Изготовление акустических систем своими руками

Акустическая система – это устройство (или группа устройств) для вывода звука, получаемого от источника сигнала: телевизора, компьютера, усилителя и т.д. Обычно она состоит из пары колонок, реже добавляется сабвуфер или дополнительные сателлиты. Если нет возможности приобрести такую технику, в домашних условиях вполне реально сделать акустическую систему своими руками, но для этого необходимо знать принцип ее работы, уметь правильно спроектировать и подобрать нужные материалы и инструмент. Как и из чего можно изготовить акустику – далее в нашем материале.

Как устроены бытовые акустические системы звука 2.1 и 5.1

Ваш компьютер или ноутбук выступает в качестве источника звука, то что на нулевой шине(корпус компьютера, GND) вашего ПК порядка 110 вольт это скажите спасибо импульсным блокам питания и трехпроводной системе электропитания. Не верите что на корпусе вашего ПК 100 вольт ? Тогда проверьте тестером. Ну ладно не расстраивайтесь, во-первых, в нормальных акустических системах и колонках для компьютера стоят разделительные конденсаторы по входу, которые не пускают постоянный потенциал корпуса компьютера в усилитель.
Во-вторых, объединение различных устройств с разными потенциалами на корпусе одним проводом, приведет к их выравниванию и не опасным для использования, правда батарея за которую вы можете взяться, в этот контур не входит, хотя она тоже может быть заземлена. Проблема правда в другом, конденсаторы отрезают постоянный ток, а на корпусе компьютера — переменный ток, те самые 110 вольт, частоты 50 Герц, но усилитель может фонит не из-за этого.
Значит полезный сигнал через провод, миниджек на 2 RCA тюльпана, поступает на вход вашего домашнего усилителя. Кстати разъемы очень часто отрываются от платы, если делать по 2-3-5 переключения провода в день, если у вас колонки стоят годами на одном месте — вам такое не грозит.
Далее с входа усилителя, чаще всего расположенного в корпусе сабвуфера, сигнал идет на микросхему предусиления, как правило, это сдвоенный операционный усилитель(далее ОУ) JRC4558 или его аналог TL072, LM358. Регулировка общей громкости(Main Volume) и регулировка низких(Bass) и высоких частот(Treble) как правило, выполнена в этой схеме. Далее сигнал поступает на оконечный усилитель мощности и далее усиленный почти до амплитуды питания усилителя, как правило, это напряжение от +-15 вольт до +-45 вольт поступает на динамик или динамики, если у вас многоканальная система звука. Все это дело питается постоянным напряжением — внутренний блок питания вашей акустики, собранный, как правило, на той же плате. Блок питания чаще всего выполнен на трансформаторе и диодном мосте, реже блок питания импульсный т.к. они менее надежны в таких схемах.

В более дорогих и навороченных система, по входу стоит сразу ЦАП-АЦП. То-есть преобразователь из аналогового сигнала в цифровой, дальнейшая коррекция и эквализация звука и повторное преобразование в аналоговый сигнал, который также поступает на усилитель мощности, а далее в динамик. Если у вас многоканальная акустика, то есть присутствует сабвуфер и сателлиты, то разделение на частотный диапазон, низкие частоты на усилитель сабвуфера, а высокие и средние на усилитель для сателлитов те самые 2-3-4-5 дополнительных каналов вашей домашней акустики. Также схема может содержать пульт дистанционного управления как в потолочной люстре, он позволяет делать переключен входных источников звука, а также электронного добавлять низких, или верхних частот, или регулировать громкость все акустики, или добавлять эффект объемного 3D звучания. Более широкий функционал регулировки звучания представлен в ресиверах для домашних кинотеатров, где можно полноценно снять 5 каналов по 100 ватт или даже 7 каналов по 200 ватт каждый.

Оконечный усилитель мощности может быть реализован на мощных транзисторах, но более часто он реализован на интегральной микросхеме усиления звука серии:

TDA(Tda7293,Tda8954,Tda2030a);
TPA3116;
LM386.

Дальше все это дело, вы слушаете через преобразование динамика под воздействие электрического сигнала в акустические колебания воздуха и радуетесь жизни, постукивая ножкой по полу в такт любимой или не очень музыке.

