Эту статью я решил написать специально для тех, кто хочет, но по тем или иным причинам не может позволить себе приобрести сабвуфер.
Постараюсь доступным, для неопытных людей, языком рассказать, а по возможности и показать - как сделать сабвуфер самому, своими руками.
У многих на языке вертится слово Сабвуфер, но не все понимают что это такое.
САБВУФЕР (SUBWOOFER) происходит от двух слов SUB и WOOFER - если дословно перевести - поднизкочастотник, т.е. акустическая система для воспроизведения звука на низших частотах (примерно от 20 до 100 гц). Многие называют его - "басовая колонка". Сабвуферы могут быть активными и пассивными. Активный - означает, что в корпусе колонки размещен усилитель и блок питания, Пассивный - соответственно нуждается во внешнем усилителе.
Также в тексте применяются следующие сокращения:
АС - акустическая система, если просто - то "колонка". Динамик - он же громкоговоритель, но правильнее будет "динамическая головка".
ГНЧ - генератор сигналов низкой частоты. (под НЧ подразумеваются частоты от
20 до 20000Гц) УНЧ - усилитель низкочастотных сигналов.
Шаг первый
Инструмент и материал
Для изготовления сабвуфера нам понадобиться найти:
1. Уверенность в себе, желание неотступно идти до конца и быть готовым на материальные затраты (может обойдется по хорошему!).
2. Хороший, проверенный в деле инструмент, а именно:
- ножовка по дереву;
- стамеска;
- набор напильников различного калибра и вида: плоские, тругольные, круглые;
- шкурки (от малого до великого);
- электродрель;
- отвертка (можно и шуруповерт);
- лобзик (еще лучше - электролобзик);
- линейка, ручка, карандаш, лист бумаги и другие канцелярские принадлежности;
- циркуль (желательно с размахом "крыльев" на 20-25см.);
- клей ПВА столярный или другой клей для дерева;
- стройматериалы для корпуса, а именно: фанера толщиной от 10мм до 20мм, либо ДСП, либо МДФ.
- деревянные бруски 20х20, 30х30, 40х40 и т.д.
- гора саморезов от 10мм до 50мм, их нам понадобиться очень много!
3. компьютер, на который очень желательно установить прогу JBLSpeakerShop или любую другую для рассчета ящика.
Шаг второй
Параметры громкоговорителей (динамиков)
У каждого из нас есть имя, фамилия, отчество. У каждого из нас уникальные черты лица, цвет глаз, отпечаток пальцев, рисунок сетчатки глаза. Нет на свете одинаковых людей. Точно также не бывает одинаковых динамиков, у каждого из них есть свои уникальные параметры. Даже если взять два одинаковых динамика сделанных на одном заводе в один день - их параметры будут различаться, конечно немного, но эта небольшая разница может быть важна. К чему это я, а к тому, что перед тем как начать изготавливать сабвуфер, мы ОБЯЗАТЕЛЬНО должны подсчитать основные параметры нашего динамика. Купили ли вы его в магазине, открутили от какой либо старой АС или друг притащил из гаража, в любом случае надо измерить его характеристики. В дальнейшем, по этим параметрам, мы будем выбирать тип ящика для сабвуфера.
Параметры необходимые для расчета сабвуфера мы будем записывать на бумажку и сохраним ее до того момента, когда качество звучания изготовленного "бум-бокса" будет полностью удовлетворять.
Итак начнем. По скольку в большинстве существующих ныне программ по расчету ящиков АС используются параметры Тилля-Смолла, именно их мы и будем высчитывать.
Для того, чтобы начать расчет ящика нам понадобятся следующие параметры:
Pnom - Номинальная мощность динамика, приводится в марке головки (75ГДН-1 75вт).
Fs - Частота собственного резонанса динамика в открытом пространстве.
Fc - Резонансная частота в закрытом ящике.
Qts - Полная добротность на резонансной частоте.
