Как сделать самому классную портативную акустику

Как сделать самому классную портативную акустику?

А зачем делать самому? Все же продаётся! — Спросите Вы меня.
Во-первых, это реализация своего творческого потенциала. Сделать собственный проект это занимательно, интересно и позволяет унять желание сделать что-то своими руками.
Во-вторых, крупноблочный DIY проект это не очень сложно, но позволяет получить изделие с уникальными характеристиками и авторским дизайном.
И, наконец, DIY проект портативной акустики может стать необычным, но полезным подарком.
Я сделал более двух десятков различных типов колонок, хочу поделится своим опытом.

Содержание

• Выбор концепции и дизайна акустики
• Выбор типа корпуса
• Подбор динамиков и акустического оформления
• Подбор усилителя
• Подбор источника сигнала
• Выбор аккумулятора
• Сборка изделия
• Заключение

Пройдемся по каждому этапу изготовления DIY портативной акустики.

Выбор концепции и дизайна акустики

Сначала надо определится с размерным классом будущего изделия. Условно разделим портативную акустику на три класса: микро, мини и макси.

Микро — портативная акустика ближнего поля, формата небольшого радиоприемника. Такую даже можно сделать моно, все равно размер не даст получить нормальный стереозвук.
Мини — типовой формат, китайские покупные колонки как раз такого размера. Там обычно пара динамиков и пассивный излучатель.
И, наконец-то, макси формат. Размер на грани портативного. Для вечеринок большой компанией. Формат аудио чаще всего 2.1 (стерео с отдельным низкочастотным каналом).

Дизайн вещь индивидуальная! Тут есть место полету фантазии. Совет: необходим эскиз/чертеж/трехмерная модель будущего изделия, что бы прикинуть компоновку узлов и не ошибиться в размерах.

Выбор типа корпуса

Пожалуй, самая видовая и занимательная часть акустики — это корпус.
Рассмотрим несколько «рецептов» изготовления корпуса для DIY портативной акустики.

• Фанера
• Готовые «доноры»
• Корпуса для РЭА
• Профили
• 3D печать и формовка

Фанера

Самый простой в обработке и легкодоступный материал — фанера. Как вариант: деревянный массив, ДСП или МДФ.

Минусы — это тяжесть и дополнительные работы по влагостойкости.

Кроме фанеры можно использовать текстолит (клеить эпоксидкой) и картон. Последний неплохо пропитать горячим лаком.

Вот мои поделки — под ретро радио из стеклотектолита и вариант корпуса из пропитанной картонной трубы:

Готовые «доноры»

Донором для портативной акустики может служить:

• Чемоданы
• Ящики для инструмента
• Канистры
• Аптечки
• Кашпо
• Кейсы от коньяка
• И экзотические варианты, например, патронный ящик от пулемёта.

Рассмотрим как реализовывали это различные авторы:

Корпуса для РЭА

Можно использовать корпуса для РЭА. Это удобно: широкий выбор размеров, доступность. Корпуса чаще всего герметичные (с резиновым уплотнением).

Корпуса для РЭА есть пластиковые (чаще), алюминиевые (дороже) и комбинированные.

Пластиковые корпуса очень легко обрабатывать «на коленке». Нужен гравер, перьевое сверло, напильник.

При приложении рук получается вполне нарядно:

С алюминием, конечно, чуть сложнее, но не забываем при обработке добавлять смазку, хотя бы банальный WD-40.

Из алюминиевых корпусов мне очень понравился такой с торцевыми пластиковыми крышками (я купил):

Профили

В строительных супермаркетах сейчас продают много различных замкнутых профилей, как пластиковых для вентиляции и канализации, так и алюминиевых. Из них коже можно сделать корпус колонки, главное придумать и обыграть как сделать герметичные торцы.

Пластиковые корпуса нужно усиливать ребрами жесткости.

Вот мой мой пример корпуса из профиля:

3D печать и формовка

Повальное распространение 3D принтеров, печатающих пластиком, серьезно упростило жизнь самодельщикам. Теперь небольшие корпуса или элементы конструктива можно печатать из пластика. Без проблем можно реализовать сложные формы, вроде, лабиринтов.

Формовка — подразумевает собой классический приём: каркас, стеклоткань и эпоксидная смола. На финише шпатлёвка, шлифовка и окраска. Таким образом можно получить корпус весьма замысловатой формы.

Подбор динамиков и акустического оформления

Помните про размерный класс? Так вот, и динамики можно соотнести так же.

• Микро — размер 3″ Там уже может быть использованы и две полосы, а так же сабвуферный басовый канал.

Для размера «мини» и «макси» желательно измерить параметры Тиля — Смолла для точного расчета объема и выбора акустического оформления. Я использую ПО bassbox 6 pro. Это позволит получить максимальную отдачу динамика на низких частотах.

