Часть первая, теоретическая.
Активный сабвуфер своими руками.
В этой статье речь пойдет о самодельном сабвуфере в оформлении ЗЯ с корректором Линквитца. Идея собрать небольшой активный, а главное, качественно играющий сабвуфер витала давно, но всегда что-то мешало. Отсутствие денег, времени, и прочего. Но, поддавшись очередному весеннему обострению, решился на это дело, благо, многие нужные детали оказались в наличии.
Выбор концепции. Не секрет, что наиболее музыкальным оформлением из легко изготавливаемых является Закрытый Ящик. Недостатком ЗЯ является недостаточно низкая граница воспроизводимых частот. Либо, приходится жертвовать объемом, что очень не желательно для большинства горожан, живущих в квартирах. Что, если сделать активный фильтр, который нивелировал бы слишком б.
14 апреля 2008, понедельник 18:11
_VANES_ [ ] для раздела Блоги
реклама
Часть первая, теоретическая.
Активный сабвуфер своими руками.
В этой статье речь пойдет о самодельном сабвуфере в оформлении ЗЯ с корректором Линквитца. Идея собрать небольшой активный, а главное, качественно играющий сабвуфер витала давно, но всегда что-то мешало. Отсутствие денег, времени, и прочего. Но, поддавшись очередному весеннему обострению, решился на это дело, благо, многие нужные детали оказались в наличии.
Выбор концепции. Не секрет, что наиболее музыкальным оформлением из легко изготавливаемых является Закрытый Ящик. Недостатком ЗЯ является недостаточно низкая граница воспроизводимых частот. Либо, приходится жертвовать объемом, что очень не желательно для большинства горожан, живущих в квартирах. Что, если сделать активный фильтр, который нивелировал бы слишком быстрое падение отдачи на НЧ? Оказывается, такой вариант уже давно используется, и его автор – Линквитц.
Покопавшись в инете, были найдены очень интересные материалы на эту тему:
О корректоре Линквитца: http://electroclub.info/article/subs_linkwitz_bass.htm ;
Расчет корректора: http://electroclub.info/article/linkwitz_pro.htm ;
Номиналы деталей фильтра: http://electroclub.info/samodel/sub_pred.htm .
Динамик выбран фирмы АСАлаб, находящейся в г.Калуге, его параметры написаны прямо на динамике, и немного отличаются от указанных на сайте производителя, но незначительно. Промер динамика значения параметров подтвердил. Замечательно.
Вот скриншоты с моими расчетными данными:
(кликните по картинке для увеличения)
Расчет Линквитца в Exel
Как видно, слева вверху введены данные моего динамика, правее расчетные значения добротности и резонансной частоты динамика в ящике без коррекции, желаемая низшая частота и добротность( Target Fsc, Target Qtc), еще ниже средняя планируемая мощность усилителя и расчетное значение давления в итоге ( Power Applied, Peak SPL). Ниже видим такую строчку: SubSonic Filter Enabled и циферку 25. Это желаемая настройка Сабсоника – фильтра, обрезающего инфранизкие частоты. В моем случае 25Гц было оптимально.
На графике синим показана АЧХ фильтра, итоговая коррекция. Наглядно видно, что поднимается диапазон 10-35Гц, именно там, где завал. Ниже 10Гц давным давно в работу включается сабсоник, обезая инфраНЧ, дабы не доволить динамик до перегрузки на неслышимых частотах.
(кликните по картинке для увеличения)
Расчет линкыитца в Exel скрин2
График Group delay – общее время групповой задержки, то есть запаздывание. На 20Гц 10мс – отличный результат!
Excursion vs Frequensy – зависимость смещения от частоты. Важно, чтобы синий и красный график не пересекались.
Power vs Frequensy. Требуемая мощность/частота. Заметно, что усилителя на 100Вт предостаточно.
Часть вторая, «деревянная».
Пора от расчетов приступать к действиям. Было решено делать саб кубической формы, со стенками по 40см. Передняя стенка двойная, сзади отсек под электронику. Головка ровно по центру лицевой панели. Ящик собирался на мебельные саморезы под шестигранник и на китайские каленые саморезы, клей ПВА и силикон.
(кликните по картинке для увеличения)
начало сборки
Выпиленные стенки, наживил на шурупы. Далее – сборка основательно, проклейка. откручиваем сначала три стенки из шести, промазываем клеем, прикручиваем. Затем следующие три стенки откручиваем, промазываем, ставим и намертво затягиваем. изнутри швы проходим смесью ПВА и опилок, благо их к этому моменту появится целый кучка.
(кликните по картинке для увеличения)
морда саба
В задней стенке необходим отсек для нашей электроники. Так же прокручиваем саморезами и шурупами со всех сторон. Нам нужна безкомпромиссная жесткость ящика. Если вы делаете оформление ЗЯ, то малейшая дырочка, щель, плохо прикрученная стенка будет пропускать воздух, что невозможно не услышать.
