Динамики своими руками

Выбор концепции и дизайна акустики

Для начала необходимо определиться с размерным классом будущего изделия. Условно разделим портативную акустику на три класса: микро, мини и макси.

Микро — портативная акустика ближнего поля, формат небольшого радиоприемника. Это можно сделать даже в моно, однако размеры не позволяют получить нормальный стереозвук.
Мини — типичный формат, колонки, купленные в Китае, — такого размера. Обычно это пара динамиков и пассивный излучатель.
И, наконец, макси-формат. Размер граничит с портативным. Для больших корпоративов. Аудиоформат обычно 2.1 (стерео с отдельным низкочастотным каналом).

Дизайн — вещь индивидуальная! Есть место полету фантазии. Совет: нужен объемный эскиз/чертеж/модель будущего изделия, чтобы прикинуть расположение узлов и не запутаться с размерами.

Что такое частотная характеристика и почему она так важна?

Частотная характеристика — это то, насколько громко динамик будет издавать звук на разных частотах.

Типичный тест частотной характеристики отправляет свипирование частоты от низких до средних и высоких, чтобы увидеть, одинаков ли звук динамика во всех этих областях.

Идеальная частотная характеристика для громкоговорителя очень плоская. Это означает, что динамик будет иметь такой же уровень на низких частотах, как и на средних или высоких частотах.

Плоская частотная характеристика предназначена для того, чтобы люди, слушающие вашу музыку, воспринимали ее именно так, как вы задумали. Если ваш трек хорошо звучит на колонках с ровной АЧХ, вы можете быть уверены, что он будет звучать лучше на любой системе воспроизведения.

Плоские динамики против всего остального

Многие динамики не плоские. Некоторым не хватает высоких или низких частот или есть пики или впадины частотной характеристики, где определенные частотные диапазоны чрезмерно подчеркнуты, скрыты или замаскированы.

В этом случае некоторые инструменты могут звучать громче или тише, чем вы предполагали, и микс, над которым вы так усердно работали, не будет представлен правильно.

Для высоких частот динамики должны двигаться очень быстро. Для низких частот динамики должны пропускать много воздуха. Вот почему твитеры (твитеры) обычно представляют собой маленькие конусы, а буферы (вуферы) — большие конусы.

Мы слышим 10 октав (20 Гц-20 кГц), что является очень широким диапазоном (для сравнения, мы можем видеть менее октавы света).

Требовать, чтобы динамик точно воспроизводил такой широкий диапазон, очень сложно, и часто требуется 2 (НЧ + ВЧ), 3 (НЧ + СЧ + ВЧ), 4 (НЧ + НЧ + СЧ + ВЧ) для создания этого широкого диапазона частоты в отличном качестве.

Строение динамика: наглядно и доступно

Основой любого громкоговорителя является рама, также известная как «корзина» или «паук». Все остальные элементы конструкции размещены на раме.

В задней части рамы находится кольцевое пространство, которое состоит из магнитопровода (сердечника) и кольцевого магнита. Минимальное расстояние между сердечником и кольцевым магнитом, также в форме кольца, обеспечивает самое сильное магнитное поле.

Звуковая катушка расположена в магнитном зазоре. Он образуется путем намотки металлической проволоки на тонкостенный цилиндрический каркас, который покрыт слоем изоляционного лака. При воздействии магнитного поля, которое возникает при прохождении переменного тока, звуковая катушка перемещается из стороны в сторону в соответствии с формой колебаний воспроизводимого звука.

Каркас звуковой катушки крепится к конусу. Последний представляет собой элемент конструкции мобильной колонки, непосредственно воспроизводящий звук. Для совершения колебаний диффузор имеет подвесы — тонкие шайбы с концентрическими выступами. Подвески диффузора, изготовленные из гибкого материала, позволяют ему перемещаться вдоль оси симметрии. Конус движется вперед-назад под действием подвижной катушки, по которой по проводам без скручивания подается переменный ток.

Передняя часть диффузора закрыта пылезащитным колпачком. Этот защитный конструктивный элемент выполняет как защитную, так и декоративную функцию.