Для того, чтобы собрать акустическую систему для ПК понадобится:

Динамик 3Вт (от 2 шт.).
Разъём mini-Jack 3,5мм (он стандартный для подключения колонок или наушников и весьма распространён).
Аудиоусилитель. Рекомендуется использовать цифровой РАМ 8403.

СПРАВКА. Вместо цифрового усилителя можно использовать и аналоговый на транзисторах, но тогда придётся задействовать ЦАП, а подбор необходимого цифро-аналогового преобразователя, довольно долгая вещь, требующая специальных расчётов. По своей сути РАМ 8403 является усилителем с АЦП, который облегчает сборку самодельных колонок.

Тумблер для питания системы.
Соединительные провода.
USB провод для питания.
Трубки термоусадочные для изоляции.
USB штекер.
Материал для сборки корпуса (фанера, клей, саморезы и т. д.).

Также понадобятся инструменты:

Паяльник.
Клей (для склейки проводов).
Нож (для чистки проводов).
Лобзик (для работы с корпусом).
Дрель (для работы с корпусом).
Инструменты для измерения и разметки (карандаш, линейка, циркуль и т. д.).
Кусачки (для проводов).
Наждачная бумага (для обработки корпуса).

Делаем «булку»

Для того, чтобы обеспечить наиболее качественный звук необходимо сделать просторный и закрытый корпус, чтобы в нем циркулировал воздух. Это сделает звучание глубже и насыщеннее.

Читать еще: Игрушка для кошки как сделать своими руками

Изготавливаем корпус

Для корпуса пойдёт ДСП, ДВП или фанера. Также можно использовать текстолит или OSB. Не стоит выбирать слишком толстые пластины, так как это сделает конструкцию слишком тяжёлой.

Для того, чтобы динамики подошли по размеру, нужно правильно замерить диаметр и окружность, а затем вырезать отверстия на передней панели.

ВНИМАНИЕ. Следует обратить внимание на фиксацию, так как корпус колонок часто подвергается влиянию вибраций. Помимо клея лучше использовать уголки на саморезах. Так конструкция получится надёжнее и прослужит дольше, а также появится возможность разборки устройства и последующего сбора.

На задней панели следует врезать места для проведения кабеля питания, кабеля подключения и отдельный разъём для тумблера включения питания.

Позаботимся о хорошем БП

Существует несколько основных вариантов создания блока питания в схеме. Если усилитель представляет собой комплексное устройство с АЦП и переходником (как, например, РАМ 8403), то его можно питать от простого USB. Это облегчает взаимодействие и работу с ПК. В случае есть блок питания отдельный, то следует внимательно озаботиться выбором комплектующих, согласно потреблению и выходной мощности.

ВНИМАНИЕ. Все провода и кабели нужно выбрать оптимальной длины, так как слишком длинные провода могут мешаться и доставлять неудобства. При этом кабели должны без проблем доставать до всех необходимых разъёмов. Оптимальная протяжённость проводов mini Jack и USB колеблется от 1 до 5 метров.

Усилитель и блок питания

Для сборки домашней акустической системы служит соединение громкоговорителей (динамиков) с усилителем и разъёмом. Штекер mini — Jack имеет три канала (левый, правый и общий). Они разделены чёрными полосами на самом разъёме и располагаются зеркально от середины.

На самой плате располагаются разъёмы для провода(L-Левый G-Центральный R-Правый). Соблюдая порядок, следует соединить проводами разъём mini – Jack с платой усилителя.

Затем соблюдая полярность, к усилителю следует подключить динамики. Места для динамиков на устройстве обозначаются как Rout и Lout.

ВАЖНО. При подключении динамиков следует помнить про полярность

Питание данного устройства будет осуществляться через USB, так как для усилителя достаточно 5 вольт. При припаивании кабеля питания, также следует помнить про полярность. Также важно не забыть вывести через один из проводов тумблер от питания колонки, иначе устройство будет питаться при каждом подключении через USB.

После того как все детали собраны, следует воспользоваться термоусадкой в местах сгибов, а именно на mini Jack, тумблере питания и проводах, которые подключаются к динамикам.

Основные колонки

После того как основное устройство собрано его следует поместить в корпус собранный ранее. Собирать колонки следует осторожно, так как есть риск повредить провода или разъём.

ВНИМАНИЕ. На РАМ 8403 есть ручка регулировки усиления. Её следует вывести на переднюю или боковую панель устройства.

Иногда, для улучшения качества звука, переднюю панель (куда выходят динамики) обтягивают тканью.

