Jak zrobić subwoofer własnymi rękami?

Domowe głośniki to droga do niemal nieograniczonej mocy. Można stworzyć co najmniej kilka watów głośników HF, albo subwoofer na setki watów, praktycznie zbliżając się do sprzętu używanego na parkietach i w dyskotekach. Możliwości ogranicza jedynie wysoki koszt największego głośnika.

Jeśli chcesz, aby sąsiedzi ci zazdrościli tylko dlatego, że masz superpotężną pół-lub profesjonalną akustykę, warto wyposażyć swoje główne głośniki stereo w potężny subwoofer, który przewyższa je dziesięciokrotnie. Osobliwością niskich częstotliwości jest to, że w przeciwieństwie do średnich i wysokich częstotliwości nie są one poddawane dźwiękowi stereo. Oznacza to, że nie ma sensu produkować dwóch pełnozakresowych głośników, w których głośniki niskotonowe są oddzielne.

Reszta materiałów eksploatacyjnych w porównaniu z nimi kosztuje pensa. Zwracając szczególną uwagę na jakość, użytkownik faktycznie złoży własnymi rękami kolumny, które bez problemu służyły przez dziesięciolecia. Zasadniczo starzeją się tylko półprzewodnikowe elementy radiowe (diody, tranzystory, mikroukłady).

Niemal nieograniczona wyobraźnia w projektowaniu pozwoli na wykonanie dowolnej kolumny - sześcianu, "równoległościanu", dowolnego innego wielościanu. Dużą popularnością cieszą się również kolumny okrągłe – cylindryczne, owalne. Konkretnych szczegółów – na przykład „jajko” może mieć falowniki czterofazowe, co jest również ważne z punktu widzenia rozwiązań konstrukcyjnych.

Do pracy potrzebne będą następujące narzędzia:

• wiertarka z zestawem wierteł;
• szlifierka z tarczą do cięcia drewna;
• wyrzynarka z piłą o drobnych zębach;
• śrubokręt z płaskimi i kręconymi końcówkami.

Elektronarzędzie pozwala kilkakrotnie szybciej poradzić sobie z pracą niż kompletnie ręczny zestaw narzędzi. Ale potrzebne są też narzędzia ślusarskie: młotek, szczypce, noże boczne, ewentualnie klucz nastawny, przecinak, pilnik (lub dłuto). Potrzebna będzie również lutownica ze stojakiem.

Materiały kolumn:

• płyta wiórowa, płyta pilśniowa lub płyta ze sklejki;
• wkręty samogwintujące;
• śruby i nakrętki z podkładkami grawerskimi;
• uniwersalny klej do klejenia drewna, gumy i plastiku (lub narożników mebli - są preferowane przy demontażu kolumny w przypadku awarii);
• klej uszczelniający;
• lut, kalafonia i topnik do lutowania.

Alternatywą jest montaż na dowolnej płytce dielektrycznej (oprócz gumowej), gdzie ścieżki płytek są lutowane z drutu, a nie cięte/trawione na przewodzącej warstwie (szkło) PCB.

Elementy radiowe są kupowane zgodnie z obwodem wzmacniacza. Oprócz głównego mikroukładu potrzebne są przystawki - rezystory, kondensatory, diody, ewentualnie cewki i dławiki. Dodatkowe tranzystory supermocy są używane jako stopnie mocy - gdy moc głównego mikroukładu już nie wystarcza, a mostkowanie stopni mocy może pomóc użytkownikowi osiągnąć prawie nieograniczoną moc.

Do nawijania domowych cewek obwodów oscylacyjnych filtra zwrotnicy, jeśli kolumna jest wspólna, a nie dla niskich częstotliwości, potrzebny będzie drut emaliowany, klej epoksydowy i kawałek plastikowej rurki o odpowiedniej średnicy.

Produkcja kolumny jest procesem wieloetapowym, podzielonym na prace ślusarskie i elektryczne. Głośnik do domu (a raczej do komputera PC lub kina domowego) jest wykonywany według wcześniej wybranego rysunku. Wybierz opcję subwoofera - mini lub zwykły, od tego zależy wielkość pudełka wykonanego na początku pracy.

Aby zmontować obudowę, wykonaj następujące czynności.