(кликните по картинке для увеличения)
зад саба, без отделки
Так, ящик собран. Что дальше? Пора придать ему нормальный внешний вид. У меня была в запасе качественная самоклеящаяся пленка dc-fix. Цвет – под черное дерево. Шпатлюем сабик акриловой шпатлевкой по дереву, шлифуем шлифмашиной. Незаменимая вещь, должен вам сказать. Фотки в процессе:
(кликните по картинке для увеличения)
первый слой шпатлевки
Работы еще много. Глаза боятся – руки делают
(кликните по картинке для увеличения)
шпаклюем.
Уже что-то вырисовывается. Углы должны быть ровными, четкими. На плоскостях не должны быть ямочек, бугров. ровные углы и стенки — наша цель.
Фото ниже — последний слой шпатлевки, зачищен, и загрунтован. Вообще, грунтовать нужно перед каждым слоем, перед покраской или оклейкой пленкой, шпоном. Иначе — никак.
(кликните по картинке для увеличения)
финалный слой шпатлевки
Единственное, что я не учел, это то, что готовому ящику надо дать постоять месяц-другой. Шпатлевка видимо дает какую-то усадку, и проступили очертания шурупов и торцов Но, это довольно буджетная конструкция, и можно закрыть глаза в принципе. Ящик получился очень жестким, тяжелым. Это очень хорошо.
А теперь очень важный этап – оклейка пленкой. Для этого надо подготовить столик, подстелить мягкую тряпочку под ящик. Так же, как и между слоями шпатлевки, наносится грунтовка. Сначала оклеиваете боковые стенки, верх и низ, начиная с низа. Учтите, что когда вы снимаете с пленки нижнюю бумагу, чтобы приклеить саму пленку, она электризуется, и все опилки, которых вы не замечали, вмиг прилипнут под пленку, и убрать их будет невозможно. По краю пленка отрезается острым строительным или канцелярским ножом. Затем передняя и задняя стенка. Края обрезаем ножом, проглаживаем не сильно горячим утюгом через бумагу. Получаем что-то вроде этого:
(кликните по картинке для увеличения)
саб с отделкой самоклейкой
(фото большие, осторожно)
(кликните по картинке для увеличения)
саб
Смотрится солидно, фирменно радует глаз. Далее ставим саб на шипы. Это даст отличное улучшение качества звучания, за счет виброразвязки с полом. Так сказать, стремимся к HI-FI. Надо сказать, установка саба на шипа изменила звучание в заметно лучшую сторону.
(кликните по картинке для увеличения)
шипы саба
(кликните по картинке для увеличения)
саб на шипах
Часть третья, электронная.
Нам предстоит собрать блок питания, усилитель и сам фильтр-корректор Линквитца.
Блок питания. У меня было два новеньких трансформатора ТС 160-3, каждый при соединении вторичных обмоток давал по 28 вольт. В итоге имеем выпрямленные +/- 35в. Блок питания из двух диодных мостиков, и по 2 конденсатора 4700мкФ 50в. Фильтр питается от стабилизированного источника. Фильтр запустился с первого раза, и проблем не вызвал. Некоторые номиналы подбирались, по лучшему звучанию. Усилителей было опробовано три: Усков, ТДА7294 с умощнением транзисторами, и просто ТДА7294 на хорошей печатке, а не как в наборах из магазина или в даташите…
Лучшее звучание получилось у просто ТДА 7294. Никаких щелчков, хлопков, гудения и прочих неприятностей. Хорошее, сочное звучание. ЕЕ мощности с головой хватает.
Часть четвертая, музыкальная.
Звучание саба очень нравится – мягкое, точное, четкое. На рок-балладах, спокойной музыке чуть ли не интимно-вкрадчивое, очень приятное. Интересно стало слушать рэп, и подобные стили музыки с преобладанием низких частот. В фильмах взрывы тоже создают должный эффект. Громкости хватает для средней комнаты. Для любителей повеселить соседей с соседней улицы будет явно маловато…
Выбор динамика
Лучше всего в этом объеме будет работать динамик диаметром 20 см. Выбрали НЧ головку SB20PFCR30, 4-омная версия, которая проще и дешевле в раскачке.
Громкоговоритель выбирался по ориентирам, что он должен хорошо звучать от 40 Гц и выдерживать термически и механически полную заявленную мощность.
Теперь, когда выбрали конкретную модель динамика, можно рассчитать точные параметры корпуса. Здесь понадобится корпус объемом 30 литров, настроенный на ~ 44 Гц. Начертили и сделали тумбу из ламинированного мебельного щита 18 мм.
Это решение оказалось самым дешевым. Его не нужно никак дорабатывать, шлифовать, красить, клеить. Достаточно хорошо вырезать детали. Кроме того, такие доски широко доступны и дешевы. Соответствующая жесткость обеспечивается внутренним поперечным соединителем, также изготовленным из 18-мм доски. Кожух был как следует задемпфирован, верхняя часть 4-мя слоями ваты 2 см, нижняя половина укрыта тоже.
