Колонки для компьютера сделай сам

Из чего состоит компьютерная колонка: ее схема и как она устроена

Многие пользователи задаются вопросом: как сделать компьютерные колонки своими руками? И это совсем не удивительно, поскольку только работа своими руками не будет вызывать каких-либо сомнений в качестве готовой системы. Для создания колонок для компьютера самому дома потребуется умение в обращении с паяльником и понимание базовых электрических схем. Да даже без этих умений и знаний можно попробовать создать свое изобретение, но будьте готовы столкнуться с трудностями. Если вы загорелись сделать колонки для компьютера, рекомендуем ознакомиться с каждым этапом создания этого полезного устройства. Для того чтобы понимать последующий материал, вам потребуются базовые знания в школьной физике и немного усидчивости.

Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.

Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ.

Техническое задание и сборочный чертёж для самодельного усилителя. УНЧ, часть 2.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.

Блок оконечных усилителей низкой частоты. УНЧ, часть 5.

Простые технологии обработки пластмассы и металла. УНЧ, часть 6.

Финальная сборка, наладка и испытание. УНЧ, часть 7.

Сначала подумал, что неплохо бы было написать руководство по изготовлению усилителя. Но, мне показалось, что постройка усилителя на современной элементной базе, это немного проще, чем изготовление акустических систем. Поэтому, я решил разбить статью на две части и сначала изготовить простую акустическую стереосистему из самых доступных деталей.

Далее речь пойдёт о простых колонках и усилителе, которые, тем не менее, могли бы дать фору тому убожеству, которое выдают в комплекте с настольным компьютером.

Знаете, есть такие пластмассовые активные Акустические Системы (далее «АС»), в одну из которых уже встроен усилитель на микросхеме в корпусе DIP8. Мне тоже достался такой комплект с моим первым компьютером. Использовать эти колонки, предварительно не убрав в эквалайзере аудиокарты низкие и средние частоты, просто невозможно. А хотелось бы, напротив, иметь возможность поднять высокие и низкие частоты при прослушивании музыки или просмотре фильмов.

Но вернёмся к нашим самоделкам.

Самодельные колонки я изготавливал только два раза и оба раза в юности. Уже тогда мне остро не хватало низких частот, и первая моя колонка была, как теперь бы её назвали, сабвуфером.

Для реализации проекта я изготовил только переднюю панель, а в качестве корпуса использовал нижнее отделение тумбочки от телевизора объёмом литров пятьдесят. Два динамика 4ГД-28 были установлены по диагонали и задрапированы радиотканью. В качестве фильтра НЧ я применил катушку от ниток №10 с намотанным на неё проводом неизвестного сечения. В задней стенке тумбочки наделал отверстий. В начале семидесятых эта конструкция произвела впечатления на моих друзей.

Сейчас тоже можно использовать это опыт, если к уже имеющимся пластмассовым колонкам добавить нечто подобное. Поверьте, такая незамысловатая конструкция легко «сделает» любой сабвуфер от бюджетного домашнего кинотеатра и прочих китайских поделок.

Но на этот раз я решил изготовить традиционную пару АС, так как свободного места в мебели уже не осталось.

Идея применить в качестве корпуса для колонки канализационные трубы пришла случайно, когда я увидел в Интернете статью, автор которой, видимо черпая вдохновение в Home Depot, использовал аналогичные трубы для изготовления пропеллера ветрогенератора.

Так как я никогда не слышал как работает круглая АС, то прежде чем покупать канализационные трубы, склеил трубу нужного диаметра из картона. В качестве шаблона использовал трехлитровые стеклянные банки для консервирования.

Первое же включение макета АС дало положительный результат, и я смело отравился в магазин.

Что вам нужно от акустики?

Приятно, когда звук, воспроизводимый от персонального компьютера, звучит во всем слышимом диапазоне (начиная от 20 Герц и до 20 кГц). Для подчеркивания каких-то определенных частот вам нужно использовать специальные фильтры. Большая часть дешевых колонок, которые можно встретить в продаже, воспроизводят звуки в диапазоне от 50-100 Герц и до 15 кГц. От этого звучание кажется неполным, некрасивым. Поэтому акустические колонки, своими руками сделанные, должны иметь более высокие характеристики, чтобы удовлетворить ваши потребности.