Qes - Электрическая добротность на резонансной частоте.
Qms - Механическая добротность на резонансной частоте.
Vas - Эквивалентный объем динамика.
D - Эффективный диаметр диффузора.
Xmax - Максимальное смещение диффузора.
Будет неплохо прочитать обо всех параметрах T-S - читать.
В принципе могут понадобиться и остальные параметры, но этих уже достаточно для начала рассчетов. Для измерения параметров понадобятся, калькулятор, вольтметр (лучше цифровой мультиметр), генератор НЧ, герметично закрытый ящик литров на 20, а также придется изготовить несложное устройство.
Генератор НЧ - можно взять любой, например Г3-109 или подобный. Если же нет генератора, то можно использовать и компьютер. К линейному выходу звуковой карты подключаем усилитель, а с выхода усилителя, через резистор в 1КОМ подключаем испытуемый динамик. Мощность резистора должна быть 2Вт и более, а иначе греться будет сильно. В принципе все готово. Если используем вместо генератора - компьютер, то необходимо скачать программу - ГНЧ, их в сети огромное количество.
Итак начнем.
Динамик подвешиваем на веревке по центру комнаты к потолку, можно за люстру или каким либо другим способом, главное чтобы рядом не было каких либо предметов, это может повлиять на точность измерения.
Все подключили, запускаем программу ГНЧ, выставляем частоту 1000Гц. На компьютере громкость ставим в среднее положение, чтобы исключить искажения формы сигнала. подключаем мультиметр к выходу усилителя. Регулируя громкость на усилителе выставляем напряжение 20В.
Внимание! Теперь категорически нельзя регулировать громкость ни на усилителе, ни в компьютере или ГНЧ.
Подключаем вольтметр непосредственно к динамику. Выставляем частоту генератора примерно 5-10Гц и плавно повышая частоту следим за показаниями вольтметра. Нам необходимо найти резонансную частоту динамика, на этой частоте вольтметр покажет максимальное напряжение, затем оно начнет уменьшаться. Итак вольтметр показал максимальное значение - записываем его в наш листок как Umax. Затем записываем частоту генератора на которой зафиксировано максимальное значение напряжения, это будет Fs - резонансная частота. Теперь надо найти минимальное значение амплитуды. Начинаем опять плавно повышать частоту относительно Fs до тех пор, пока показания вольтметра перестанут изменяться, запишем это значение как Umin, при дальнейшем повышении частоты амплитуда будет опять увеличиваться, но это нам уже не важно.
Теперь мы знаем несколько параметров нашей головки, но это лишь начало. С помощью генератора и вольтметра мы можем построить график АЧХ изображенный слева. На нем видны Umax - соответствующий напряжению при резонансе, а также Fs - резонансная частота - пик на графике. Umin мы тоже нашли, а что такое Uср скажеты вы и что это за F1 и F2 ?
Это частоты, при помощи которых мы будем определять добротность динамика. Раньше я считал эти параметры вручную, высчитывал по формулам Uср, Qts, Qes, Qms. Теперь есть полезная прога TSCalc, скачать ее нужно прямо сейчас - скачать. Работать с ней элементарно просто, подставляем значения - получаем результат. Для начала надо узнать Rmax, для этого умножаем Umax на 1000 и запишем значение в листок. Еще понадобиться измерить сопротивление динамика постоянному току с помощью омметра, запишем его как Re.
Теперь подставим значения Rmax и Re в программу и найдем Rx. Делим Rx на 1000 и получаем Uср. Теперь найдем F1 и F2. Начинаем уменьшать частоту относительно Fs "вниз" и когда вольтметр покажет напряжении Uср запишем F1, теперь тоже самое только "вверх" от Fs и запишем значение F2. Теперь подставляем значения Fs, F1, F2 в программу. И получаем значения Qes, Qms, Qts.