Полезное на сайте:
Самодельный преобразователь для автоусилителя
Электронная часть
Далее время электроники. Нужен усилитель около 50 ватт на 4 ома. Это одна из немногих вещей, которые не стоило делать самостоятельно, ведь стоимость готового УМЗЧ очень даже неплохая. Для этой цели отлично подходит модуль с интегральной микросхемой TPA3116. На его плате нет ничего лишнего, никаких дополнительных фильтров. Он также имеет выход отключения звука, который полезен для подавления щелчков, создаваемых предварительным усилителем, когда он выключен.
Благодаря тому, что модуль фильтра собрали сами, удалось разместить все необходимые схемы на одной плате. К ним относятся: регулируемый фильтр нижних частот 4-го порядка. Размещение динамика между стеной сабвуфера и полом дает сильный подъем в диапазоне около 800 Гц. С фильтром 4-го порядка (24 дБ/окт) будем уверены, что никакие нежелательные резонансы не возникнут. Другое дело – инфразвуковой фильтр, обеспечивающий динамику комфортные условия работы, фильтрующий весь инфразвук, который саб нормально не воспроизвел бы, и который бы излишне потреблял электроэнергию и механически утомлял динамик.
Затем был использован эквалайзер, задача которого — усилить низкочастотную полосу на несколько децибелл в районе настройки фазоинверторного порта. Точные параметры коррекции: +3dB Q3 f44Hz. Благодаря этому сабвуфер звучит еще полнее, несмотря на небольшой корпус.
Полезное на сайте:
Регулятор мощности для переменного напряжения 12-24 В
Также существует проблема ограничения мощности. Как известно, все виды динамиков малой и средней мощности очень легко перегрузить. Тогда звук делается неприятный и можно спалить все внутри. Одним из решений является использование ограничителя, который, когда входное напряжение превышает заданный порог, начинает ограничивать его, чтобы предотвратить перегрузку УНЧ.
Есть еще и такие мелочи, как переключатель полярности, индикатор рабочего состояния и выключатель. Весь фильтр разработан на одной плате, с возможностью прикручивания к ней снизу платы усилителя.
Затем все, что нужно сделать, это подключить трансформатор и динамик без каких-либо дополнительных кабелей.
На плате два больших потенциометра: регулятор громкости и частота среза ФНЧ. Рядом есть переключатель полярности. Кроме того, дополнительные регулировки производятся с помощью монтажных потенциометров. Потенциометры rv1 и rv2 используются для установки частоты и глубины коррекции эквалайзера. Потенциометр rv5 устанавливает порог срабатывания ограничителя.
Используемый модуль УМЗЧ TPA3116 имеет настройку усиления 32 дБ. Это означает, что для полного управления мощностью 50 Вт 4 Ом, потребуется напряжение 0,4 В (среднеквадратичное значение). При нормальной работе светодиод будет зеленым, при ограничении сигнала – оранжевым.
Активный сабвуфер своими руками для дома
На этой странице я вкратце расскажу Вам о том, как своими руками сделать активный сабвуфер для квартиры или загородного дома на базе динамика для автомобильного сабвуфера. Данная конструкция работает у меня в городской квартире уже несколько лет и поверьте, мне очень нравится, КАК ЭТО ЗВУЧИТ!
С детства у мня сложилось впечатление, что изготовить правильно звучащую колонку очень трудно, и что для этого надо быть большим ученым в области расчета акустических систем и звуковых волн — всЕ же самоделки будут работать кое-как, и добиться хоть сколь-нибудь качественного звука такими методами практически невозможно.
Однако, позже мне повезло познакомиться на работе с одним очень интересным мужичком, неким Голубятниковым Игорем Михайловичем, который до этого профессионально занимался установкой аудиосистем в автомобили по спецзаказам в специализированном авто-аудио центре.
Он сообщил мне, что в расчете и изготовлении акустических систем, а особенно в изготовлении сабвуфера, нет ничего особенно мудреного, и что это не так уж и трудно, а главное — можно получить вполне хороший результат. Вдохновленный его наставлениями, я поехал на Митинский радиорынок (в Москве) и приобрел там автомобильный сабвуферный динамик диаметром 12 дюймов FBX-12 от Power Acoustik. Увы, сфотографировать во время постройки сабвуфера сам динамик и детали корпуса я почему-то не догадался. Следующая фотография взята с какого-то другого сайта:
Этот динамик поставлялся в аккуратном деревянном ящике с металлическими набойками на углах,
который, после выдирания из него всяких перегородок, теперь идеально подходит для хранения баллончиков с краской:
На крышке этого ящика отпечатаны технические характеристики динамика:
Конструкция.
По совету Игоря Михайловича была выбрана схема с фазоинвертором. Расчет корпуса выполнен в программе «GBL SpeakerShop», данные на динамик прилагались на листочке-вкладыше в упаковке. Согласно расчету, необходимый объем корпуса сабвуфера составил 120 литров.