Сразу определитесь, какие частоты вы планируете подчеркнуть, будет ли в вашем усилителе возможность ручной корректировки. Но если решите пойти по легкому пути, то достаточно окажется отфильтровать низкие и высокие, чтобы устройства, воспроизводящие этот спектр, работали параллельно с основными динамиками. Наверное, вы слышали такие слова, как «пищалки» (небольшие динамики, фильтрующие высокие частоты) и «сабвуфер» (большой деревянный ящик, в котором расположен динамик для воспроизведения низов). Вот их-то вам и придется сделать самостоятельно.

Способы изготовления

Компьютерные колонки, являясь малогабаритными, не требуют мощных динамиков, усилитель которых питается от 12 и более вольт питающего напряжения. Таким колонкам достаточно лишь пяти вольт, поступающих с USB-порта или зарядки для смартфона.

Более мощные – для подключения телевизора, кинопроектора, магнитолы – потребуют отдельный блок питания. Потребуется 10 и более ампер тока с напряжением 12 В, как от автомобильного аккумулятора, выдающего до сотен ампер.

Несмотря на использование пластика в качестве материала корпуса многими производителями, «самодельщики» выполняют «коробку» из дерева или пиломатериалов на его основе. Все грани корпуса покрываются водостойким лаком.

Если речь идёт о ДСП, нанесите шпатлёвку перед покраской или оклеиванием декоративной плёнкой.

Конструкция современных колонок использует не пустое пространство внутри ящика, заполненное воздухом и оснащённое низкочастотным фазоинвертором для улучшения передачи низких частот, а заполнение демпфирующим материалом. Характеристики современных фирменных динамиков улучшились настолько, что их свободно можно «запереть» внутри.

Для точной подстройки амплитудно-частотной характеристики предусмотрите эквалайзер – несколько регуляторов, управляющих отдельными полосами звуковых частот. Если в магнитоле или музыкальном центре нет такой подстройки, схема усилителя немного усложняется. Микросхема, на базе которой собран усилитель, обладает такой функцией. Для ПК или ноутбука такая необходимость резко отпадает – система Windows предусматривает графический виртуальный эквалайзер, например, в настройках WM Player. Планшеты на базе Android позволяют настроить АЧХ на любом из сторонних приложений.

Для пустотелых колонок внутри применяется звуковой лабиринт – конструкция из внутренних стенок, расположенных под разными углами (внутренний акустический расчёт). Это улучшенный вариант, выдающий наиболее эффективную АЧХ, – без перепрограммирования устройства, выполняющего роль звукового процессора. По сравнению с фазоинвертором он позволяет избежать бьющего в одно место потока воздуха при существенной громкости, направлен не вперёд, а назад. На задней и верхней частях корпуса располагается окошко.

Чтобы убрать паразитные модуляции, заметные на слух, внутренняя сторона «коробки» обивается демпфером. Такое решение – альтернатива заполнению всего пространства.

Технологический процесс изготовления заключается в следующем. Убедитесь, что у вас всё уже заготовлено.

Разметьте и распилите фанеру или доску ДСП (либо из натурального дерева) на фрагменты, ориентируясь по чертежу.

Разметьте отверстия под динамик и регулятор. Высверлите их по кругу. Аккуратно выбейте удаляемые круги и сгладьте края при помощи напильника, зубила или точильного камня. Примерьте, подходят ли динамик и регулятор громкости в пропиленные зазоры. Если есть застревания при попытке вставить их туда, подточите мешающие выступы.

Разметьте переднюю грань под саморезы или болты, удерживающие устройства за их штатные «ушки». Смонтируйте блок питания и усилитель на нижней или задней стенке будущей колонки. Обклейте слоем демпфера нужные грани, если конструкция это предусматривает.

