяся база вывешивания объединенного диффузора компенсирует увеличение радиальной гибкости подвеса.
Во избежание засорения зазоров в окна диффузородержателя внешней ЭДГ необходимо сразу вклеить панели акустического сопротивления (ПАС) из искусственного войлока, а внутреннюю головку обернуть марлей в 2 - 3 слоя. Для придания законченного внешнего вида войлок красят черным анилиновым красителем. На этом доработка ЭДГ заканчивается.
Если у радиолюбителя возникнет желание применить ЭМОС с пьезодатчиком, то его можно установить позднее на внешней стороне диффузора внутренней ЭДГ, это защитит его от воздействия шума.
В результате переделки получен симметричный электродинамический излучатель, который практически не изменяет своей индуктивности даже при большом смещении звуковых катушек. Конструктивным путем у него подавлены четные гармоники, снижена резонансная частота. Отдача громкоговорителя значительно повысилась за счет частичного объединения магнитных систем. Возрос и КПД. Добротность головки, напротив, снижена и соответственно увеличено затухание в результате исключения подвижного объема воздуха из "междиффузорной" области и замены его неподвижным поглотителем в виде вставки из звукопоглощающего материала.
Полученный после переделки головок квазидифференциальный излучатель обеспечивает хорошее качество звуковоспроизведения низших частот с обычным УМЗЧ, однако наиболее полно его преимущества слышны при эксплуатации совместно с УМЗЧ, имеющим высокое выходное сопротивление.
Низкочастотный громкоговоритель с таким двухкатушечным излучателем надо подключать к отдельному УМЗЧ для низших частот. Его звуковые катушки соединяют синфазно параллельно и подключают к усилителю без фильтра.
Звучание описываемого сабвуфера можно охарактеризовать как мягкое и мощное, с глубокими "теплыми" басами, широким диапазоном.
сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель
АКУСТИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОЙ
сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель 75ГДН
САБВУФЕР СВОИМИ РУКАМИ - симметричное расположение динамиков, изготовление бандпасса на базе 75ГДН, изготовление рупорной АС АКУСТИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГОЛОВКИ САБВУФЕРА изготовление сабвуфера в домашних условиях рекомендации описания сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель 75ГДН рупорные акустические системы
Решение снимать параметры своего динамика было принято после недельной возни с программами расчета саба (несмотря на жуткую лень делать это), в которых выяснилось, что эти параметры сильно влияют на размеры ящика и на АЧХ соответственно. Для того, чтобы понять, какие параметры нужны и с чем их едят, а также каким макаром их заполучить не имея под рукой толковых измерительных приборов и пойдет речь в этой главе. Писать буду кратко, кто хочет - может почитать более детально в прилагаемой литературе, из которой был собран материал.
Может показаться странным, но динамик в основном характеризуют три параметра, предложенный Тиллем и Смоллом:
| Fs - частота резонанса в открытом пространстве; |
| Qts - полная добротность динамика; |
| Vas - эквивалентный объем. |
Fs - это частота резонанса динамика без какого-либо акустического оформления. Она так и измеряется - динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик - массы подвижной системы и жесткости подвески.
Qts - отношение передаточной функции динамика на частоте Fs к передаточной функции на частотах, где амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) динамика горизонтальна, т.е. на частотах выше Fs. Другими словами, Qts -характеризует эффективность динамика на резонансной частоте.
Vas - объем воздуха, который обладает гибкостью (величина обратная упругости) такой же, как и подвижная система динамика.
При размещении динамика в закрытом ящике (ЗЯ) гибкость воздуха внутри ящика добавляется к гибкости подвижной системы динамика и его резонансная частота изменяется. Существует следующая закономерность, при помещении динамика в ящик объемом Vas его резонансная частота Fs и добротность Qts возрастают в 1,4 раза.Измерить эти параметры при первый взгляде на конструкцию довольно геморойно, но проделав это один раз - все сомнения пропадают - всё оказывается достаточно просто.
скачать прогу генератора сигналов для звуковой карты Marchand Function Generator
можете еще слить Oscilloscope 2.51 - осциллограф к звуковой плате. Подключив выход на вход - можно посмотреть чего генератор вытворяет :)
скачать мой файл расчёта в Excel
найти резистор на 1Ком
взять стерео, как минимум, усилитель мощности, ибо надо усилить сначала сам сигнал, а потом измеряемый сигнал
взять вольтметр цифровой желательно, шоб не пересчитывать и не перещёлкивать диапазоны. Я взял цифровой и стрелочный, и сравнил результаты для проверки.