Основные акустические оформления для портативной акустики:

1. Закрытый ящик. Самый простой вариант, меньше риск ошибиться.
2. Фазоинвертор. Тяжело настраивать без параметров динамика. В маленьких корпусах тяжело реализуем.
3. Пассивный излучатель. Самый распространенный в портативных решениях вариант. Площадь излучателя должна быть больше или примерно равна площади динамика, а настройку рабочей частоты можно подкорректировать добавочной массой.

Но все это тема сложная и требующая отдельной статьи. Для портативной акустики можно опираться на данные производителя и от них выбирать объем оформления. А тип оформления рекомендую использовать пассивный излучатель, на нем сейчас 99% такой акустики и сделано.

Пожелания к динамикам для портативной акустики:

• Желательно неодимовый магнит (мощнее, компактнее, эффективнее)
• Желательно диффузор с защитой от влажности (пластик, полимер)
• Резиновый широкий подвес (прочнее, долговечнее, больше ход динамика, глубже бас)
• Лучше брать динамики 4 Ом, чем 8, так как усилитель выдаст на такую нагрузку больше мощности

Для защиты от внешних воздействий рекомендуется использовать защитные сетки (грили). Продаются они на Алиэкспресс любых размеров, состоят из пластикового фланца и мелкоячеистой металлической сетки.

Подборка предпочтительных моделей динамиков приведена в конце статьи.

Подбор усилителя

Основные пожелания к усилителю мощности в портативную акустику:

• Высокий КПД, малое потребление от батареи (а это class D)
• Компактный размер
• Однополярное питание под аккумуляторы
• Запас по искажениям и мощности
• Способность работать в замкнутом пространстве без массивных радиаторов

Не малое значение в выборе имеет напряжение аккумулятора модели, от него и смотрим усилитель с максимальной эффективностью. В компактном устройстве надо стремится к максимальной отдаче и энергоэффективности.

Соответственно для размерных классов напряжения для питания усилителя:

• Микро — 1S (3-4.2 В)
• Мини — 2-3S
• Макси — >3S

Подборка предпочтительных моделей плат усилителей приведена в конце статьи.

Подбор источника сигнала

Тут нужно отталкиваться от своих предпочтений и что будет наиболее востребовано.

Просто линейный вход на усилитель, если нужно проводное подключение. Если источником будет только смартфон/планшет по Bluetooth или WiFi, то плата приемника беспроводного сигнала.

Если нужна универсальность (Bluetooth/FM радио/USB/карта SD и пульт ДУ) — то лучше выбрать mp3-модуль с нужным функционалом и подходящего размера.

Есть еще интересный современный вариант источника от Arylic — Up2Stream Mini V3 плата с поддержкой стриминговых сервисов и интернет радио. Входы: WiFi, Bluetooth 5.0 и линейный вход. Питание 5 В, размеры 55х45х12 мм. Управляется с мобильного приложения.

Рекомендую для крупных проектов использовать толковый MP3/FLAC-модуль TDM 157. Я делал на него подробный обзор.

Подборка остальных предпочтительных mp3-модулей приведена в конце статьи.

Выбор аккумулятора

Для носимой техники предпочтительнее литиевые аккумуляторы, чаще всего в форм-факторе цилиндров или плоских пакетов.

У многих есть в использовании аккумуляторы популярного формата 18650, можно их и применить.

Помимо аккумуляторов нужна плата зарядки, защиты и балансировки и желательно кейс (холдер) или рамки для набора нужной батареи.

Для крупных колонок зарядное устройство можно разместить внутри, а для зарядки использовать сетевой кабель.

Для морозостойкого исполнения бумбокса можно применить аккумуляторы формата LiFePO4.

Сборка изделия

Советы для финальной сборки портативной акустики:

• Корпус акустики должен быть герметичен, щелей и лишних отверстий быть не должно.
• В большом корпусе лучше разделить левый канал от правого перегородкой.
• Динамики нужно стараться поставить дальше друг от друга.
• Разборная конструкция практичнее склеенной.
• Ручка или петелька для переноски добавят удобства использования.
• Пайка проводов лучше чем скрутка, разъемы практичнее.

И еще важный момент, для развязки земляной петли (фона) при питании от одного аккумулятора и источника и усилителя, нужно запитать источник сигнала через преобразователь B1212. Это компактный DC-DC преобразователь 12 В, с гальванической развязкой и выходной мощностью 1 Вт. Фона гарантированно не будет.

Можно добавить «красоты» изделию:

• Часы
• Кнопку с подсветкой
• Кольцевую RGB подсветку
• Светодиодный фонарик
• Стрелочный или цифровой индикатор уровня

Для наглядности и контроля батареи рекомендую поставить индикатор заряда аккумуляторов:

Если что-то не вместилось при компоновке, всегда можно навесить доп. оборудование в отдельном кейсе снаружи конструкции:

Заключение

Нельзя объять необъятное ©

В комментариях предлагайте свои идеи и делитесь своими конструкциями портативных колонок.