Настало время приготовленнего заранее ящика. Берем наш динамик и прикручиваем к ящику магнитом наружу, в этом нет принципиальной разницы, просто так удобнее. Теперь снова находим резонансную частоту, но запишем ее уже как Fc. Подставляем значение Fs, Fc и известный объем ящика, получаем значение Vas - эквивалентный объем.
Ну вот в принципе и все. Эффективный диаметр диффузора и его максимальное смещение измеряем с помощью обыкновенной линейки. Не забудьте записать значения в листок.
Если возникают трудности с измерением, либо у Вас не выходит внятного результата - можно воспользоваться и характеристиками идущими на "листке" вместе с динамиком, либо официальными заводскими характеристиками.
Шаг третий
Виды ящиков
Теперь у нас есть динамик, есть его реальные параметры, можно приступать к выбору ящика.
Хочу сразу разочаровать. Именно по параметрам динамика выбирается тип корпуса. Я не утверждаю что на нем не получиться собрать тот ящик который вы хотите, просто он может звучать не так, как звучал бы в "родном" ящике.
Итак, виды ящиков, или варианты исполнения сабвуферов.
Свободный излучатель или Free air
Этот вариант может подойти к динамикам у которых Fs выше 100Гц.
Путевого сабвуфера все равно из него не выйдет, так как параметры его далеки от поднизкочастотного диапозона. Например его можно встроить в заднюю полку автомобиля.
Конечно можно попробовать сделать из него что-то, но лучше поискать другой динамик.
Закрытый ящик или Closed Box.
Выбираем этот ящик если Qts<0,8...1, оптимально 0,7
произведение Fs/Qts=50 Расчитывается просто, все что нужно это расчитать объем ящика.
Выбираем если Qts<0,6, оптимально 0,39
произведение Fs/Qts=85
Рассчитать будет посложнее, здесь очень важную роль играет труба фазоинвертора.
Пассивный излучатель - Passive Radiator.
Пассивный излучатель это как фазоинвертор, только вместо трубы излучатель-мембрана.
Считать его не менее сложно, еще сложнее не только рассчитать пассивный излучатель, но и изготовить его.
Хотя можно использовать старый динамик, удалить магнит, корзину, диффузор. А к резиновому подвесу приклеить пластину из гетинакса, оргстекла или другого материала. В центр пластины вкрутим груз - болт с гайкой. Этим грузом можно регулировать Fc.
Банд Пасс или Band Pass
Band Pass можно дословно перевести как Полосовой проход.
Band Pass 4-th order. Банд Пасс 4-го порядка.
Стоит выбрать если Fs/Qts=105
В принципе, из всех остальных вариантов корпусов, именно этот отличается самой высокой эффективностью.
Но в тоже время самый сложный в изготовлении, две камеры и два фазоинвертора.
Band Pass 6-th order A
Банд Пасс 6-го порядка класса А.
Band Pass 6-th order B
Банд Пасс 6-го порядка класса B.
Любой из этих вариантов корпусов можно собрать как на одном, так и на двух динамиках.
Параметры своего динамика вы знаете, что из него получится вы уже определили, настала пора рассчетов ящика.
Шаг четвертый
Расчет ящика
Распаковываем скачанную прогу JBLSpeakerShop в корневую папку диска. Затем запускаем файл setup.exe из папки DISK1. Начнется установка, вводим путь второй части архива DISK2. Установка завершена.
Запускаем программу Пуск=>Программы=>JBL SpeakerShop=>SpeakerShop Enclosure Module.
Подробно о программе рассказывать не буду, она очень простая и в принципе все понятно.
Для начала заходим в меню Loudspeaker - и вводим параметры нашей головки. Затем, выбрав тип ящика жмем - Box - Parameters - а там уже на выбранный тип. осталось ввести объем и частоту желаемого резонанса, с этими параметрами нужно поэкспериментировать, наблюдая за получившимися графиками. После того как выбрали параметры ящика, жмем Vent, здесь вводим параметры трубы (фазоинвертора) если он конечно есть. Осталось рассчитать размеры ящика, подменю Dimensions, выбирайте форму по вкусу и размеры. В меню Graphs - выбор типов отображаемых графиков.