Расчет и проектирование ящика.
ЗакрытыйЯщик (ЗЯ)
Closed
Qts ФазоИнвертор (ФИ)
Vented
Qts Бандпасс (БП) 4-го и 6-го порядков
Bandpass
Чемпион по эффективности.
Путем выбора соответствующих объемов и частоты настройки передней камеры, можно построить сабвуфер с широкой полосой пропускания, но ограниченной отдачей, то есть колокол будет низким и широким, а можно - с узкой полосой и очень высоким к.п.д. в этой полосе.
Бандпасс - капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Зато динамик закопан внутри - меньше риск повредить динамик и практически отпадает необходимость в полосовом фильтре(хотя на практике выяснилось - что всё равно желателен).
Провал в середине не убирался ну никак - такой вот динамик :). На увеличение объема я идти не хотел, мне надо было вписаться в комнату, ящик кстати немаленький всё равно. Но я думаю, таким провалом можно пренебречь - ведь провал в 3Дб очень небольшой (просто график растянут по высоте), а если учесть неравномерность АЧХ самого динамика в 10Дб, то про это просто можно забыть. К тому же, это все равно идеализированная АЧХ, в жизни всё куда сложнее и запутанней :) Провал можно сделать меньше, если сузить частоту, но мне хотелось дотянуть АЧХ до 200Гц, что не совсем удалось, но в 150Гц уж точно попал :). Тут же замечу - середина всё равно слышна в сабе через толстую дырку, так что активный фильтр не помешает, что я потом и исполнил в усилке.
Расчет фазоинверторов сводится к заданию внутреннего диаметра трубы в метрах и проверке значения "Vent mach" на зеленый цвет, когда становиться красным - плохо - слишком большой поток воздуха, т.е это уже не сабвуфер, а музыкальный инструмент типа "труба". Тут же надо смотреть на длину фазоинвертора, чтобы она вообще вместилась в ящик, а желательно ваще до середины . Я долго не мог списаться в размер, ибо увеличивая диаметр, для нормального потока воздуха, длинна фаза сразу становилась немерянной. Длинна зависит от диаметра и частоты, на которую настроен фаз - поэтому играться можно еще и частотой. При этои будет меняться АЧХ, учтите это.
Ну что, объемы определены, настало время рассчитать коробку и конструкцию. Поскольку я занимаюсь по долгу своей работы 3D моделированием, я так и сделал - взял программу SolidWorks и создал там 3D модель. Если вы заметили - в дизайне сайта тоже задействована 3D графика :) Программа сама рассчитала мне объем. Точно сделать это самому сложно, поскольку все соединительные бруски в конструкции съедают приличный объем, а конструкцию приходилось выдумывать и менять на ходу. Еще одной проблемой был материал и его толщина, а программа сразу позволяла увидеть размеры каждого элемента, учитывая, как раз, толщину листа и стыковку друг с другом, т.е. я автоматически получал размеры каждого элемента.
Отдельно о материале. Ну про МДФ я даже задумываться не стал, хотя конечно лучший вариант. Задача стояла найти ДСП 20-22мми, но она оказалась практически невыполнимой. Самый распространенный ДСП 16мм или 18мм ламинированный польский. 16мм мало, а ламинированный с двух сторон, наверное, плохо для звука, к тому же получается дорого. Потом я понял, как правильно сделал, не купив ламинированный ДСП. Да и 18мм обычный найти не удавалось около 1,5 недель. Те что были в магазинах - невозможно допереть домой, ибо лист сильно большой. Я уже обзвонил все конторы и прошелся по всем рынкам. Нервы начинали сдавать - я уже почти пожалел, что связался с сабом, ибо всё, кроме материала ящика, было уже куплено. Начал обдумывать как бы склеить 16мм ДСП и 4мм фанеру, но клеить упорно не хотелось - для этого надо специальный клей и нехилый пресс. И тут позвонил друг, попросил помочь привезти ему домой цемент. Так вот, пока мы бегали искали цемент и его хозяев по всей промзоне, мы случайно наткнулись на контору по продаже и распилке того самого пресловутого ламинированного польского ДСП. В качестве прокладок в стеллажах, у них лежали 22мм листы ДСП. Но хозяина не было и пришлось ждать. Поискав опять хозяев цемента и не найдя их :) Мы опять вернулись к ДСП. Хозяин 22мм не отдал, мотивируя тем, что трудно вытаскивать, да и типа они уже прогнулись (короче вытаскивать было лень) и предложил мне 28мм. Это круто подумал я, и отказался, глядя на эти толстенные листы. И тут он предложил мне 18мм, простое шлифованное ДСП - оказывается оно используется как транспортные листы для ламинированного (сверху и с низу). Так вот, всё добро, вместе с распилкой на импортном станке, мне обошлось в 5$ (распил 0,3$/м). Так сам в жизни не выпилишь - ровненько, точно по размерам. Делайте выводы.