Приступите к сборке. Соедините верхнюю, нижнюю, переднюю и заднюю грани. Лучше всего это делать при помощи наружных уголков. Некоторые грани (кроме одной из боковин) допускается скрепить уголками и изнутри: разборной снаружи является лишь одна из боковин, позволяющая получить доступ к снятию других граней при ремонте колонки. Соедините все функциональные узлы между собой по структурной схеме. Проверьте правильность произведённого монтажа.

Выполните первое испытание, включив питание и подав выход от источника звука. Убедитесь, что усилитель и динамик работают исправно. Проверьте регулятор, ненадолго сделав звук предельно громким. Динамик не должен давать слышимых искажений (свист, гудение, хрип и т. д.).

Для всестороннего тестирования используйте домашний компьютер, ноутбук, планшет или смартфон, на котором установлен генератор частот, прослушайте колонку на отсутствие резонанса, издаваемого плохо закреплёнными динамиком, заводского брака в нём самом и в усилительной плате. Убедившись, что колонка работает штатно, установите вторую боковину, закрыв этим внутренности колонки окончательно. Повторите тестирование.

Поставьте колонку в нужный угол комнаты или возле любой из стен. Включите музыку и пройдитесь по комнате, вслушиваясь в звук. Переместите колонку в тот угол или место, откуда она лучше всего звучит. Это называется акустическим расчётом комнаты. Если колонок две, расположите их в зоне отдыха комнаты так, чтобы 3D-стереозвучание показало себя «во всей красе».

Завершив сборку и пусконаладку, смонтируйте на передней грани колонки защиту динамика. Это может быть мелкоячеистая металлическая сетка, пластиковая решётка с натянутой поверх неё тонкой продуваемой и звукопроницаемой тканью и т. д.

Основные колонки

Здесь для корпуса можно брать хоть дерево, хоть пластик. Конечно же, лучше выбрать первый материал, поскольку его использование поможет достичь наиболее хорошего звучания.

Важно! Если вам лень заниматься обработкой древесины, то можно просто схитрить и взять старые устройства из магнитолы и поставить их без изменений.

Как упоминалось выше, усилок и БП будут стоять в коробе, поэтому готовые динамики просто соединяются с нужными выводами. Если же вы хотите сделать все в лучшем виде, рекомендуется прибегнуть к следующему алгоритму:

Создайте два корпуса для основных колонок. В качестве инструкции используйте советы для изготовления короба.
Воспользуйтесь материалом, чтобы обтянуть конструкцию. Такие меры помогут достичь хорошего звучания.
Установите по два динамика в каждый корпус. .

Как сделать колонки своими руками

Мы подумали и решили, что делать ремонт в тишине скучно.

Потом мы подумали еще и решили, что нам нужны высококачественные колонки, которые соответствовали бы нашим скромным требованиям: оригинальный дизайн, интересное акустическое оформление, простые в изготовлении, отсутствие сложных расчётов как оформления, так и разделительного фильтра (кроссовера) и самое важное они должны обладать превосходным звуком. Тем более что все остальные компоненты стерео системы уже есть и мы сели изучать интернет на предмет «Как сделать оригинальные колонки своими руками»

Были отобраны и впоследствии отсеяны следующие пациенты (крайне кратко):

Тем более что все остальные компоненты стерео системы уже есть и мы сели изучать интернет на предмет «Как сделать оригинальные колонки своими руками». Были отобраны и впоследствии отсеяны следующие пациенты (крайне кратко):

Многополосная конструкция — самая распространённая конструкция.

Она имеет очень хорошую динамику, каждый громкоговоритель играет свой частотный диапазон, но сложные расчеты корпуса низкочастотника в фазоинверторном оформлении, середина в закрытом ящике, плюс твиттер и супер твиттер — это первый минус, сложный расчёт кроссовера — второй минус, и третий — стоимость пары из четырёх динамиков и компонентов кроссовера взлетает на второй космической и опускает нас обратно на землю.

Открытое оформление, например плоский экран. Это уже интереснее, редкая конструкция! Удалось послушать один превосходный экземпляр на на выставки HDI Show в Крокус Экспо. Но его недостаки: громадный размер, недостаток низких частот, жанровая ограниченность, и динамическая головка должна быть поистине выдающаяся.