1. Rozpiłowałem płytę wiórową, drewno naturalne lub płytę MDF zgodnie z rysunkiem na elementy składowe.
2. Przygotuj prostokątny otwór na labirynt kanału kablowego.
3. Zszyj na rogach lub przyklej górną, dolną, tylną i boczną krawędź klejem epoksydowym. Rezultatem jest niekompletnie zmontowane pudełko o wystarczającej sztywności.

Skrzynka kolumny jest zmontowana.

Aby zbudować i zainstalować port, wykonaj następujące czynności:

1. wyciąć z pudełka odpowiednie kawałki, które pasują do wymiarów kolumny;
2. przymocuj kolanko puszki na zakręcie kanału kablowego;
3. sprawdzić, czy port (skrzynka do zbierania kabli) pasuje do wewnętrznych wymiarów skrzynki;
4. przyklej go gorącym klejem lub uszczelniaczem.

Głośnik wymaga dużego, najlepiej idealnie okrągłego otworu na swoją średnicę zewnętrzną. Wytnij go tak, aby głośnik mógł do niego swobodnie przechodzić. Większość „głośników niskotonowych” o małej mocy (do 30 watów) mieści się w promieniu 8 cali średnicy otworu. Jeśli subwoofer jest montowany na podstawie zwykłego głośnika prostokątnego lub sześciennego, wymień przednią ściankę. Dodatkowe otwory od dodatkowych głośników nie są potrzebne.

Po zamontowaniu kanału labiryntowego, który pozwala głośnikowi oddać maksimum basów i jednocześnie nie „mruczeć” przy niskich częstotliwościach, wewnętrzna część głośnika pokryta jest materiałem tłumiącym. Zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia rezonansu w czasie. Jako amortyzator używa się głównie grubej tkaniny, serwety złożonej z kilku warstw, tkaniny wełnianej lub po prostu kawałka starego wytartego dywanu. Pochłania nadmiar fal dźwiękowych, zapobiegając ich kilkukrotnemu ponownemu odbiciu, co ostatecznie doprowadziłoby do rozluźnienia struktury i pojawienia się rezonansu.

Ważną częścią montażu wewnętrznego jest układ, rozmieszczenie elektroniki funkcjonalnej. Najpierw przygotowywany jest wzmacniacz. Wykonaj następujące czynności.

1. Wykonaj płytkę drukowaną zgodnie z jej topologią (mapy ścieżek).
2. Umieść elementy radiowe zgodnie ze schematem połączeń (rysunek montażowy).
3. Przylutuj wszystkie szpilki nóg części do ścieżek płytki drukowanej.
4. Przylutuj przewody do wejścia, wyjścia i zasilania zmontowanego wzmacniacza.
5. Przymocuj radiator wzmacniacza do głównego układu scalonego i umieść go w bezpiecznym miejscu na głośniku, na przykład za pomocą wkrętów. Dopuszczalne jest również umieszczenie go na drewnianej wyściółce - nie nagrzeje się na tyle, aby podpalić drewno.
6. Jeśli moc głośnika osiągnie setki watów, zmontuj dodatkowe stopnie wzmacniacza. Ich ilość jest ograniczona jedynie ilością wolnego miejsca wewnątrz kolumny.

Ale aby schłodzić wszystkie radiatory, potrzebujesz wydajnej chłodnicy komputerowej, której przepływ powietrza jest kierowany na te radiatory. Każdy tranzystor będzie potrzebował własnego radiatora. W dawnych czasach stosowano również lampy radiowe - teraz są one zastępowane przez tranzystory i mikroukłady. Ponadto poziom zniekształceń liniowych w stopniach wzmacniacza lampowego jest poza skalą.

Moc kolektora rozpraszana przez tranzystor (jego rzeczywista moc użyteczna) jest tylko 1,5-2 razy większa niż moc cieplna uwalniana przez złącza półprzewodnikowe po nagrzaniu podczas intensywnej pracy. Aby usunąć nadmiar ciepła z elementów mocy, potrzebny jest grzejnik.