Корпус выполнен из ДСП (с двух сторон голого, серого) толщиной 16мм. Каждая стенка корпуса вокруг объема за динамиком выполнена из такого ДСП в три слоя. Слои между собой склеены клеем ПВА и дополнительно стянуты саморезами (чтобы не ждать, пока высохнет клей). Итого, толщина стенок получилась почти 5см. Корпус — полностью герметичен, проклеен, а щели «замазаны» клеем ПВА, разведенным с опилками, оставшимися от изготовления стенок корпуса.
Сам же динамик, кроме крепежных винтов, вклеен на силиконовом герметике.
Фазоинвертор выполнен в виде щели, одна стенка которой была на этапе изготовления подвижна — для регулировки длины канала фазоинвертора. После настройки, лишняя часть этой стенки была отрезана, а сама стенка вклеена в корпус. Далее шлифовка, окраска — и корпус готов:
Поскольку сабвуфер активный, необходимо было предусмотреть еще и место для усилителя. Поэтому корпус, на самом деле, не просто полый ящик, а состоит из двух отсеков — большого — за самим динамиком, и маленького — в задней части (толщиной сантиметров 10). Отсеки разделены между собой герметичной перегородкой, выполненной также из трех слоев ДСП. Провода от динамика в усилительный отсек проходят через герметичные уплотнения.
Электрическая часть.
Динамик содержит две независимые обмотки, каждая сопротивлением по 4 Ома. Поэтому была выбрана схема из двух усилителей, каждый из которых работает на свою обмотку динамика, независимо от другого. Эти усилители объединены только по входному сигналу (и напряжению питания, естественно).
Вот принципиальная схема усилителей (нажмите для увеличения):
В качестве, собственно, самих усилителей использована очень хорошая микросхема — TDA7294, представляющая из себя готовый мощный (до 100Вт) усилитель звуковой частоты с допустимым двуполярным напряжением питания до +/- 50В и выходным током (на нагрузку) до 10А. Выходной каскад этой микросхемы построен на полевых транзисторах, микросхема имеет низкий уровень шумов и малые искажения усиливаемого сигнала.
Входной сигнал подается на входы этих микросхем без каких-либо преобразований, ограничений и обрезаний по частоте. Связано это с тем, что в качестве источника сигнала для сабвуфера в моей домашней аудиосистеме используется DVD-проигрыватель, он же FM-тюнер, он же усилитель — DR-L50 фирмы Onkyo. Вот подробная статья об этом агрегате на сайте iXBT (кому интересно): http://www.ixbt.com/dvd/onkyo-dr-l50.shtml.
Этот аппарат имеет специальный сабвуферный выход, на который выводится специально подготовленный низкочастотный сигнал, и в котором можно регулировать громкость независимо от остальных каналов проигрывателя, и, тем самым, настраивать работу сабвуфера по отношению к средним и высоким частотам, воспроизводимым остальной частью аудиосистемы.
Питание усилителей осуществляется от единого двуполярного источника питания, выполненного по типовой схеме — тороидальный трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками по 25 Вольт каждая, мостовой выпрямитель (готовый выпрямительный модуль) и электролитические конденсаторы. Общая емкость этих конденсаторов выбрана с большим запасом (можно было и значительно меньше). Если отключить питание, сабвуфер продолжает работать на этих конденсаторах еще несколько десятков секунд (не на полной мощности, конечно).
Сами усилители смонтированы каждый на небольшой плате,
а вся схема — целиком — на задней стенке усилительного отсека корпуса сабвуфера (здесь только 1 слой ДСП):
Все силовые провода имеют сечение 2.5мм 2 — для передачи на динамик максимальной мощности. Микросхемы усилителей через специальные окошки в задней стенке закреплены на радиаторах, выходящих на заднюю поверхность корпуса. Радиаторы — от силовых тиристоров на 320А (очень избыточны по размеру, зато хорошо смотрятся):
На фото чуть выше видно, что в схеме имеется еще одна плата (с двумя оранжевыми радиаторами), которая вроде бы не отображена на принципиальной схеме. Связано это с тем, что микросхемы усилителей TDA7294 имеют отдельные выводы (точнее вводы) силового питания (на выходные полевые транзисторы) и отдельные выводы (вводы) слаботочного питания на остальную часть схемы. Изначально планировалось на выводы силового питания подать полное напряжение питания непосредственно от источника, а на выводы слаботочного питания — стабилизированное питание +/-15В через ту самую плату с оранжевыми радиаторами (это двуполярный понижающий стабилизатор питания). Однако такая схема работать не стала, и более того, две усилительные микросхемы TDA7294 таким образом были полностью испорчены. Пришлось переделать платы усилителей заново — соединить и слаботочные и силовые выводы (вводы) каждой микросхемы-усилителя вместе (между собой). Т. о., необходимость в этом понижающем стабилизаторе (плате с оранжевыми радиаторами) отпала — он был оставлен с единственной целью — питать светодиод «Вкл.» (на приведенной принципиальной схеме данный светодиод подключен непосредственно к полному напряжению питания через соответствующий резистор).