Передний рупор — очень интересная конструкция. Опять же требует несколько динамиков. Пока не будем отправлять её в архив.

Jensen-Onken — очень круто звучат, но монстра воять, замерять, переделывать… Не подошло.

О чудо! Обратный рупор — возможность использовать всего один шерокополосный динамик! Основная сложность в изготовлении лабиринта внутри корпуса. Да, имеют ограничение по жанру, но не такие жёсткие, как у щита. Осталось только выбрать ширик и его оформление. Долгие и мучительные поиски привели нас к замечательному производителю громкоговорителей Иштвану Варге и компании Sonido.

Самостоятельно собираем колонки Sonido SFR 175-8/A в оформлении обратный рупор

Берём чертёж любезно предоставленный господином Варга.

Пилим фанеру, поднимаем её на пятый этаж без лифта

Проводим предметное макетирование, прикидываем какие они будут. О ужас, размер колонок немного больше, чем мы думали. Но ничего.

Делаем два отверстия, одно для динамика, другое для закрепления клемм. Вокруг отверстия для динамической головки, с внутренней стороны высверливаем посадочные места для винтов динамика и вбиваем молотком гайки (точно не знаю как они называются).

Приклеиваем шпон эбена файнлайн на лицевую сторону. Как сделать шпонирование колонок своими руками, можно почитать в отдельном посте.

Мы решили скреплять все соединения, вот такими деревянными цилиндрами. На ребре.

В некоторых местах при необходимости подтягиваем стальными уголками.

Склеиваем столярным клеем ПВА все детали корпуса в единую конструкцию. Клея не жалеем, чтобы исключить образование щелей. Садимся на неё на 2 часа, открываем бутылочку вина и предвкушаем результат наших действий

Самое лучшее соединение — паяное. Поэтому паяем акустический провод к клеммам динамика.

Помещаем в предрупорную камеру колонки акустический материал, который идёт в комплекте к динамическим головкам.

Закрепляем динамик Sonido на лицевой стороне колонки.

Продеваем провод черед отверстие для клемм и припаиваем клеммы к акустическому проводу. Обязательно соблюдая полярность!

Ставим колонки в исходное положение и уставшие смотрим что получилось. О, да!

http://habrahabr.ru/post/121901/ — колонки для компьютера своими руками

…в завершении данного поста хотелось — бы выложить еще несколько иллюстраций по теме конструктивного исполнения колонок. Вдруг кому — то пригодится.

Проектирование акустики

Изначально выбираем количество колонок, тип, местоположение. Очевидно, изготавливать в большем числе, нежели имеет каналов домашний кинотеатр, неразумный тактический ход. Кассетному магнитофону хватит двух колонок. К домашнему кинотеатру выйдет уже не менее шести корпусов (динамиков будет больше). Согласно потребностям аксессуары встраиваются в мебель, качество воспроизведения низких частот хромает. Теперь вопрос выбора динамиков: в издании авторства Найденко, Карпова приведена номенклатура:

Трехполосная акустическая система

Низкие частоты – головка CA21RE (H397) посадкой на 8 дюймов.
Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
Верхние частоты – головка 27TDC (H1149) на 27 мм.

Приводили базовые принципы конструирования акустических систем, предлагали электрическую схему фильтра, рассекающего поток на две части (выше дан перечень трех поддиапазонов), приводили название покупных динамиков, решающих задачу создания двух колонок стерео. Избегаем повторяться, читатели могут взять труд полистать раздел, найти конкретные названия.

Следующим вопросом будет фильтр. Полагаем, фирма National Semiconductor не обидится, если отскриним чертеж усилителя перевода Ридико. Рисунок показывает активный фильтр с питанием +15, -15 вольт, 5 однотипных микросхем (операционных усилителей), граничная частота поддиапазонов вычисляется формулой, приведенной на изображении (дублируем текстом):

П – число Пи, известное школьникам (3,14); R, C – номиналы резистора, емкости. На рисунке R = 24 кОм, С – замалчивается.