Как вы догадались это 3D модель. Длинна фазоинверторов видна на скриншотах программы выше и составляет 19см верхнего и 25см нижнего, внутренние диаметры соответственно 105мм и 70 мм. В задней стенке дырка под панельку разъемов. В качестве ножек были изготовлены на заводе шипы из стали и закалены. Размер я выбирал на свой вкус. В найденных статьях народ делал шипы раза в 2 больше, а я не хотел сильно высоко ставить саб, чтобы шипы не были видны, ведь конструкция и так не низкая. Шипов надо 4, на 3 подставках я опробовал - жутко неустойчивая конструкция. Это в колонках можно обойтись тремя, поскольку они не глубокие и центр тяжести у них спереди. По высоте шипы ровнял шайбой, она понадобилась только одна, затем проверял на заведомо ровной поверхности (задней стенке).
Далее рассмотрим этапы сборки конструкции. Сборка ящика.
Вырез дырок в ДСП я опущу, будем считать, что они вырезаны. Я всё вырезал электролобзиком. Без него труба было б мне наверное. Брус им тоже классно обрезать, одно плохо - жужжит он неимоверно.
Сборка средней и нижней полок. Предварительно я закруглил верхние внутренние края бруса. Брус 20х30мм крепиться шурупами длинной 45мм. Под шурупы я везде высверливал отверстия предварительно. Вся сборка деревянных узлов ставилась на ПВА ЭКСТРА - это более густой ПВА, для более крепкого склеивания. Все углы промазывались силиконовым герметиком для дерева - он более твердый чем обычный для стекол и т.д. Но я думаю, можно и любым.
Прикручиваем боковые стенки к брускам с внутренней стороны шурупами 35мм. Среднюю полку надо достаточно ровно вымерять. Клей не забудьте. К боковым стенкам крепим спереди брус. Получается брус, спереди, по всему периметру большой камеры.
Приклеиваем фазоинверторы к передней стенке. Я вклеивал их жидким металлом - такая твердая многокомпонентная фигня, по запаху как эпоксидка. Она разминается руками, получается как пластилин - мягкая и жутко липнущая. Твердеет почти моментально как только остывает, а если не остывает все равно твердеет минут через 5-10, поэтому с рук я неё снимал потом пемзой вместе с кожей :) Я делал по всему радиусу утолщение у основания, для надежного крепления - торчат они всё же далеко. К тому же, идеально точно вырезать такое отверстие электролобзиком у меня лично не вышло, и эти неравномерности как раз чудно заделались жидким металлом.
Фазоинверторы я обмотал оконным бумажным скотчем в слоев 5-7, очень плотно все приглаживая. Затем оклеил их линолеумом с утеплителем. Толщина фазов получилась мм эдак 7.
Прикручиваем переднюю стенку к брускам с внутренней стороны шурупами 35мм.
В верхней части прикручиваем её на уголки, для большей жесткости конструкции. Я использовал пластмассовые мебельные с крышечкой.
сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель
Устанавливаем динамик на герметик, крепим болтами (не помню размер). Промазываем хорошенько по кругу - на фотографии видно белый герметик. Подпаиваем провода. В заднюю стенку я прикрепил колодку с разъемами.
Теперь все это надо оклеить звукопоглотителем. Вариантов материала много. Я использовал вспененный линолеум с утеплителем, а затем, под конец, толстый синтепон ~2,5-4см, который, кроме оклейки, ещё и распушил в большой камере. К верхней и задней стенке линолеум тоже надо приклеить. Можно оклеить в несколько слоев. Хорошая штука толстый ватин, но его достать я не смог.