Усилитель для самодельных колонок

В качестве усилителя для этих самодельных колонок была выбрана микросхема LM3886, как самый простой способ получить Hi-Fi качество звучания буквально «на коленке», не переплачивая!

Если верить анализатору RMAA — LM3886 на порядок лучше, чем того требует стандарт звука Hi-Fi, то есть искажения звука в усилителе на этой микросхеме будут в 100 раз меньше, чем может услышать человеческое ухо.

Стоит отметить, что некоторые рукастые фанаты умудряются на основе этой микросхемы создать DIY-усилители, допускающие лишь 0,0002% искажений. Хотя даже 1% искажений очень трудно услышать обычному человеку.

Для охлаждения получившегося усилителя был использован обычный алюминиевый процессорный радиатор (без вентилятора). Такой самодельный усилитель будет работать на мощности не более 5 Вт и такого охлаждения ему для этого вполне достаточно. Но даже если бы пошел перегрев, то встроенная в схему защиты от перегрева не дала бы ему сгореть, просто выключив бы его.

Чтобы иметь возможность улучшать усилитель его изначально можно собирать на монтажной плате по схеме:

Построив всё на монтажной плате можно заменять те или иные детали, модернизируя схему усилителя, разводку и тд, при этом измеряя необходимые параметры программой RMAA.

После того как удалось оптимизировать схему усилителя, была изготовлена обычная печатная плата (ЛУТ — лазерно-утюжная технология), но качество усилителя при этом принципиально не изменилось, если верить анализу в RMAA, сделан вывод, что монтажные платы для домашней DIY-электроники вполне годятся!

ТОП-15: Лучшие колонки для компьютера – Рейтинг 2020

В данном рейтинге представлены лучшие колонки для компьютера 2020 года. Мы рассмотрели интересную акустику во всех вариантах: стерео-колонки 2.0, 2.1, 5.1 и с возможностью беспроводного подключения. Основная идея статьи – честный ТОП 10 лучших по качеству и цене колонок для компьютера. Все они стоят своих денег и проверены временем.

Правда, пара интересных и (возможно, неоправданно) дорогих моделей присутствует. Они подкупают своими уникальными особенностями.

Лучшие колонки для компьютера с Алиэкспресс

Провода (кабели) для колонок с Aliexpress

Какие колонки для компьютера лучше выбрать?

Рынок компьютерных колонок сейчас предлагает огромное количество вариантов. Есть проверенные бренды и модели, а есть и сотни безымянных и неизвестных. При выборе прежде всего важно понимать, для чего вам нужны колонки.

«Для компьютера», понятно. 😀 Но можно «копнуть» и поглубже. Есть ведь какие-то виды компьютерных колонок? Проще всего разделять их по количеству, собственно, колонок в комплекте: 2.0, 2.1, 5.1.

Для большинства пользователей лучше всего подойдут 2.0 (2 колонки) и 2.1 (2 колонки + 1 сабвуфер) системы. Желательно, чтобы корпусы были не пластиковые, элементы управления располагались удобно и длины проводов хватало. Ах, да, ещё чтобы звучали хорошо. 😀

Читать еще: Орбитальный шлифовальный станок из болгарки своими руками

Если вы ищете колонки для того, чтобы посмотреть иногда фильм с ноутбука или планшета, в обход встроенных «пищалок», есть интересные компактные модели с подключением по USB. Можно использовать и со стационарным компьютером, если громкость и басы не в приоритете.

А если для вас важно полное погружение в виртуальный мир, система 5.1 – ваш выбор. Не обязательно приобретать громоздкие колонки от домашнего кинотеатра, есть вполне компактные модели, одинаково хорошо подходящие для ПК или телевизора. Хотя, стоят они, конечно, недёшево.

Для любителей прослушивания музыки на компьютере тоже есть интересные варианты. К счастью, выпускаются мультимедийные колонки с «замашками» на Hi Fi: ровным детальным звуком, без сильного акцента на НЧ.

Если вам проще слушать музыку с телефона или планшета, то не обязательно приобретать портативную колонку. Есть компьютерные системы с возможностью воспроизведения музыки по Bletooth. Такой вот универсальный вариант: и для компьютера, и для стриминга музыки с телефона.

Характеристики компьютерных колонок, на какие стоит обращать внимание?