Активный фильтр с питанием

Активный фильтр, питаемый электрическим током

Учитывая возможности выбранных динамиков, читатель сможет подобрать параметр. Берутся характеристики полосы воспроизведения колонки, находится стык перекрытия между ними, туда выносится граничная частота. Благодаря формуле, вычисляем величину емкости. Номинал сопротивления избегайте трогать, причина: может (спорный факт) задавать рабочую точку усилителя, коэффициент передачи. На частотной характеристике, приведенной в переводе, которую опускаем, граница составляет 1 кГц. Давайте посчитаем емкость указанного случая:

С = 1 / 2П Rf = 1 / 2 х 3,14 х 24000 х 1000 = 6,6 пФ.

Не ахти какая большая емкость, выбирается из условия максимально допустимого напряжения. В схеме с источниками +15 и -15 В вряд ли стоит номинал, превышающий суммарный уровень (30 вольт), возьмите пробивное напряжение (справочник поможет) не менее 50 вольт. Не пытайтесь поставить электролитические конденсаторы постоянного тока, схема обретает шансы взлететь на воздух. Отсутствует смысл разыскивать исходную схему чипа LM833 по причине Сизифова труда. Некоторые читатели найдут замену микросхеме, отличающуюся… надеемся на понимание.

Насчет сравнительно небольшой емкости конденсаторов (рознично и суммарной) описание фильтра говорит: благодаря низкому импедансу головок без активных компонентов номиналы пришлось бы увеличить. Закономерно вызывая появление искажений, обусловленных наличием электролитических конденсаторов, катушек с ферромагнитным сердечником. Не стесняйтесь двигать границу деления диапазонов, общая пропускная способность остается прежней.

Пассивные фильтры акустической системы

Пассивные фильтры соберет своими руками каждый обученный пайке, курс школьной физики. В крайнем случае заручитесь помощью Гоноровского, лучше некуда расписаны тонкости прохождения сигналов через радиоэлектронные линии, обладающие нелинейными свойствами. Приведенный материал заинтересовал авторов фильтрами низкой и высокой частоты. Желающие поделить сигнал на три части должны зачитываться трудами, раскрывающими базис полосовых фильтров. Максимально допустимое (или пробивное) напряжение выйдет мизерным, номинал станет значительным. Под стать упомянутым электролитическим конденсаторам емкости номиналом десятки микрофарад (три порядка выше используемых активным фильтром).

Новичков тревожит вопрос получения напряжения +15, -15 В питания акустических систем. Намотайте трансформатор (пример приводился, программа ПК Trans50Hz), снабдите двухполупериодным выпрямителем (диодный мост), профильтруйте, наслаждайтесь. Наконец, активный или пассивный фильтр прикупите. Называется указанная вещица кроссовером, внимательно подбирайте динамики, диапазоны точнее соотносите с параметрами фильтра.

Проектирование акустики

Трехполосная акустическая система

Низкие частоты – головка CA21RE (H397) посадкой на 8 дюймов.
Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
Верхние частоты – головка 27TDC (H1149) на 27 мм.

Активный фильтр с питанием

Активный фильтр, питаемый электрическим током

С = 1 / 2П Rf = 1 / 2 х 3,14 х 24000 х 1000 = 6,6 пФ.

Пассивные фильтры акустической системы

Для пассивных кроссоверов акустических систем найдете в интернете множество калькуляторов (http://ccs.exl.info/calc_cr.html). Исходными цифрами программа расчета принимает входные сопротивления динамиков, частоту деления. Введите данные, программа-робот быстро снабдит величинами емкостей и индуктивностей. На приведенной страничке задавайте тип фильтра (Бесселя, Баттерворта, Линквица-Райли). На наш взгляд задачка для профи. Приведенный выше активный каскад образован фильтрами Баттерворта 2-го порядка (скорость снижения АЧХ 12 дБ на октаву). Касается частотной (АЧХ) характеристики системы, понятно только профессионалам. Если сомневаетесь, выбирайте золотую серединку. В прямом смысле ставьте галку на третьем кружке (Бессель).