Кроме двух испорченных усилителей были и другие проблемы при сборке схемы. На фото ниже представлено неудачное расположение проводов подачи входного сигнала на усилители (обратите внимание на толстые белые провода, идущие от входного гнезда до самих усилителей — на самом деле это экранированный сигнальный провод в защитном белом кембрике). Сравните расположение этих проводов на фото выше данного текста и ниже его:
Эта, казалось бы, незначительная мелочь привела к тому, что даже с замкнутым накоротко входом (на гнезде подачи звукового сигнала) из динамика ясно слышался фон сетевой частоты 50Гц.
Провода схемы были переделаны так, чтобы создать максимальную симметрию (на фото более выше). После этого фон 50Гц из динамика полностью исчез.
Поскольку изготовленный сабвуфер получился достаточно громоздким, он был подвешен к потолку на анкерах — чтобы не занимать полезное место у поверхности пола:
Несколько слов о настройке.
По совету Игоря Михайловича, перед тем как динамик был вклеен в корпус, он был предварительно «размят». Для этого на динамик было подано сетевое напряжение через понижающий трансформатор вольт на 15 достаточной мощности, и в течении нескольких часов мембрана динамика колебалась с частотой сети 50Гц. При этом, динамик был убран в шкаф, в котором был дополнительно завален различными подушками и одеялами — чтобы его было слышно как можно слабее.
Сделано это было для того, чтобы система подвеса мембраны динамика «приработалась» («размялась») (динамик-то новый) и в дальнейшем уже не сильно меняла свои жесткостные свойства при эксплуатации (самое сильное изменение свойств подвеса мембраны нового динамика происходит на начальном этапе эксплуатации этого динамика). Если этого не сделать, то поскольку настройка фазоинвертора была бы произведена для свойств нового динамика, то после его «приработки» («разминания») уже в процессе эксплуатации, его свойства могли бы измениться, а настройка фазоинвертора — сбиться.
Затем Игорь Михайлович выдал мне специальный аудио диск, на котором было записано 60 треков — обычная синусоида, начиная от 20 и заканчивая 80 Гц (с шагом в 1 Гц). Прослушивая эти треки один за другим и в выборочном порядке на одной и той же громкости, можно настроить фазоинвертор таким образом, чтобы громкость звучания этих треков (т. е. громкость воспроизведения разных частот) (на слух) была бы приблизительно одинаковой (чтобы не было выраженных резонансов). Именно так и была произведена настройка фазоинвертора данного сабвуфера.
Надо сказать, что когда все было сделано, настроено и доклеено, результаты моей работы меня очень порадовали. Экспериментально выяснилось, что для создания достаточно «мощного» баса с помощью данного сабвуфера, необходима сравнительно небольшая электрическая мощность, а колебания мембраны динамика, при этом, едва заметны. Для создания похожего звука, скажем, с помощью колонок от музыкального центра, на них надо подавать значительно большую электрическую мощность, а мембраны их динамиков, при этом, колеблются очень существенно.
Если же громкость аудиосистемы с этим сабвуфером увеличить — все вокруг «приходит в движение», стекла в окнах начинают звенеть, пол — дрожать, предметы на поверхности стола — самопроизвольно перемещаться. Особенно мне нравится демонстрировать своим гостям начало мультфильма «Ледниковый период», а именно тот момент, когда в самом его начале эта чудо-белка забивает орех в лед, после чего и начинается весь остальной сюжет мультфильма. Если сделать погромче, звук в этом месте получается поистине «потрясающий» — в прямом смысле этого слова. Огорчает в такие моменты только одно — понимание того, что вокруг меня находятся соседи, и что их терпение когда-нибудь может закончиться.
Электронная начинка
Предварительный усилитель собирал по схеме www.electroclub.info/samodel/sub_pred.htm
Печатку нарисовал сам под smd резисторы ну и уменьшил её в размерах. Если она кому-то интересна, то могу выложить в формате Sprint Layout.
В качестве оконечного усилителя выбрал усилитель на TDA7294 с регулируемым выходным сопротивлением.
Схема и описание тут. Печатка использовалась от автора. Чтобы не лазить далеко схема с первоисточника:
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
Собрал почти полностью УНЧ, не хватило пары омических сопротивлений и одного оксидника и собрал предварительный усилитель с сабсоник фильтром и ФНЧ кроссовером с изменяемой частотой и переключателем фазы. На плате так же есть корректор Линквица, но он не распаян, так как для оформления бандпасса он не нужен. На фотках платы не отмыты от флюса, поэтому такие «красивые».
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
Питание
В мощной активной колонке, которой является сабвуфер, может потребоваться и внутренний блок питания. Он должен выдавать десятки ампер и быть достаточно мощным – без такой мощности разогнать акустическую систему не удастся. Чтобы оставить таким же благозвучие и эффективность «басов», нередко и усилитель, и блок питания размещают в отдельном, наглухо отгороженном от основной акустической ячейки отсеке. Для этого потребуется седьмая стенка ящика, служащая в качестве внутренней перегородки. Её выпиливают с учётом лабиринтного хода, проходящего через неё. Электроника размещена в задней части ящика. Если колонка не является активной, усилитель и блок питания выносятся в отдельный агрегат. К самой колонке подходит лишь силовой провод.