Главное, определиться с тем, какой функционал от колонок нужен и смотреть соответствующие модели. Bluetooth, пульт, количество сателлитов, ценовая категория. Если говорить о технических характеристиках компьютерных колонок, особенно заморачиваться с ними смысла нет, только если вы не хотите сделать свой ПК домашней Hi-Fi системой.

Многие производители и вовсе не указывают почти никаких характеристик. Ведь у 90% колонок для ПК имеется встроенный усилитель и они адаптированы для подключения к ПК. Что можно узнать по частотной характеристике и мощности – параметрах, которые чаще всего указываются?

Кое-что можно. В частотном диапазоне в первую очередь стоит смотреть на нижнюю границу. Системы без сабвуфера вряд ли смогут воспроизводить частоты ниже 50-60 Гц (чаще всего они ограничены «доброй сотней» герц снизу). Если у компьютерных колонок 2.0 внезапно в характеристиках значится 20 – 20000 Гц, то что-то тут не так.

Верхняя граница почти всегда указана именно 20000 Гц, но далеко не каждые колонки воспроизводят частоты выше 15000 Гц хоть сколько-нибудь громко. Тут уж особенности измерения: заявлено до 20 кГц, но о том, что частоты 15-20 кГц практически не слышны, на всякий случай умолчали. Впрочем, большинство взрослых людей слышит звуки не выше 16-17 кГц в любом случае. 😛

Мощность? Да, это важный параметр для большинства покупателей. 😉 Но, как и в случае с измерением частотной характеристики, производители не придерживаются стандартизированного способа измерения. Заявленная мощность может быть пиковой или достижимой только при каких-то идеальных условиях… Не стоит ожидать полного соответствия заявленным характеристикам в этом случае. Параметр скорее ориентировочный в нынешних условиях.

Лучшие производители колонок для компьютера

Все достойные внимания фирмы, производящие колонки для компьютера, в нашем рейтинге представлены:

Microlab, Logitech, Edifier. Выпускают как дорогие, так и дешёвые модели. Отличаются вниманием к качеству звука. Модели средней и высокой ценовой категории близки к «мультимедийному Hi-Fi».
Sven, Defender, Creative. Более бюджетные бренды, так сказать. Достойное качество недорого. У компьютерных колонок от этих фирм всегда есть, к чему придраться. Но среди них попадаются и настоящие жемчужины по сочетанию цены и качества.

В большинстве случаев логично ограничиться мультимедийными колонками с хорошим звучанием. Такие модели есть. Приобретать Hi Fi акустику для компьютера кажется излишним. Конечно, если вы слушаете музыку именно с компьютера и хотите лучшего качества, можно подумать.

Для музыки эффективнее будет собрать отдельную систему. Ведь, если покупать мониторы, то и компьютер должен быть «музыкальным»: без внутренних «наводок», шумов и лишних функций. Это начальные степени аудиофилии. 😉

Стоит отметить и такой момент: многие Hi-Fi колонки – пассивные, то есть, без встроенного усилителя, подключать их напрямую к компьютеру не стоит. Ведь у подавляющего большинства колонок для компьютера усилитель встроенный, они активные, соответственно, усилители на звуковых картах (даже дискретных, не говоря уже о встроенных) просто не потянут качественные пассивные колонки, что может привести даже к их поломке.

Соответственно, если вы планируете использовать качественную пассивную акустику в роли компьютерных колонок, не забудьте приобрести для них, как минимум, усилитель.

В данной АС сигнал к высокочастотному динамику подаётся через токоведущие штанги, которыми он крепится к низкочастотному динамику. Штанги изготовлены из медной проволоки ПЭВ-2 диаметром 1,5мм. Длина каждой заготовки 65мм. В месте соединения с токоведущими лепестками, штанга зачищена от лака и залужена.

Для того чтобы не произошло замыкание сигнала на корпус динамиков, используются изолирующие втулки и шайбы.

Узел крепления штанги к ВЧ головке.

Узел крепления штанги и кронштейна к НЧ головке.

На картинке изображён крепёж и детали, используемые при сборке АС.

Катушка фильтра намотана медным изолированным проводом ПЭЛ-2 диаметром 1мм. на бобышке от самоклеящейся ленты (скотча) и имеет 95 витков, намотанных в четыре слоя. Слои при намотке крепились клеем БФ-4.

Читать еще: Необычный орехокол своими руками

Конденсатор и катушка крепятся к кронштейну, который, в свою очередь, крепится к динамикам.