Таким образом, проанализировав структуру говорящей колонки, мы можем перейти к более подробному рассмотрению особенностей каждого из элементов. Различные технологии и материалы, используемые для их создания, определяют огромное разнообразие этих высокотехнологичных продуктов.

Немного о мобильных динамиках

Колонки для телефона конструктивно отличаются от «взрослых» моделей. Поместить такой сложный механизм в мобильный корпус нереально, поэтому инженеры пошли на хитрость и заменили ряд элементов. Например, змеевики стали неподвижными, а вместо диффузора используется мембрана. Динамики для телефона очень упрощены, поэтому не стоит ожидать от них высокого качества звука.

Частотный диапазон, который может перекрыть такой элемент, значительно сокращается. По своему звучанию он ближе к высокочастотным аппаратам, так как в корпусе телефона нет лишнего места для установки толстых магнитопроводов.

Динамик в мобильном телефоне отличается не только размерами, но и отсутствием самостоятельности. Возможности устройства ограничены программным обеспечением. Это сделано для защиты конструкции динамика. Многие люди снимают это ограничение вручную, а потом задаются вопросом: «Почему мои динамики задыхаются?»

В среднем смартфоне установлено два таких элемента. Один разговорный, другой музыкальный. Иногда их комбинируют для достижения стереоэффекта. Так или иначе, добиться глубины и насыщенности звучания можно только при наличии полноценной стереосистемы.

Основные параметры звукового динамика.

Основные параметры звукового динамика, на которые стоит обратить внимание:

• Номинальное электрическое сопротивление (Ом). Медный провод звуковой катушки имеет активное сопротивление. Активное сопротивление — это сопротивление провода с постоянным током. Его легко измерить цифровым мультиметром в режиме омметра. Считайте измерение сопротивления цифровым мультиметром.

Но помимо активного сопротивления звуковая катушка имеет еще и реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление образуется потому, что звуковая катушка представляет собой, по сути, обычный индуктор, и ее индуктивность сопротивляется переменному току. Реактивное сопротивление зависит от частоты переменного тока.

Активное и реактивное сопротивления звуковой катушки образуют импеданс звуковой катушки. Обозначается буквой Z (так называемый импеданс). Получается, что активное сопротивление катушки не меняется, а реактивное изменяется в зависимости от частоты тока. Для наведения порядка измеряется реактивное сопротивление подвижной катушки громкоговорителя на фиксированной частоте 1000 Гц и к этому значению прибавляется активное сопротивление катушки.

В результате получается параметр, который называется номинальным (или полным) электрическим сопротивлением звуковой катушки. Для большинства динамических головок это значение составляет 2, 4, 6, 8 Ом. Также есть динамики с импедансом 16 Ом. На корпусе импортных динамиков, как правило, это значение указано, например, так: 8 Ом или 8 Ом.

Стоит отметить тот факт, что общее сопротивление катушки примерно на 10 — 20% больше активного. Поэтому определить его можно достаточно просто. Нужно просто измерить активное сопротивление подвижной катушки омметром и увеличить полученное значение на 10 — 20%. В большинстве случаев можно учитывать только чисто активное сопротивление.

Номинальное электрическое сопротивление звуковой катушки является одним из важных параметров, так как его необходимо учитывать при согласовании усилителя и нагрузки (динамика).

• Частотный диапазон — это полоса звуковых частот, которую способен воспроизводить динамик. Измеряется в герцах (Гц). Помните, что человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне 20 Гц – 20 кГц. И, это просто очень хороший слух :).

Ни один громкоговоритель не способен точно воспроизвести весь диапазон слышимых частот. Качество воспроизведения звука все равно будет отличаться от требуемого.