В дальнейшем я оклеил линолеумом и бруски тоже. Это была, так сказать, первая пробная сборка, дабы послушать - зазвучит или нет. Зазвучал. Но у меня пока был только усилитель на 25Вт, на нём было пока нормально. Тут я всё это дело бросил и стал собирать усилок на 100Вт, надо же было проверить конструкцию на максимум возможного. И не зря я опасался более мощного усилителя - тут то и выяснилось, что на максимуме верхний фаз хлюпает, а вот корпус был герметичен с первого раза - недаром я добротно промазал все швы и углы герметиком. Пришлось разбирать всю конструкцию, выпиливать бОльшую дырку и ставить более толстую трубу. Тут я уже и всё "утеплил" синтепоном окончательно. Внутри стало как в сугробе мягко, бело и тепло.
Ну что сказать, зазвучал он достаточно неплохо - ровный мягкий бас. На максимальной громкости усилка начинает динамик уже переклинивать, но надо учесть что его номинал 50Вт. Для квартиры выше крыши хватает, тем более, что его не должно быть слышно в музыке, просто когда его подрубаешь - как объема музыке добавляется и такого солидного низкого звучания. Короче - добрая работа.
Всю конструкцию я планирую оклеить пленкой под дерево. Но для начала надо зашпаклевать и ошкурить края - как точно мне не отрезали на станке, как я не старался аккуратно все собрать - всё равно суммарная погрешность в 0,5-1мм таки присутствует. Вот почему всё равно плох ламинированный ДСП, ведь у него надо сразу на торец клеить ленту - короче, будет криво.
Изготавливаем сабвуфер
Данная инструкция написана специально для тех, кто мечтает, чтобы у него в автомобиле была установлена акустическая система 5 1 с сабвуфером, но по той или иной причине приобретение сабвуфера им не по силам. Сделать акустический сабвуфер самому совсем не сложно, а в силу того что человеческий слух не распознает направление низкочастотных волн установить сабвуфер в автомобиле можно в любом доступном месте.
Инструментарий
Итак, начинаем созидание низкочастотной колонки с выбора динамика(см.Как выбрать динамики для автомагнитолы своими силами).
Выбор динамика
Так как вы уже не первый меломан на этой земле, надо полагать, что какие-то устоявшиеся каноны в мире музыки уже существуют, сказанное касается и применения динамиков:
Кстати сказать, как среди любителей, так и среди профессионалов до сих пор нет согласованности по поводу мощности динамика. Но на данный момент определенно можно утверждать, что динамик однозначно должен быть мощнее усилителя, так как ни одна система не в состоянии на протяжении длительного времени, на максимальной громкости воспроизводить звуковой сигнал без появления нелинейного искажения и значительного снижения качества звучания, здесь все должно быть сбалансированно.
Подбираем устраивавший нас динамик, конечно же, чем он будет мощнее, тем громче будет звук. Неважно, какими путями вы его достали, как он попал к вам, нам необходимо знать его технические характеристики, ведь от них зависит очень важный этап – проектировка корпуса.
Расчет параметров
В случае если у вас отсутствует сопроводительная документация с техническими данными динамика, и нет возможности узнать эти параметры у производителя, то нам придется вычислять их своими руками.
Нам придется узнать данные об:
- Номинальной мощности динамика (обычно приводится в маркировке головки — 75ГДН-1 75 Вт) — Pnom;
- Собственной частоты резонанса — Fs;
- Собственной частоты резонанса в замкнутом пространстве – Fc;
- Эквивалентному объему динамика – Vas;
- Наибольшем смещении диффузора — Xmax
- Эффективном диаметре диффузора – D;
Ну и о показаниях добротности резонансных частот:
Для получения необходимых параметров нам понадобятся:
- Цифровой мультметр (вольтметр);
- Калькулятор;
- Любой низкочастотный генератор, например ГЗ — 109 (вместо него можно использовать программу генератора низкой частоты на компьютере, благо их в сети великое множество);
- 20-ти литровый, герметично закрытый ящик.
Внимание! Далее категорически нельзя трогать регулятор громкости ни на компьютере/генераторе, ни на усилителе!