Кронштейн изготовлен из стальной полоски шириной 8мм, сечением 1мм по этому чертежу. Пунктирной линией обозначены места гибки.

Вот так выглядит узел динамиков в сборе. Центровка низкочастотного динамика в пазу резинового уплотнителя осуществляется двумя изолирующими и двумя стальным втулками диаметром 8мм.

В качестве стопорных элементов при сборке АС были применены пружинные шайбы (гровер). Вместо них можно использовать любую нитро краску или клей БФ.

Процесс сборки DIY колонок для компьютера

Материалом для корпуса домашних колонок выбрана 16 мм ДСП, МДФ стоит в 4 раза дороже, а разницы никакой не будет, а если нет разницы, то зачем платить больше? Если использовать более толстый лист ДСП, то вес корпуса будет слишком большим, колонки станут неподъемными из-за своей тяжести.

Лучше сразу начертить схему распила листа ДСП, чтобы распилить его прямо у продавца, и не заниматься этим дома, избежав лишнего шума и пыли, буквально.

В данном случае была выбрана форма башни, чтобы поднять динамики повыше над полом.

Внутри корпуса колонок установлены распорки для увеличения жесткости конструкции (внутри распорки стянуты саморезами и зафиксированы «жидкими гвоздями»).

Корпус можно либо покрасить, либо обклеить самоклеющейся пленкой, типа Oracal — в данном случае решено было выбрать пленку! Перед оклейкой необходимо все зазоры, щели, отверстия от саморезов и необработанные края ДСП покрыть слоем шпатлевки, дать ей высохнуть, и только после этого приступать к оклейке (или к покраске, если решите красить корпус).

К стенкам корпуса необходимо приклеить синтепон или специальный демпфирующий материал для самодельных колонок, но качество для домашнего использования колонок от этого наполнителя не сильно улучшиться.

В корпусе каждой колонки установлен собственный усилитель, а также в каждой собственный блок питания, то есть они полностью независимые и могут подключаться к компьютеру как парой, так и по одиночке. Разъемы питания использованы как у блока питания компьютерного системника, что довольно удобно, когда необходимо подключить чужой системник, принесенный к вас «в гости» — вы просто вынимаете провод питания из одной колонки и подключаете её.

Регуляторы громкости можно разместить в отсеке 3,5 дюймового дисковода

Для «подключения звука» в колонках использован разъем «аудио Jack 6,5 mm», из плюсов — можно подключить к колонке напрямую электрогитару. Была надежда, что Jack 6,5 mm надежнее чем Jack 3,5 mm, но нет, толстые разъемы ломаются также как и тонкие…

Вот что получилось в итоге

Проектирование АС

Перед тем, как приступить к изготовлению АС, нужно подготовить проект колонок. Сначала необходимо правильно выбрать форму. Лучше остановиться на более простом классическом прямоугольном исполнении или кубическом, если планируется сделать сабвуфер.

После выбора формы нужно определиться с габаритами. Если внутри конструкции будет несколько динамиков, устройство должно быть высоким. Можно сделать колонку узкой, внутреннего объема хватит для обеспечения качественного звука. Рассчитывать объем следует достаточно приблизительно, отталкиваясь от диаметра и мощности низкочастотного динамика, если он присутствует в колонке. Точность в данном случае не имеет смысла, так как отклонения звуковой амплитуды от идеальной прямой линии услышать не может практически никто.

Следующий шаг – это подбор материала. Для корпуса лучше купить МДФ, но можно и другой материал, если он будет достаточно жестким, чтобы стенки не деформировались от вибрации динамиков, а также легким и иметь подходящую цену. Например, можно использовать многослойную фанеру, легко поддающуюся обработке. После сборки ее можно задекорировать шпоном. Недостаток данного материала – слабая твердость, поэтому внутрь потребуется установить ребра жесткости. Также можно использовать ГВЛ или ЦСП. Они имеют высокие звукоизолирующие свойства, что позволит сэкономить на материале для внутренней отделки, но при этом сложны в обработке и достаточно тяжелы.

Совет! Не следует выбирать цельное дерево, так как зачастую оно гнется и создает резонанс, а также быстро рассыхается и портится. Не рекомендуется работать и с пластиком, потому что добиться с ним хорошего результата в домашних условиях очень сложно.

Изготовление акустических систем своими руками