Таким образом, слышимый диапазон звуковых частот условно делился на 3 части: низкочастотную (НЧ), среднечастотную (СЧ) и высокочастотную (ВЧ). Так, например, вуферы лучше воспроизводят низкие частоты, басы и высокие частоты, «писки» и «звоны», поэтому их и называют твитерами. Кроме того, есть широкополосные динамики. Они воспроизводят почти весь звуковой диапазон, но качество их воспроизведения среднее. В одном выигрываем — охватываем весь частотный диапазон, в другом проигрываем — в качестве. Поэтому широкополосные громкоговорители интегрируют в радиоприемники, телевизоры и другие устройства, где иногда не нужен качественный звук, а нужна только четкая передача голоса и речи.

Для качественного воспроизведения звука НЧ, СЧ и ВЧ динамики объединены в едином корпусе, снабженном частотными фильтрами. Это акустические системы. Так как каждый из динамиков воспроизводит только свою часть звукового диапазона, суммарная работа всех динамиков существенно повышает качество звука.

Как правило, вуферы предназначены для воспроизведения частот от 25 Гц до 5000 Гц, обычно имеют диффузор большого диаметра и массивную магнитную систему.

СЧ-динамики предназначены для воспроизведения полосы частот от 200 Гц до 7000 Гц, их габариты несколько меньше НЧ-динамиков (в зависимости от мощности).

Твитеры прекрасно воспроизводят частоты от 2 000 Гц до 20 000 Гц и выше, вплоть до 25 кГц. Диаметр диффузора таких динамиков обычно небольшой, хотя магнитная система может быть довольно большой.

• Номинальная мощность (Вт) – это электрическая мощность тока звуковой частоты, которую можно подать на динамик без угрозы его повреждения или повреждения. Измеряется в ваттах (Вт) и милливаттах (мВт). Помните, что 1 Вт = 1000 мВт. Подробнее о сокращенной записи числовых значений можно прочитать здесь.

Мощность, на которую рассчитан конкретный динамик, может быть указана на его коробке. Например, вот так — 1W (1 Вт).

Это означает, что такой динамик можно легко использовать вместе с усилителем, выходная мощность которого не превышает 0,5 — 1 Вт. Конечно, динамик лучше выбирать с определенным запасом мощности. На фото также видно, что указано номинальное электрическое сопротивление: 4 Ом (4 Ом).

Если подать на динамик большую мощность, чем он рассчитан, то он уйдет в перегрузку, начнет «шипеть», искажать звук и вскоре выйдет из строя.

Помните, что КПД динамика составляет около 2-3%. А это значит, что если в динамик подать электрическую мощность 10 Вт, он преобразует в звуковые волны только 0,2-0,3 Вт. Немного, да? Но человеческое ухо очень сложное, и оно способно слышать звук, если излучатель воспроизводит акустическую мощность порядка 1-3 мВт на расстоянии нескольких метров от него. При этом на излучатель, в данном случае на динамик, должна быть подведена электрическая мощность 50 — 100 мВт. Поэтому все не так уж и плохо, и для комфортного звучания в небольшом помещении достаточно подвести к динамику 1 — 3 Вт электрической мощности.

Это всего лишь три основных параметра динамика. Помимо них существуют еще такие как уровень чувствительности, резонансная частота, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), добротность и др.

Динамик своими руками: способ первый

Перед тем, как сделать колонки своими руками, подготовьте необходимые материалы:

• бумага;
• постоянный магнит;
• алюминиевая лента или проволока;
• степлер;
• ножницы.

Такой простой динамик делается очень легко:

1. Нарежьте тонкие полоски фольгированной ленты.
2. На квадратный лист бумаги наклейте эти кусочки «змейкой», нигде не касаясь и не пересекая их. Таким же образом можно обклеить проволоку спиралью. Можно прикрепить кусочками обычного скотча.
3. Скрепите звуковое устройство алюминиевыми полосками или проволокой. Хорошо, если провода голые.
4. Держите постоянный магнит близко к бумаге и активируйте устройство. Готовый!

Самодельный динамик: способ второй

Как сделать динамик в этом случае? Настраивать:

• бумага;
• медная проволока;
• парафин или канифоль;
• цилиндрический магнит.