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:
- подключите к входу усилителя любой источник звука (например, смартфон);
- включите блок питания;
- также подключите к выходу усилителя высокочастотные колонки («сателлиты»);
- запустите какой-нибудь музыкальный трек на вашем гаджете.
Звук должен быть чистым, без хрипов. Низкочастотный динамик должен чётко воспроизводить низкие частоты.
Большинство сабвуферов ориентированы на низкие частоты от десятков до сотен герц, остальные воспроизводятся при помощи высокочастотных колонок. В этом можно убедиться, временно отключив эти «сателлиты» во время работы. Если испытание прошло успешно (не выявлено дребезжания, хрипа или других помех в звучании), проведите акустический расчёт помещения или авто.
- 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.
Активный сабвуфер своими руками для дома
На этой странице я вкратце расскажу Вам о том, как своими руками сделать активный сабвуфер для квартиры или загородного дома на базе динамика для автомобильного сабвуфера. Данная конструкция работает у меня в городской квартире уже несколько лет и поверьте, мне очень нравится, КАК ЭТО ЗВУЧИТ!
С детства у мня сложилось впечатление, что изготовить правильно звучащую колонку очень трудно, и что для этого надо быть большим ученым в области расчета акустических систем и звуковых волн — всЕ же самоделки будут работать кое-как, и добиться хоть сколь-нибудь качественного звука такими методами практически невозможно.
Однако, позже мне повезло познакомиться на работе с одним очень интересным мужичком, неким Голубятниковым Игорем Михайловичем, который до этого профессионально занимался установкой аудиосистем в автомобили по спецзаказам в специализированном авто-аудио центре.
Он сообщил мне, что в расчете и изготовлении акустических систем, а особенно в изготовлении сабвуфера, нет ничего особенно мудреного, и что это не так уж и трудно, а главное — можно получить вполне хороший результат. Вдохновленный его наставлениями, я поехал на Митинский радиорынок (в Москве) и приобрел там автомобильный сабвуферный динамик диаметром 12 дюймов FBX-12 от Power Acoustik. Увы, сфотографировать во время постройки сабвуфера сам динамик и детали корпуса я почему-то не догадался. Следующая фотография взята с какого-то другого сайта:
Этот динамик поставлялся в аккуратном деревянном ящике с металлическими набойками на углах,
который, после выдирания из него всяких перегородок, теперь идеально подходит для хранения баллончиков с краской:
На крышке этого ящика отпечатаны технические характеристики динамика:
Конструкция.
По совету Игоря Михайловича была выбрана схема с фазоинвертором. Расчет корпуса выполнен в программе «GBL SpeakerShop», данные на динамик прилагались на листочке-вкладыше в упаковке. Согласно расчету, необходимый объем корпуса сабвуфера составил 120 литров.
Корпус выполнен из ДСП (с двух сторон голого, серого) толщиной 16мм. Каждая стенка корпуса вокруг объема за динамиком выполнена из такого ДСП в три слоя. Слои между собой склеены клеем ПВА и дополнительно стянуты саморезами (чтобы не ждать, пока высохнет клей). Итого, толщина стенок получилась почти 5см. Корпус — полностью герметичен, проклеен, а щели «замазаны» клеем ПВА, разведенным с опилками, оставшимися от изготовления стенок корпуса.
Сам же динамик, кроме крепежных винтов, вклеен на силиконовом герметике.
Фазоинвертор выполнен в виде щели, одна стенка которой была на этапе изготовления подвижна — для регулировки длины канала фазоинвертора. После настройки, лишняя часть этой стенки была отрезана, а сама стенка вклеена в корпус. Далее шлифовка, окраска — и корпус готов:
Поскольку сабвуфер активный, необходимо было предусмотреть еще и место для усилителя. Поэтому корпус, на самом деле, не просто полый ящик, а состоит из двух отсеков — большого — за самим динамиком, и маленького — в задней части (толщиной сантиметров 10). Отсеки разделены между собой герметичной перегородкой, выполненной также из трех слоев ДСП. Провода от динамика в усилительный отсек проходят через герметичные уплотнения.
Электрическая часть.
Динамик содержит две независимые обмотки, каждая сопротивлением по 4 Ома. Поэтому была выбрана схема из двух усилителей, каждый из которых работает на свою обмотку динамика, независимо от другого. Эти усилители объединены только по входному сигналу (и напряжению питания, естественно).
Вот принципиальная схема усилителей (нажмите для увеличения):
В качестве, собственно, самих усилителей использована очень хорошая микросхема — TDA7294, представляющая из себя готовый мощный (до 100Вт) усилитель звуковой частоты с допустимым двуполярным напряжением питания до +/- 50В и выходным током (на нагрузку) до 10А. Выходной каскад этой микросхемы построен на полевых транзисторах, микросхема имеет низкий уровень шумов и малые искажения усиливаемого сигнала.