W potężnym głośniku aktywnym, jakim jest subwoofer, może być również wymagane wewnętrzne zasilanie. Powinien wytwarzać dziesiątki amperów i być wystarczająco mocny – bez takiej mocy nie da się przetaktować zestawu głośnikowego. Aby pozostawić tę samą eufonię i skuteczność „basu”, często zarówno wzmacniacz, jak i zasilacz umieszczono w osobnym przedziale, szczelnie odgrodzonym od głównej komórki akustycznej. Wymaga to, aby siódma ściana szuflady służyła jako przegroda wewnętrzna. Jest wycinany, biorąc pod uwagę przechodzące przez niego przejście labiryntowe. Elektronika znajduje się z tyłu szuflady. Jeśli kolumna nie jest aktywna, wzmacniacz i zasilacz są wyprowadzone w osobnej jednostce. Tylko przewód zasilający nadaje się do samej kolumny.

Jako źródło zasilania często bierze się ładowarkę do akumulatorów samochodowych. Daje nie więcej niż 15 V, a prąd może osiągnąć dziesiątki amperów. Wykonany jest zgodnie z nowoczesnym schematem zasilacza impulsowego, który obejmuje:

1. prostownik sieciowy - potężny mostek diodowy 220 V;
2. przemiennik częstotliwości z jednostek na dziesiątki kiloherców - pozwala na kilkudziesięciokrotne zmniejszenie wielkości transformatora;
3. transformator - izoluje galwanicznie część wyjściową od napięcia sieciowego, chroniąc przed porażeniem i przebiciem wysokiego napięcia;
4. mostek prostowniczy wysokiej częstotliwości oparty na nowoczesnych diodach o wysokiej sprawności;
5. filtr - opóźnia przepięcia prądu;
6. stabilizator impulsów - eliminuje skoki napięcia.

Cały ten schemat, mający niezbędne szczegóły, można zmontować w kolumnie i samemu. Ale częściej umieszczają gotową jednostkę wbudowaną lub zewnętrzną (w tym samym przypadku ze wzmacniaczem). Po umieszczeniu wszystkich niezbędnych węzłów funkcjonalnych wewnątrz kolumny wykonujemy następujące czynności:

1. wyświetlamy linie mocy i dźwięku;
2. podłączamy głośnik do wyjścia wzmacniacza;
3. umieść przednią część (z głośnikiem) na miejscu i zamocuj ją.

Przed przystąpieniem do pracy nad projektem i ergonomią głośnika przetestuj go:

1. podłącz dowolne źródło dźwięku (na przykład smartfon) do wejścia wzmacniacza;
2. włącz zasilanie;
3. podłącz również głośniki wysokiej częstotliwości („satelity”) do wyjścia wzmacniacza;
4. odtworzyć jakiś utwór muzyczny na swoim gadżecie.

Większość subwooferów koncentruje się na niskich częstotliwościach od dziesiątek do setek herców, reszta jest odtwarzana za pomocą głośników wysokotonowych. Można to zweryfikować, tymczasowo wyłączając te „satelity” podczas pracy. Jeśli test wypadł pomyślnie (nie wykryto w dźwięku grzechotania, świszczącego oddechu lub innych dźwięków), wykonaj obliczenia akustyczne pomieszczenia lub samochodu.

1. Umieść subwoofer gdzieś na podłodze pokoju. W samochodzie najczęściej jest to bagażnik lub przestrzeń pod tylną kanapą.
2. Spaceruj po pokoju (lub w pobliżu samochodu, zmieniaj miejsca w samochodzie), wsłuchując się w naturalny dźwięk basu. Jeśli dźwięk staje się buczący, przenieś subwoofer w inne miejsce.
3. Spróbuj zmienić konfigurację korektora (jeśli jesteś muzykiem, a następnie samplerem) wzmacniacza lub samego gadżetu. Dąż do optymalnych ustawień, aby głośnik nie wszedł w obszar lekko przeszacowanych niskich częstotliwości (100-250 Hz).

Jeśli nie udało się całkowicie pozbyć się rozmytego basu, przyczyny są następujące:

• nieprawidłowe obliczenie pudełka i kanału;
• głośnik nie spełnia deklarowanych cech;
• szczeliny między ścianami kolumny nie są odpowiednio uszczelnione;
• zbyt cienka sklejka, z której wycinane są ściany.

Zewnętrzny projekt kolumny można wykonać w dowolny, nawet najbardziej nietypowy sposób. Opcje wykończenia:

• poszycie kolumny materią;
• obróbka płyt wiórowych za pomocą szpachli, malowanie;
• montaż cienkościennych paneli plastikowych, metalowych lub kompozytowych;
• klejenie wysokiej jakości tapety z tworzywa sztucznego lub folii dekoracyjnej.