Инструкция как сделать динамик:

1. Приклейте небольшой бумажный конус.
2. Сделайте бумажную трубку – она должна быть немного ниже и шире, чем цилиндрический магнит. Приклейте эту деталь к основанию конуса.
3. Вставьте магнит в трубку.
4. Тонкой проволокой обмотайте трубку с магнитом — чем больше витков, тем лучше звук.
5. Полейте проволоку парафином или канифолью, чтобы она магнитом прилипла к бумаге.
6. Зафиксируйте положение конуса относительно поверхности, обклеив его полосками бумаги, сложенными гармошкой.
7. На этом этапе закрепите концы кабеля на усилителе звука и наслаждайтесь музыкой.

Выбор материалов для изготовления

Этот фактор напрямую влияет на качество излучаемого звука. Выбранный материал должен соответствовать ряду требований и обладать определенными свойствами.

Основные из них:

1. Низкое звукопоглощение. Материалы с «рыхлой» поверхностью (ДВП, хвойная древесина и т д.) будут активно поглощать высокие частоты, в результате чего звук будет приглушенным.
2. Умеренная жесткость. При полной громкости звука устройство не должно деформироваться. Мягкий пластик, тонкая фанера и т.п исключены.
3. Простота. Для портативной Bluetooth-колонки это важный фактор.
4. Легкость обработки. Для тех, кто решил сделать колонку своими руками в домашних условиях, этот фактор необходимо учитывать при выборе инструмента.
5. Платная цена. Например, использование черного дерева обеспечивает качественный звук, но стоит дорого. Если новичок начинает осваивать радиодело с нуля, целесообразно поискать недорогие материалы.

Специалисты по акустике рекомендуют выбирать:

• дСП (ДСП средней плотности);
• на МДФ (мелкая фракция средней плотности).

Пошаговая инструкция

Для изготовления колонки необходимо подготовить рабочее место. Вы должны соответствовать основным требованиям безопасности:

1. Иметь освещение и вентиляцию, рекомендованные ГОСТ и ТУ.
2. Рядом не должно быть легковоспламеняющихся предметов или жидкостей.
3. Желательно иметь заземляющий провод в месте монтажа и тестирования изделия.

К моменту начала работы необходимо произвести все расчеты и заполнить схемы и чертежи.

Модели с одним динамиком

Динамики с одним динамиком очень распространены. Чтобы собрать модель, сначала придется разобраться с корпусом. Для этой цели часто используют фанеру. По окончании работы его нужно будет обшить. Однако первым делом нужно сделать боковые стойки. Для этого вам придется использовать электролобзик. Динамик колонки может улавливать небольшую мощность.

Внутренняя сторона фанеры обязательно прошивается виброзащитной лентой. После крепления динамика фиксируется уплотнитель. Для этого используется клей. Далее остается только прикрепить рассеиватель. Некоторые делают для него отдельную полку и фиксируют стопорными шурупами. Для подключения динамика к розетке устанавливается клеммная колодка. Как включить динамики? Для этого используется провод от клеммной колодки, который должен вести к источнику питания.

Чертеж модели на два динамика

Колонки на две колонки можно сделать для дома или автомобиля. Если рассматривать первый вариант, то диффузор понадобится наддувного типа. В первую очередь для сборки выбирается прочная фанера. Следующим шагом будет вырезание нижней решетки. Модели на ножках встречаются очень редко. Для покрытия шпона можно использовать обычный лак. На переднюю стойку клеить виброизоляционную ленту не нужно. Диффузор находится под динамиком. Чтобы сделать отверстие в панели, нужно воспользоваться электролобзиком. Фазоинвертор закреплен на задней стенке. Некоторые делают устройства с горизонтальными динамиками. В этом случае диффузор будет находиться вверху конструкции. Акустические кабели двухжильного типа.

Компоненты для сборки колонок из автомобильных динамиков

Первым делом необходимо подготовить все необходимые материалы и внимательно изучить последовательность действий. Без этого можно легко допустить ошибки в процессе работы и не только не добиться положительного результата, но и растратить материалы, которые можно было бы использовать более рационально.