Входной сигнал подается на входы этих микросхем без каких-либо преобразований, ограничений и обрезаний по частоте. Связано это с тем, что в качестве источника сигнала для сабвуфера в моей домашней аудиосистеме используется DVD-проигрыватель, он же FM-тюнер, он же усилитель — DR-L50 фирмы Onkyo. Вот подробная статья об этом агрегате на сайте iXBT (кому интересно): http://www.ixbt.com/dvd/onkyo-dr-l50.shtml.
Этот аппарат имеет специальный сабвуферный выход, на который выводится специально подготовленный низкочастотный сигнал, и в котором можно регулировать громкость независимо от остальных каналов проигрывателя, и, тем самым, настраивать работу сабвуфера по отношению к средним и высоким частотам, воспроизводимым остальной частью аудиосистемы.
Питание усилителей осуществляется от единого двуполярного источника питания, выполненного по типовой схеме — тороидальный трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками по 25 Вольт каждая, мостовой выпрямитель (готовый выпрямительный модуль) и электролитические конденсаторы. Общая емкость этих конденсаторов выбрана с большим запасом (можно было и значительно меньше). Если отключить питание, сабвуфер продолжает работать на этих конденсаторах еще несколько десятков секунд (не на полной мощности, конечно).
Сами усилители смонтированы каждый на небольшой плате,
а вся схема — целиком — на задней стенке усилительного отсека корпуса сабвуфера (здесь только 1 слой ДСП):
Все силовые провода имеют сечение 2.5мм 2 — для передачи на динамик максимальной мощности. Микросхемы усилителей через специальные окошки в задней стенке закреплены на радиаторах, выходящих на заднюю поверхность корпуса. Радиаторы — от силовых тиристоров на 320А (очень избыточны по размеру, зато хорошо смотрятся):
На фото чуть выше видно, что в схеме имеется еще одна плата (с двумя оранжевыми радиаторами), которая вроде бы не отображена на принципиальной схеме. Связано это с тем, что микросхемы усилителей TDA7294 имеют отдельные выводы (точнее вводы) силового питания (на выходные полевые транзисторы) и отдельные выводы (вводы) слаботочного питания на остальную часть схемы. Изначально планировалось на выводы силового питания подать полное напряжение питания непосредственно от источника, а на выводы слаботочного питания — стабилизированное питание +/-15В через ту самую плату с оранжевыми радиаторами (это двуполярный понижающий стабилизатор питания). Однако такая схема работать не стала, и более того, две усилительные микросхемы TDA7294 таким образом были полностью испорчены. Пришлось переделать платы усилителей заново — соединить и слаботочные и силовые выводы (вводы) каждой микросхемы-усилителя вместе (между собой). Т. о., необходимость в этом понижающем стабилизаторе (плате с оранжевыми радиаторами) отпала — он был оставлен с единственной целью — питать светодиод «Вкл.» (на приведенной принципиальной схеме данный светодиод подключен непосредственно к полному напряжению питания через соответствующий резистор).
Кроме двух испорченных усилителей были и другие проблемы при сборке схемы. На фото ниже представлено неудачное расположение проводов подачи входного сигнала на усилители (обратите внимание на толстые белые провода, идущие от входного гнезда до самих усилителей — на самом деле это экранированный сигнальный провод в защитном белом кембрике). Сравните расположение этих проводов на фото выше данного текста и ниже его:
Эта, казалось бы, незначительная мелочь привела к тому, что даже с замкнутым накоротко входом (на гнезде подачи звукового сигнала) из динамика ясно слышался фон сетевой частоты 50Гц.
Провода схемы были переделаны так, чтобы создать максимальную симметрию (на фото более выше). После этого фон 50Гц из динамика полностью исчез.
Поскольку изготовленный сабвуфер получился достаточно громоздким, он был подвешен к потолку на анкерах — чтобы не занимать полезное место у поверхности пола:
Несколько слов о настройке.
По совету Игоря Михайловича, перед тем как динамик был вклеен в корпус, он был предварительно «размят». Для этого на динамик было подано сетевое напряжение через понижающий трансформатор вольт на 15 достаточной мощности, и в течении нескольких часов мембрана динамика колебалась с частотой сети 50Гц. При этом, динамик был убран в шкаф, в котором был дополнительно завален различными подушками и одеялами — чтобы его было слышно как можно слабее.
Сделано это было для того, чтобы система подвеса мембраны динамика «приработалась» («размялась») (динамик-то новый) и в дальнейшем уже не сильно меняла свои жесткостные свойства при эксплуатации (самое сильное изменение свойств подвеса мембраны нового динамика происходит на начальном этапе эксплуатации этого динамика). Если этого не сделать, то поскольку настройка фазоинвертора была бы произведена для свойств нового динамика, то после его «приработки» («разминания») уже в процессе эксплуатации, его свойства могли бы измениться, а настройка фазоинвертора — сбиться.