Przednia część, w której znajduje się głośnik, pokryta jest maskownicą z drobnej siatki. Ten ostatni ochroni dyfuzor klaksonu przed przypadkowymi ruchami szturchania. W niektórych głośnikach wiele bas-refleksów pozwala ukryć cały głośnik w środku.

Należy pamiętać, że napięcie wyjściowe przy mocy wzmacniacza setek watów może osiągnąć 40 woltów. Dźwięk to szybko zmienny prąd o zmiennej częstotliwości. Dostaniesz porażenia prądem przy niższych napięciach wysokiej częstotliwości. Nie chwytaj rękami nieosłoniętych (w punktach połączeń) głośnika pracującego z pełną mocą. Zdarzały się przypadki szokowania ludzi napięciem 25 V z częstotliwością np. 8 kiloherców.

Głośnik, który można usłyszeć w odległości trzech kilometrów, będzie również wymagał silnej linii zasilającej. W elitarnych dyskotekach w Moskwie i Sankt Petersburgu zastosowano subwoofery o mocy do 500 kW. Taki dźwięk czasami wymagał osobnej podstacji i linii energetycznej, zaprojektowanej do ultrawysokiego obciążenia. Wzmacniacze i głośniki w gotowej formie kosztują ponad milion rubli. Sam głośnik będzie kosztował kilkaset tysięcy rubli. Nie ścigaj kilowatów. Wysokiej jakości „car audio” jest ograniczony do stu lub dwustu watów. Najważniejsze jest wyregulowanie korektora i obliczenie akustyki, a 10-50 W wystarcza na każdy kanał stereo.

Tworząc dla siebie potężny subwoofer, upewnij się, że głośnik nie emituje częstotliwości poddźwiękowych (do 20 Hz). Nie próbuj ich zdobyć! Normalny dźwięk o częstotliwości 20-20 000 Hz wprawia ciało w wibracje i nie stanowi zagrożenia. Ale fale dźwiękowe o częstotliwości 6-8 Hz o podobnej mocy i głośności głośnika mogą doprowadzić do pęknięcia narządów wewnętrznych, ponieważ wchodzą w rezonans. Fale o częstotliwości 16-18 Hz powodują halucynacje – taki efekt zastosowano w dyskotekach.

Młodzi ludzie, którzy przybyli, aby miło spędzić czas na dyskotece, gdzie głośny dźwięk zawierał wyjątkowo niskie częstotliwości i służył jako lek audio, popadali w stan zmienionej świadomości nawet bez używania alkoholu i tytoniu. Współcześni producenci nie pozwalają głośnikom, tranzystorom i mikroukładom emitować infradźwięków. Faktem jest, że jego użycie ogranicza się do naukowych badań laboratoryjnych i nie jest przeznaczone do użytku domowego. Do zwykłych celów cywilnych potężne infradźwięki są prawnie zabronione.

Subwoofer nie może być używany w terenie, jest całkowicie mobilny. Jeśli podczas spaceru lub wędrówki chcesz uzyskać dźwięk jak w samochodzie, z dobrze zdefiniowanymi częstotliwościami 20-80 Hz, użyj potężnych słuchawek dla graczy, które całkowicie zakrywają uszy. Pracują z dowolną częstotliwością od 20 Hz do 20 000 Hz. Niezbędne ustawienia dźwięku ustawia się w programowym odtwarzaczu multimedialnym na smartfonie, tablecie lub ultrabooku.

Komputer nie wyda dziesiątek watów mocy – jego przedwzmacniacz ma tylko 1-2 waty. Nie podłączaj subwoofera bezpośrednio do wyjścia karty dźwiękowej: impedancja głośnika 8 omów lub mniej spali końcowe stopnie ścieżki audio.

Potężny, ręcznie wykonany subwoofer pozwala zaoszczędzić co najmniej 10 razy na całkowitym koszcie głośnika. Dzięki umiejętnościom w zakresie prac montażowych i hydraulicznych zaoszczędzisz 10 lub więcej tysięcy rubli ze swojego budżetu.

Jak zrobić subwoofer własnymi rękami, patrz poniżej.