Спасибо за внимание. Творческих успехов и удачных конструкций!

Коротко об устройстве акустики

Первые устройства для извлечения звука были простыми: граммофонные пластинки прослушивали через раструбы или слюдяные мембраны. Качество такого звучания можно услышать в старинных фильмах: на фоне высоких частот, шума, треска и шороха иглы. Следующим этапом развития звукопередающей аппаратуры стало появление динамика (электродинамического излучателя с коническим диффузором) — он был изобретен в 1924 г.

Для изготовления качественной акустики в нее включают не только динамики, которые лучше передают высокие частоты, но и массивные сабвуферы — для низких. Минимальное количество излучателей в нормальной колонке — 2 шт. Акустическая музыкальная система более высокого класса содержит до 6 шт. и 1 сабвуфер. Современные АС, работающие в режиме «монозвук» практически не выпускаются. Исключение составляют варианты акустики военного и федерального назначения.

На смену «Моно» пришли:

1. «Стерео». Этот режим обеспечивается двумя каналами, которые содержат весь спектр частот.
2. «Звук вокруг». У АС в наличии большее количество каналов (4 и выше), которые создают эффект объемного звучания.

Инструкция по самостоятельной сборке блютуз-колонки

Для выполнения работы следует провести ряд операций.

Изготовление корпуса

Есть два варианта корпуса для самодельной колонки:

• Использовать готовый. В качестве первого и бюджетного корпуса может служить футляр от очков или контейнер для еды, в которых необходимо просверлить отверстия под динамики и разъём для зарядки. Потом, после получения нужного нам опыта, можно купить готовый корпус в магазине для радиолюбителей.
• Изготовить из фанеры, МДФ или акрила. Тогда будет корпус нужного размера и формы.

Изготовление лицевой и задней панели из фанеры

Самый простой способ создания панели ­– лазерная резка. Если дома нет станка для этого, то её можно заказать в специализированной мастерской, это будет недорого. Если нет возможности воспользоваться их услугами, то можно использовать обычный лобзик, это займёт гораздо больше времени, но результат будет единым.

Передняя панель изготавливается из фанеры толщиной 3 мм.

1. Нарезанная фанера намазывается столярным клеем.
2. Складывается в правильном порядке и укрепляется планками из МДФ.
3. Затем фанера зажимается струбцинами и оставляется на сутки, чтобы клей засох.

Изготовление лицевой панели

Задняя панель выпиливается по размеру передней.

Задняя панель может быть «глухой», но для улучшения качества звучания и расширения частотного диапазона на неё суперклеем приклеивают бас-рефлекторы (мембраны). Они работают без электричества за счёт изменения давления внутри корпуса.

Панель следует укрепить полосами из МДФ, их можно приклеить на суперклей.

Изготовление боковых панелей

Боковые панели вырезают из высококачественной фанеры толщиной 18 мм.

1. Лицевая панель прикладывается к листу фанеры и обводится по контуру, затем делается отступ внутрь на 10 мм и проводится внутренний контур.
2. Затем подбирается коронка по дереву подходящего радиуса. Сверлятся отверстия по углам внутреннего контура, остальное выпиливается лобзиком.
3. После панель пилится по внутреннему контуру, а потом по наружному.
4. Боковые панели обильно промазываются столярным клеем, складываются в стопку и укладываются под пресс или сжимаются струбцинами до высыхания клея.
5. После высыхания боковая панель шлифуется.
6. Для большей герметичности её изнутри покрывают тонким слоем лака или клея.

Размещение электроники

Спаять всё по схеме просто, понадобится паяльник и припой. Для изоляции можно использовать термоусадочные трубки или изоленту.

Схема портативной колонки

Установка аккумулятора

Собирать батарейный модуль следует только из аккумуляторов с одинаковым напряжением, в противном случае плата защиты будет работать некорректно, что приведёт к частой перезарядке и порче аккумуляторов.

По схеме припаивается плата защиты (BMS-контроллер) и устанавливается гнездо зарядки и выключатель.

Сборка аккумуляторного блока, гнёзда зарядки и платы защиты

Сбалансировать аккумуляторы можно специальным зарядным устройством для аккумуляторов 18650.

Подключение Bluetooth-модуля и усилителя

Для экономии места в корпусе рекомендуется крепить bluetooth-модуль к плате усиления. Для соединения используется тонкий провод. На этом этапе может быть произведена установка платы декодера для подключения флешки.

Приклеивание боковой и лицевой панелей

Боковая панель приклеивается к задней панели на столярный клей, после высыхания место стыка дополнительно проклеивают термоклеем для герметичности. После того как установка компонентов в коробку завершена, передняя панель приклеивается на столярный клей и прижимается струбциной до высыхания. Дополнительно можно установить защиту динамиков.

Сделать портативную колонку своими руками несложно, необходимо лишь соблюдать инструкции и иметь материалы и инструменты.