Итак, что необходимо для изготовления динамика из автомобильных динамиков:

• сами динамики, желательно коаксиальные;
• деревянные ящики для растений, которые будут использованы для изготовления корпуса;
• циркулярная пила;
• дрель;
• отвертка;
• шлифовальный;
• фанера для кровли;
• напильник и шурупы;
• шпаклевка и грунтовка для деревянных поверхностей;
• финишная краска.

Колонки из автомобильных динамиков своими руками: чертежи

Процесс создания самодельных колонок довольно прост: первым делом нужно измерить колонки и вырезать для них отверстия в деревянных ящиках.

Затем можно сделать макет крышек – их нужно вырезать из фанеры и закрепить любым удобным способом, предварительно просверлив отверстия для крепежа.

ВАЖНО! Все стыки коробки желательно загерметизировать. Таким образом, вы будете уверены в качестве и надежности готового изделия.

После этого обработайте поверхность грунтовкой и шпаклевкой по дереву. Дайте высохнуть необходимое время, которое всегда указывается производителем на упаковке. Можно пройтись по поверхности болгаркой, за счет чего крышка станет неотличима от остального «тела» коробки. В качестве финишного покрытия покрасьте ящики любой водоэмульсионной краской.

Теперь можно приступить к проектированию самих динамиков. Коробки можно наполнить изнутри ватой, чтобы они не были пустыми. Припаяйте провода и динамики в отмеченных ранее местах. Обязательно обработайте все необходимые элементы герметиком.

Работа закончена!

Теперь вы знаете, как легко и быстро можно сделать домашнюю акустику из автомобильных динамиков и еще нескольких дополнений. Такая поделка будет не только полезной, но и органично впишется в интерьер, так как сможет сделать декор именно в идеальном стиле для оформления желаемого помещения. Проверьте качество звука сразу после окончания работы. Если все в порядке, можно смело приступать к использованию ваших новых колонок.

Изготовление защитной сетки динамиков

Чтобы случайно не повредить динамик при использовании устройства, нужно знать, как его защитить. Это можно сделать, сделав сетку, которая будет крепиться сверху. Для этого потребуется мелкоячеистая конструкция. На нем необходимо нарисовать два круга, один по диаметру динамика, на втором на сантиметр больше. После того, как громкоговоритель установлен в коробку, сверху можно прикрутить защитную сетку.

Изготовление электронной части

Для многих этот этап считается самым сложным, ведь они не знают, как и что паять. Первым делом нужно припаять два провода к специальной скобе на динамике. Это нужно делать с разных сторон. Затем края резистора загибаются и прикрепляются к мосфету. Сюда же прикрепляется одна сторона проволоки, которая будет соединяться с короной. К свободной шпильке крепится провод динамика, а к той шпильке, у которой нет провода, припаивается конденсатор.

После этого провода от кнопки подключаются к конденсатору и второй провод от динамика. После того, как все уже спаяно, можно подключать корону.

В конечном итоге у меня получились вот такие колонки

Если вы тоже планируете собрать колонки своими руками для использования совместно с компьютером или другими устройствами, то ничего сложного в этом нет – было бы желание! Грамотно и самостоятельно собранная акустическая система выдаст звуковую картину, не уступающую купленным за те же деньги брендовым моделям.

ОПИСАНИЕ

Мощная блютуз колонка из динамика музыкального центра

• Усилитель класса AB
• Индикация зарядки
• Легкая музыка

СХЕМЫ

Как сделать громкоговоритель

Есть много причин заняться производством динамиков. Я не хочу, например, тратить деньги на дорогие устройства. Или вы хотите знать, как это работает? Можно, изготовив это устройство своими руками, обеспечить дачу – загородный участок акустическим подключением.

Чтобы сделать динамик, вам понадобится магнит. В общем, подойдет любой, но лучше найти или купить покрепче. Без провода не обойтись – здесь предпочтительны тонкие проводники с лаковым покрытием. В работе вам понадобится бумажная лента, бумага, металлический цилиндр. Как и последний, подойдет обычный болт.

Сначала занимаются изготовлением катушки, для чего используют каркас. Последний изготавливается из металлического стержня, тело которого обматывается бумажной лентой (до 5 слоев). Сверху делают еще несколько витков, но при этом скотч кладут клейкой стороной вверх.