- Подключаем мультиметр к динамику;
- Повышаем частоту генератора (начиная с частоты в 5…10 Гц), следим за данными вольтметра до тех пор, пока искомая частота динамика при максимальном напряжении (Umax) не дойдет до своего максимума, после чего начнет снижаться. Показания генератора, при котором Umax достигло своего максимума на вольтметре, записываем как данные Fs;
- Плавно повышаем частоту относительно Fs до тех пор, пока показания не перестанут изменяться. Записываем значение Umin (дальнейшее повышение частоты, конечно же, вызовет повышение амплитуды, но нам эти данные уже не важны);
Полученные данные мы можем уже выразить в виде графика амплитудно-частотной характеристики динамика:
- Значение Rmax=Umax*1000;
- Значение Re = значение сопротивления динамика постоянным током;
- Подставив данные значения в программу получаем Rx;
- Uср = Rx/1000
- F1 ищем уменьшая частоту вниз относительно Fs до тех пор пока вольтметр не покажет значение Uср;
- F2 ищем аналогично только частоту поднимаем уже вверх;
- Подставляя полученные значения F1, F2 и Fs получаем искомые данные добротности резонансных частот.
- Далее нам необходимо найти резонансную частоту динамика в замкнутом пространстве – Fc. Для этого закрепляем динамик магнитом наружу (не принципиально, просто так удобнее) в заранее приготовленном ящике, и ищем искомое аналогично значению Fs.
- Подставляя значения уже известного нам объема ящика, а так же найденные данные Fc и Fs получаем значения эквивалентного объема – Vas;
- Эффективный диаметр и максимальное смещение диффузора находим с помощью линейки.
Выбор ящика
Теперь, когда мы знаем все необходимые параметры, можно приступить к выбору типа корпуса сабвуфера.
Внимание! Как бы ни хотелось вас расстраивать, но только полученные параметры (а не ваши желания) являются основными факторами определяющие тип корпуса. Это не говорит о том, что вы не сможете собрать выбранный вами тип корпуса, но вот будет ли он выдавать нужный нам звук, это вопрос…
Free air (свободный излучатель)
Данный вид динамика подходит в том случае, когда Fs > 100 Гц. Как можно догадаться путевый сабвуфер из него не получится, так как у него практически полностью отсутствует поднизкочастотный диапазон.
Максимум куда его можно определить, это задняя акустическая полка автомобиля, ну а оптимальным вариантом будет поиск другого динамика.
Акустический сабвуфер самому
Closed Box (закрытый ящик)
Vented Box (фазоинвертор)
Оптимален при Qts менее 0,6 (оптимальный показатель 0,39), а Fs/Qts равно 85. Более сложен в проектировании.
Band Pass (полосовой подход)
Обладает самой большой эффективностью, и в то же время является самым сложным в изготовлении. Оптимален при значении Fs/Qts равном 105.
PassiveRadiator (пассивный излучатель)
Акустическая система 5 1 с сабвуфером своими руками
Тот же фазоинвертор, только на место трубы устанавливается мембранный излучатель. Расчет его параметров аналогичен фазоинвертору, но в изготовлении немного сложнее.
Хотя если взять старый динамик, демонтировать с его корпуса магнит, диффузор и корзину, к резиновой обойме приклеить пластинку из оргстекла (гетинакса и т. п.) а в центр её вкрутить груз (болт с гайкой) коим можно будет регулировать Fc, то у вас получится очень даже неплохой и не дорогой PassiveRadiator.
Любой из представленных вариантов может быть изготовлен как с одним, так и с двумя динамиками. Итак, параметры нам известны, с типом корпуса определились, пора начать расчет корпуса.
Расчет короба
В данном случае я решил воспользоваться программой JBLSpeakerShop.
Акустический сабвуфер самому
Ввод параметров головки акустика на авто
Выбор формы короба
Изготовление короба сабвуфера
Подготовка
Как известно — практика, это критерий истины, ну а так как расчет закончен, приступаем к самой интересной части нашей инструкции, где царит одно правило — семь раз отмерь, один отрежь.
Совет! При выборе материала корпуса необходимо учитывать, чем больше мощность динамика, тем толще должна быть его стенка, а крепления жестче.
- Берем приготовленный лист качественной (не высохшей и не старой) фанеры, которая на порядок крепче ДСП, и расчерчиваем на нем все стороны короба.
Напольная акустика и сабвуфер
- Экономить на этом этапе не стоит – потом не чем будет исправлять промахи.
Акустика на авто
Одним из ответственных моментов считается изготовление отверстия под динамик.
Так как сверло диаметром в 150…300 миллиметров найти как-то проблематично будем думать головой:
- Замеряем диффузор с резиновой обоймой и, беря чуть большее значение, циркулем отмеряем на фанере окружность. Далее отступаем от этой линии внутрь на величину радиуса выбранного сверла (прибавив ещё пару миллиметров) отмечаем круг меньшего диаметра.