Под завязку распечатываем графики, параметры, размеры - Ctrl+P.
Шаг пятый, заключительный
Изготовление ящика
Теперь, немного передохнув, примемся за изготовление ящика. На этоп этапе, дабы не переводить драгоценный материал, нужно четко соблюдать правило, "семь раз отмерь, один раз отпили".
Достаем приготовленный интсрумент, материал, терпение. При выборе фанеры, либо ДСП (у кого что есть), нужно учитывать, что чем выше мощность динамика, тем выше должна быть толщина стенок ящика и жестче крепление. Самый лучший материал конечно же фанера (не стоит использовать старую, высохшую - она у вас просто рассыпется), намного прочнее чем ДСП, я вообще не понимаю как можно сделать хороший сабвуфер из опилок.
Достали линейку, крандаш, первым делом расчерчим на листе фанеры все стороны ящика. Старайтесь экономить, вдруг где-то ошибетесь, будет чем исправлять.
Теперь распилим, хорошим инструментом будет ножовка с направляющей и мелкими зубчиками. Пилить надо медленно и желательно под углом, вы же не хотите чтобы фанера расслоилась и потрескалась. Можно использовать и электролобзик, желательно с регулятором скорости, по уже высказанным причинам. Пилите ровно, не спешите, напильником замучаетесь выправлять горбы и впадины.
После того как распили, напильником все же придется поработать, нужно убрать все торчащие кусочки дерева, а то занозы, йод, бинты.
Достали деревянные брусочки, размеры их выбирите сами, но конечно не слишком маленькие или огромные. Приставьте стенки друг к другу как они должны быть и отмерьте необходимую длинну брусков.
Еще один ответственный момент в изготовлении ящика - это огромное отверстие под динамик. Сначала циркулем размечаем окружность под динамик, чуть больше диаметра диффузора вместе с резиновым подвесом. И еще одну окружность поменьше, равную радиусу сверла и прибавив еще 2-3мм. Вот несколько способов продырявить кусок фанеры. Сверло не ищите, навряд ли есть на свете сверла диаметром 100-300мм, да и дрель понадобится гигантская. Возьмите сверло диаметром 10-15мм, обычную электродрель. Сверлите положив ваш кусок фанеры на какой-либо другой ненужный деревянный лист, так вы немного сохраните нижнюю поверхность от растрескивания. Теперь по внутренней окружности высверливаем отверстия на расстоянии 1-2 мм друг от друга. Как закончите, возьмите узкую стамеску, молоток и пробейте перемычки между отверстиями, затем выбейте получившийся блин. Берем самый крупный круглый напильник, а лучше рашпиль и неторопясь, опять же под небольшим углом выравниваем окружность по расчерченной линии. Острые углы с лицевой стороны можно скруглить. Таким же способом делаем отверстия для фазоинвертора. Еще один способ: рисуете окружность с радиусом диффузора и внутри отверстие, а затем с помощью электролобзика выпиливаете по линии. Быстрее, зато щепок больше! Приложите к отверстию динамик, если "дыра" вас устраивает, просверлите отверстия крепежа головки, а для крепления можно использовать вкручивающиеся металлические двухсторонние гайки, их используют в мебельной промышленности.
Не забудьте про разьем! Лучше использовать от концертной акустики - надежнее и практичнее.
Ну вот сделали все стенки, отверстия под динамик и фазоинвертор, напили бруски, будем собирать.
Опять за дрель, ставим сверло в два раза меньшего диаметра чем саморезы и просверливаем листы фанеры в тех местах, где она будет крепиьтся с другими листами и брусками. Теперь берем клей ПВА или клей для дерева и мажем его погуще в местах стыка. Соединям между собой стенки и в проделанные отверстия вкручиваем саморезы, нестрашно если они прошли насквозь, внутри не видно, а крепкость нам важна. Клей будет играть две роли, увеличение прочности крепежа и герметизация. Следите чтоб конструкция не перекосилась, углы были ровными, должна ведь быть красота и аккуратность.