Затем рассчитывают длину кабеля, который необходимо намотать на катушку. Как правило, динамики рассчитаны на работу с сопротивлением 8 Ом. Исходя из этого, длину (l) медного провода рассчитывают по формуле l = R/ρ*S (R – сопротивление проводника (раньше было 8 Ом); ρ – удельное сопротивление проводника материал провода; S — площадь поперечного сечения проводника).

Следующий этап работы – намотка троса на каркас. Делается это виток за витком, а затем получившийся виток покрывается слоем скотча сверху. Последний фиксирует витки и предотвращает самопроизвольное разматывание проводника. В конце готовую катушку снимают с металлического стержня.

Диффузор, входящий в конструкцию динамика, выполнен из бумаги. Ему придают форму пластины с небольшой конусностью. По центру выпуклой стороны приклеивается ранее сделанная катушка. Также с помощью мягкой проволоки и карандаша сделайте небольшую пружинку.

Сборка динамика начинается с листа картона, который кладется на стол. В его центре вклеен магнит, на который помещен металлический цилиндр, а на конце последнего — пружина.

Диффузор помещается в цилиндр. Его края фиксируются и скрепляются картоном с помощью бумажных полосок. Далее следует зачистка свободных концов выводов катушки и подключение их к устройству воспроизведения звука. Динамик готов к работе.

Корзина динамика

Корзина или фиксированная опора диффузора используется для соединения подвижной части громкоговорителя, диффузора и магнитной системы. Корзины изготавливаются из штампованной стали или отливок из легких металлов.

Штампованные корзины используются в большинстве динамиков.

Литые корзины обеспечивают большую жесткость, чем штампованные. Они менее подвержены нежелательным вибрациям.

Диффузор динамика

Это лучистая движущаяся звуковая поверхность. Материал изготовления рассеивателя может быть разным, самый распространенный материал – бумага.

• Бумажные диффузоры (Целлюлоза).
  Преимуществом материала является его легкость, гарантирующая высокую чувствительность динамиков, а также ровная АЧХ, положительно влияющая на качество звука. Недостатком этого материала является его низкая прочность и мягкость. Также бумажные диффузоры страдают от влаги.
• Полипропиленовые диффузоры.
  Синтетический полимер чем-то похож на бумажный диффузор, но более прочен и немного жестче. Полипропиленовые диффузоры устойчивы к влаге. Он также имеет плоскую частотную характеристику.
• Кевларовые диффузоры (кевларовое волокно).
  Преимуществом материала является его высокая стойкость, превосходящая сталь. Материал обладает хорошей жесткостью, что положительно сказывается на точности воспроизведения. Недостаток – дорогой материал, он используется исключительно в лучших моделях.
• Рассеиватели из стеклопластика.
  Материал — стекловолокно. Такие нити не бьются и не рвутся. Материал легкий, дешевый в производстве, устойчив к влаге и перепадам температуры. Обеспечивает хорошее качество звука.
• Диффузоры из углеродного волокна.
  Материал высшего качества. Обладает высокой прочностью при очень малом весе и хорошей жесткостью при большой мощности. Обеспечивает чистое и естественное звучание. Минусом является не ровная АЧХ и внушительная стоимость.
• Композитные диффузоры.
  Материал, состоящий из двух или более комбинированных материалов с низким удельным весом и очень высокой жесткостью. Диффузоры из углеродного волокна идеально подходят для сабвуферов и мидбасов, поскольку они сочетают в себе низкий удельный вес и очень высокую жесткость. Однако из-за особенностей АЧХ материала для достижения такого качества необходимо использовать достаточно сложные электронные схемы, что сказывается, в частности, на цене изделий.
• Алюминиевые диффузоры.
  Материал самый жесткий из всех, что обеспечивает высокую точность передачи звука даже в сложные моменты. Минусом в данном случае является собственный странный «гул», возникающий в диффузоре. Чтобы их убрать, нужно использовать различные хитрости, значительно усложняющие конструкцию и удорожающие само изделие.