Затем Игорь Михайлович выдал мне специальный аудио диск, на котором было записано 60 треков — обычная синусоида, начиная от 20 и заканчивая 80 Гц (с шагом в 1 Гц). Прослушивая эти треки один за другим и в выборочном порядке на одной и той же громкости, можно настроить фазоинвертор таким образом, чтобы громкость звучания этих треков (т. е. громкость воспроизведения разных частот) (на слух) была бы приблизительно одинаковой (чтобы не было выраженных резонансов). Именно так и была произведена настройка фазоинвертора данного сабвуфера.
Надо сказать, что когда все было сделано, настроено и доклеено, результаты моей работы меня очень порадовали. Экспериментально выяснилось, что для создания достаточно «мощного» баса с помощью данного сабвуфера, необходима сравнительно небольшая электрическая мощность, а колебания мембраны динамика, при этом, едва заметны. Для создания похожего звука, скажем, с помощью колонок от музыкального центра, на них надо подавать значительно большую электрическую мощность, а мембраны их динамиков, при этом, колеблются очень существенно.
Если же громкость аудиосистемы с этим сабвуфером увеличить — все вокруг «приходит в движение», стекла в окнах начинают звенеть, пол — дрожать, предметы на поверхности стола — самопроизвольно перемещаться. Особенно мне нравится демонстрировать своим гостям начало мультфильма «Ледниковый период», а именно тот момент, когда в самом его начале эта чудо-белка забивает орех в лед, после чего и начинается весь остальной сюжет мультфильма. Если сделать погромче, звук в этом месте получается поистине «потрясающий» — в прямом смысле этого слова. Огорчает в такие моменты только одно — понимание того, что вокруг меня находятся соседи, и что их терпение когда-нибудь может закончиться.
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.
Рекомендации
Следует помнить, что выходное напряжение при мощности усилителя в сотни ватт может достигать 40 вольт. Звук – быстропеременный ток с непостоянной частотой. Вы получите удар током и при более низких значениях высокочастотного напряжения. Не хватайтесь руками за оголённые (в местах соединений) провода колонки, работающей на полную мощность. Бывали случаи, когда людей било током и от 25 В с частотой, к примеру, 8 килогерц.
Колонка для концертных залов достигает по мощности одного киловатта и более. Приобрести такой динамик крайне затруднительно – он может стоить десятки, а то и сотни тысяч рублей.
Колонка, которую будет слышно за три километра, потребует и мощной линии питания. На элитных дискотеках Москвы и Санкт-Петербурга использовались сабвуферы с мощностью до 500 кВт. Для такого звука порой требовались отдельная подстанция и силовая линия, рассчитанные на сверхвысокую нагрузку. Усилители и колонки в готовом виде стоят не один миллион рублей. Один лишь динамик обойдётся в несколько сотен тысяч рублей. Не гонитесь за киловаттами. Качественный «автозвук» ограничен одной-двумя сотнями ватт. Главное – настроить эквалайзер и рассчитать акустику, и вам хватит 10-50 Вт на каждый стереоканал.
Создавая для себя мощный сабвуфер, убедитесь, что динамик не излучает инфразвуковые частоты (до 20 Гц). Не пытайтесь их получить! Обычный звук с частотой 20-20000 Гц заставляет ваше тело вибрировать и являет собой небольшую опасность. Но звуковые волны с частотой 6-8 Гц при аналогичной мощности и громкости колонки способны привести к разрыву внутренних органов, ибо те входят в резонанс. Волны же с частотой 16-18 Гц вызывают галлюцинации – именно этот эффект использовали в диско-клубах.
Молодёжь, пришедшая приятно провести время на дискотеку, где громкий звук содержал крайне низкие частоты и служил аудионаркотиком, впадала в состояние изменённого сознания даже без употребления спиртного и табака. Современные производители не допускают, чтобы динамики, транзисторы и микросхемы выдавали инфразвук. Дело в том, что его применение ограничено научными лабораторными испытаниями, а не предназначено для бытового использования. В обычных гражданских целях мощный инфразвук запрещён законодательством.
Используйте колонку вдали от мороза, повышенной влажности и кислотных паров. Это не даст ей выйти из строя преждевременно.
Сабвуфер не может использоваться в полевых, полностью мобильных условиях. Если вам хочется звука, как в автомобиле, с хорошо выраженными частотами 20-80 Гц на прогулке или в походе, используйте мощные наушники для геймеров, полностью закрывающие уши. Они работают с любыми частотами от 20 до 20000 Гц. Нужные настройки звука выставляются в программном медиаплеере на смартфоне, планшете или ультрабуке.
Компьютер не выдаст десятки ватт мощности – его предусилитель рассчитан лишь на 1-2 Вт. Не подключайте сабвуфер напрямую к выходу звуковой карты: сопротивление колонки в 8 и менее ом сожжёт оконечные каскады звукового тракта.
Мощный сабвуфер, изготовленный собственноручно, позволяет сэкономить на общей стоимости колонки в 10 и более раз. Обладая навыками в монтажных и слесарных работах, вы сбережёте 10 и более тысяч рублей из своего бюджета.
Как сделать сабвуфер своими руками, смотрите далее.