Способ первый
Просверливаем сверлом на 10…15 миллиметров линию малого круга, вводим в получившееся отверстие пилку лобзика и выпиливаем отверстие, проводя пилкой по большому кругу.
Акустическая система 5 1 с сабвуфером
Способ второй
Вторую окружность чертить не обязательно — просверливаем отверстие в любом месте внутри круга, просовываем пилку лобзика и плавно выводим ее на линию прочерченного круга.
Акустика в авто
Способ третий
По всему диаметру малого круга просверливаем вблизи друг друга отверстия, после чего пробиваем перемычки между ними и обрабатываем окружность напильником.
Сабвуфер своими руками
Прикиньте динамик по отверстию, и если вас всё устраивает, просверлите отверстия под монтажные гайки которые можно приобрести в любом отделе мебельной фурнитуры.
Вкручивающиеся металлические двухсторонние гайки
Совет! Разъемы, применяющиеся в концертной акустике очень практичные и надежные, пользоваться лучше всего ими.
Сборка короба
Итак, отверстия под динамик и фазоинвертор сделаны, бруски напилены, переходим к сборочным работам:
- Берем сверло диаметром в два раза меньшим, чем диаметр самореза и просверливаем листы фанеры в тех местах, где они будут состыковываться с брусками и с другими стенками;
- Перед состыковкой деталей густым слоем промазываем места соприкосновения стенок и брусков. Толстый слой клея в нашем случае выполняет одновременно две функции – увеличивает прочность конструкции и герметизирует стыки;
Совет! Заднюю стенку прикручивайте на последнем сборочном этапе.
- Устанавливаем динамик, при этом место состыковки диффузора и фанеры промазываем автомобильным, водоотталкивающим герметиком (хорошая герметизация шва + в случае необходимости легко удаляется);
- Из подручных материалов круглой формы (кроме металлических труб, кусков водопровода и канализации) изготавливаем фазоинвертор, введя в программу диаметр трубы и получив значение её длины. Закреплять намертво пока не стоит, нам ещё придется его настраивать.
Кстати, фазоинвертор может быть и квадратной формы, в этом случае в процессе его изготовления придется немного пофантазировать:
- Настал черед подготовки внутренности короба сабвуфера, который нам необходимо демпфировать, то есть проложить звукопоглощающую изоляцию по внутреннему периметру ящика для того что бы придать басам мягкости, нейтрализовать давление на стенках и исключить появление паразитных звуковых волн.
В качестве демпфирующего материала может использоваться любой шумопоглощающий материал, например толстый слой ворсонита, войлок, вата, жесткий поролон и т. п.
Акустическая система 5 1 с сабвуфером
Далее настраиваем фазоинвертор:
На этом инструкция по изготовлению своими руками автомобильного сабвуфера подходит к концу. Вам остается лишь проверить свою работу в деле.
Включаем самый жесткий вариант музыкальной композиции на всю громкость и прослушиваем воспроизводимое на предмет появления посторонних шумов, шелеста, свиста:
- Свист указывает на оставшееся внутри незакрытое пространство щель, отверстие которое следует замазать герметиком, шпаклевкой или клеем;
- Шелест означает, что двигающийся демпфер динамика соприкасается с его диффузором.
Григорий с детства обожал машины, а в подростковом возрасте, когда самостоятельно подключил автомагнитолу в отцовской девятке, понял, что машины будут его работой, хобби, призванием.
Сабвуферы
В автозвуке существует множество вариантов акустических оформлений коробов. Поэтому многие новички не знают, что выбрать лучше всего. Наиболее популярные виды коробов для сабвуфера – это закрытый ящик и фазоинвертор.
А также существуют такие оформления, как бандпасс, четвертьволновый резонатор, фриэир и другие, но при построении систем они применяются крайне редко по разным причинам. Решать, какой выбрать короб для сабвуфера должен сам владелец динамика исходя из требований к звучанию и опыта.
Советуем обратить внимание на статью из какого материала лучше делать сабвуферный короб. Мы наглядно продемонстрировали как влияет жёсткость короба на качество и громкость баса.
Закрытый ящик
Данный тип оформления самый простой. Закрытый ящик для сабвуфера несложно рассчитать и собрать. Его конструкция представляет собой короб из нескольких стенок, чаще всего из 6.