Заднюю стенку пока не привинчивайте, она нам еще послужит. Зарепите динамик, снаружи или изнутри, кому как нравится и смотря какая конструкция динамика. Промажьте место стыка фанеры с динамиком автогерметиком, осторожно, чтоб не попало на диффузор. Автогерметик - обеспечит герметичность и легко удаляется, если вдруг захочется поменять головку на другую или при ремонте.
Фазоинвертор - можно использовать кусок сантехнической трубы, аллюминиевую трубу, да в принципе любую трубу какая у вас есть (кроме металлических водопроводных и канализационных). В программе введете ее размеры и получите длинну. Фазоинвертор может быть и квадратным, тогда понадобится проявить свою фантазию в его изготовлении. Его также необходимо будет закрепить, но пока не намертво.
Ящик собран, ах да! задняя крышка! Не столь важный параметр в сабвуферах, но все же влияющий на качество звучания - демпфирование. Что это? Это звукопоглащающий материал приклеиваемый к внутренней стороне стенки ящика, он нужен для исключения появления паразитных звуковых волн внутри ящика, уменьшает давление на стенки, придает басу мягкость.
Как сделать демпфер. Материалом демпфера может быть: войлок, жесткий поролон, вата, толстый ворсонит и т.п. Самым доступным материалом является - вата. Но ведь просто ее внутрь не напихаешь! Здесь нам на помощь придут наши любимые женщины, которые все время наших стараний ворчат про мусор, шум и кучу инструментов в перемешку с кусками дерева и т.д. Как же они нам помогут? Да очень просто, женские колготки, в них можно напихать вату и сделать звукопоглащающие "колбаски", которые мы и будем приклеивать к стенкам ящика.
Настройка фазоинвертора. После демпфирования ставим заднюю крышку на место, но так, чтоб потом можно было снять. Хотя если у вас динамик вытаскивается наружу, то заднюю стенку можно закрепить намертво с клеем и кучей саморезов. Подключаем агрегат к НЧ генератору через усилитель, а к контактам сабвуфера (т.е. динамика находящегося внутри) вольтметр. Меняя частоту генератора находим резонансную частоту Fc по уже известной методике. Если резонансная частота отличается от расчетной, мы ее будем подстраивать с помощью фазоинвертора и количества демпфера внутри ящика. Трубу фазоинвертора нужно будет либо укоротить, либо удлиннить, в некоторых случаях труба может быть большей длинны чем габариты сабвуфера, в этом случае будет необходимо изменить ее диаметр. Также нужно поэкспериментировать с количеством демпфера, убрать или добавить, решайте по конкретной ситуации. Когда резонансная частота будет вас устраивать, можно намертво закрепить фазоинвертор, демпфер.
Включите музыку, чем громче тем лучше, послушайте нет ли посторонних шумов, свиста, шелеста. Если свистит, значит где-то в ящике осталось не закрытым отверстие или щель, замажьте ее шпаклевкой или герметиком, залейте клеем. Если шелестит, возможно демпфер задевает движущийся диффузор динамика.
Теперь окончательная внешняя обработка ящика, углы можно скруглить, тщательно зашкурить, замазать щели и ямки мастикой или шпаклевкой.
Под конец, можно обклеить сабвуфер ворсонитом или каким другим материалом, поставить декоративные решетки к динамику и фазоинертору, прикрутить ножки если собираетесь использовать его в помещениях, здесь вам подскажет фантазия.
Ну вот вроде и всё! Надеюсь вся моя писанина кому то помогла! Спасибо что дочитали до конца, всего вам хорошего, успехов!
Комментариев нет:
Отправить комментарий