Преимущества ЗЯ:
- Несложный расчет;
- Несложная сборка;
- Маленький литраж готового короба, а следовательно компактность;
- Хорошие импульсивные характеристики;
- Быстрый и четкий бас. Хорошо отыгрывает клубные треки.
Недостаток у закрытого ящика всего один, но он порой является решающим. У данного типа оформления очень низкий уровень КПД относительно других коробов. Закрытый ящик не подойдет для тех, кому хочется высокого звукового давления.
Однако он подойдет для любителей рока, клубной музыки, джаза и подобного. Если человеку хочется баса, но нужно место в багажнике, то закрытый ящик – это идеальный вариант. Закрытый ящик будет плохо играть если выбран неправильный объем. Какой объём короба нужен для данного типа оформления уже давно решили опытные люди в автозвуке путем вычислений и экспериментов. Выбор объема будет зависеть от размера сабвуферного динамика.
Рекомендуемый объём для сабвуфера закрытый ящик:
Фазоинвертор
Данный тип оформления довольно сложнее рассчитать и построить. Его конструкция значительно отличается от закрытого ящика. Однако у него есть преимущества, а именно:
- Высокий уровень КПД. Фазоинвертор будет воспроизводить низкие частоты намного громче, чем закрытый ящик;
- Несложный расчет корпуса;
- Перенастройка в случае необходимости. Это особенно важно для новичков;
- Хорошее охлаждение динамика.
Также фазоинвертор имеет и недостатки, число которых больше, чем у ЗЯ. Итак, минусы:
- ФИ громче, чем ЗЯ, но бас здесь уже не такой четкий и быстрый;
- Размеры ФИ короба гораздо больше по сравнению с ЗЯ;
- Большой литраж. Из-за этого готовый короб будет занимать больше места в багажнике.
Исходя из преимуществ и недостатков можно понять, где используются ФИ короба. Чаще всего их используют в инсталляциях, где необходим громкий и выраженный бас. Фазоинвертор подойдет для слушателей любого репа, электронной и клубной музыки. А также он подойдет для тех, кому не нужно свободное место в багажнике, так как короб будет занимать почти все пространство.
ФИ короб поможет получить больше баса, чем в ЗЯ от динамика маленького диаметра. Однако для этого потребуется гораздо больше места.
Какой объем короба требуется для фазоинвертора?
От чего зависит настройка ФИ короба
Чем больше объем короба, тем меньше будет частота настройки, скорость баса уменьшается. Если же нужна частота повыше, то объем необходимо уменьшить . Если у вас номинальная мощность усилителя превышает номинал динамика, то объём рекомендуется делать поменьше. Это нужно для того, чтобы распределить нагрузку на динамик и исключить его превышение хода. Если же усилитель слабее динамика то объём короба рекомендуем сделать чуть больше. Это компенсирует громкость из-за недостачи мощности.
Площадь порта также должна зависеть от объема. Средние значения площади порта динамиков следующие:
для 10-дюймового – 100-160 кв.см,
для 12-дюймового – 140-270 кв.см,
для 15-дюймового – 240-420 кв.см,
Длинна порта так же влияет на частоту настройки сабвуферного короба, чем длиннее будет порт тем ниже настройка короба, чем короче порт соответственно частота настройки выше. При расчете короба для сабвуфера прежде всего необходимо ознакомиться с характеристиками динамика и рекомендуемыми параметрами корпуса. В некоторых случаях производитель рекомендует совершенно иные параметры короба, чем те, которые даны в статье. Динамик может иметь нестандартные характеристики, из-за чего он будет требовать определенного короба. Такие сабвуфер чаще всего встречаются у компаний-производителей Kicker и DD. Однако у других производителей такие динамики также имеются, но в гораздо меньших количествах.
Объёмы даны примерные, от и до. Он в зависимости от динамика будут отличаться, но как правило они будут находиться в одной и той же вилке… К примеру для 12 дюймового сабвуфера это 47-78 литров а порт будет от 140 до 270 кв. см, а как более подробно рассчитать объём, всему этому мы будем учиться в последующих статьях. Надеемся что данная статья ответила вам на ваш вопрос, если у вас есть замечания или предложения вы можете оставить свой комментарий ниже.
Заключение
И напоследок, есть желание помочь проекту? Подписывайся на группу “Вконтакте” и “Instagram”. Спасибо, и добро пожаловать в банду 😉
Читайте также: