Стерео колонки своими руками

Как и из чего сделать акустическую колонку своими руками?

Встроенного в гаджет маломощного усилителя с «пищалками» недостаточно. Иногда хочется от «смартфонного» звука гораздо большего. Для этого и нужны колонки с усилителем. А как и из чего сделать акустическую колонку своими руками?

Устройство колонки

Простейшая напольная колонка – ящик или коробка, в которой расположены один широкополосный или несколько узкополосных динамиков. Одному динамику разделительный фильтр не потребуется. Два и более – согласуются по спектру (поддиапазону) звуковых частот. Для улучшения отдачи по низким частотам в колонке предусмотрен фазоинвертор – канал с круглым сечением, в который переотражаются самые низкие частоты.

Кроме динамиков, разделительного фильтра и фазоинвертора активная колонка содержит усилитель и блок питания для него, размещённые в закрытом отсеке в задней части.

Одна из стереоколонок – активная (в ней расположены усилитель, блок питания и выход для другой колонки). Вторая – пассивная (ведомая). Вместо отсоединяемого шнура, между колонками организуется беспроводная связь по Bluetooth – это позволяет вынести колонку в любой угол комнаты, не протягивая провод между ней и второй.

Портативные колонки, кроме связи по Bluetooth, оснащены устройством чтения данных с флешек и карт памяти, простейшим FM-приёмником со сканирующей настройкой, светодиодной лентой с цветомузыкой (или матрицей с бегущей строкой) и рядом других функций. Нередко они снабжены ручкой для переноски.

Из чего можно сделать?

В домашних условиях корпус колонки изготавливается почти из чего угодно. В ход идут:

• корпус от вышедшей из строя автомагнитолы;
• корпус от светящегося кубика, в котором перегорела подсветка;
• колонка- «яйцо» изготавливается из бумаги, свёрнутой во множество слоёв и пропитанной клеем (например, эпоксидным);
• остатки ламината или паркета – после перестилания пола;
• ДСП, материал МДФ, ДВП, натуральное дерево;
• для портативных колонок подходит труба ПВХ (или полипропиленовая) наибольшего диаметра – вроде того, что применяют в проведении межэтажного сливного канала для санузлов всего дома;
• фанера – при её распиливании соблюдайте осторожность: она легко даёт сколы и трещины, со временем изгибается.

Определившись с несущим материалом корпуса, позаботьтесь об остальных деталях и расходниках.

Что понадобится для изготовления?

Кроме материала, из которого изготавливается корпус, для активной колонки нужны:

• один широкополосный, или 2-3 более узкополосных динамика;
• готовый или самодельный блок питания;
• готовый или самодельный усилитель мощности звуковой частоты;
• обычный провод или кабель;
• обмоточный провод;
• пластиковая труба подходящего диаметра;
• канифоль, припой и паяльный флюс;
• клей-герметик;
• эпоксидный клей или мебельные уголки.

Из инструментов нужны:

• пассатижи;
• бокорезы;
• плоская и фигурная отвёртки (лучше всего подойдёт набор отвёрток);
• ножовка по дереву;
• напильник или зубило;
• ручная дрель и набор свёрл.

Для ускорения работы воспользуйтесь электроинструментом: электродрелью, болгаркой (нужны отрезные и шлифовальные круги по дереву), шуруповёртом и электролобзиком.

Функции дрели выполняет и шуруповёрт, включённый на высоких оборотах.

Этапы работ по созданию

Для изготовления своими руками прямоугольной или кубической колонки потребуется правильно изготовить корпус (ящик), в котором размещается электроника. Чтобы сделать корпус, ориентируйтесь по чертежу.

1. Разметьте и распилите доску (можно из пиломатериалов) на сборные грани, из которых собирается корпус.
2. В передней стенке для динамиков (и фазоинвертора, если конструкция это предусматривает) высверлите по окружностям отверстия. Выбейте удаляемый фрагмент из просверленной по кругу доски, края обработайте при помощи напильника или болгарки. Вставьте динамики (и кусок трубы фазоинвертора), чтобы проверить, насколько ровно они там будут располагаться.
3. Прикрутите динамики за их посадочные петли к передней грани. Вставьте кусок трубы вместо фазоинвертора. Загерметизируйте все щели с помощью герметика или «Момента-1».
4. Соберите основную часть ящика: верхнюю, нижнюю, боковые и заднюю грани соедините между собой при помощи эпоксидного клея или уголков. В случае использования уголков щели рекомендуется загерметизировать при помощи герметика или пластилина. Некоторые выполняют герметизацию при помощи «Момента-1» или эпоксидного клея – в последнем случае колонка будет «неубиваемой».
5. Выполните шаги 1-4 для второй колонки. Удобнее и быстрее изготовить оба корпуса в одни и те же дни.
6. Когда основной корпус будет готов, выпилите седьмой фрагмент корпуса – внутреннюю стенку, отгораживающую блок питания и усилитель от акустического (звукового) отсека. Дело в том, что переотражение звука от обилия острых граней деталей ухудшает работу колонки на низких частотах. Для корпуса второй колонки перегородка не потребуется – она является пассивной и не требует блока питания. Возможен вариант, когда вместо одного стереоусилителя в каждой из колонок используется свой монофонический усилитель. Размещать общий (мощный) блок питания в одной из колонок или вести для каждой из них свой (менее мощный) – решать вам.

Изготовление корпуса завершено. Чтобы смонтировать электронную составляющую, сделайте следующее.

1. Прикрепите усилитель и блок питания на внутренней перегородке.
2. Соедините между собой блок питания и усилитель – питание подастся на вход по питанию усилителя.
3. Присоедините динамик (если он один) к одному из выходов усилителя. Для второй (пассивной колонки) просверлите отверстие под аудиоразъём, подключите этот разъём ко второму каналу стереоусилителя.
4. Просверлите отверстие для входного аудиоразъёма в задней стенке, подключите вставленный в него разъём ко входу усилителя.
5. Выпилите в задней стенке разъём для питания 220 вольт, смонтируйте в нём этот разъём. Подсоедините сетевой разъём на вход блока питания.
6. Заизолируйте все паяные соединения при помощи герметика, термоклея, скотча или изоленты.
7. Если динамиков несколько – потребуются катушки разделительного фильтра и дополнительные конденсаторы, образующие с первыми колебательные контуры. Трехполосные колонки с помощью фильтра чётко разграничивают высокие, средние и низкие частоты по разным динамикам.

Чтобы изготовить разделительный фильтр, сделайте следующее.

1. Отпилите от пластиковой трубы нужного диаметра пару кусков. Нельзя использовать металлопластиковую трубу – она превратит катушку в источник электромагнитного поля, к тому же потребуется перерасчёт и дополнительные замеры индуктивности на специальном мультиметре.
2. Вырежьте и выточите боковые грани для катушек.
3. «Зашкурьте» куски трубы в местах склеивания. Склейте каркасы катушек, используя термоклей, «Момент-1» или эпоксидный клей. Дождитесь, пока клей высохнет и отвердеет.
4. Ориентируясь по описанию схемы колонки, намотайте нужное количество витков эмальпровода соответствующего диаметра.
5. Смонтируйте катушки на перегородке или задней стенке колонки. Они закрепляются как при помощи клеющего состава, так и посредством саморезов с шайбами (каждая катушка удерживается в трёх точках за одну из граней). Допускается и центральное крепление с помощью самореза или болта с пластиковой/металлической шайбой, большей, чем внешний диаметр трубы. Такие шайбы применяют для подвеса бытовой техники и шкафов на стенах при помощи сквозных шпилек.
6. Подключите катушки к конденсаторам – по схеме в описании. Должен получиться полноценный полосовой фильтр.

Функция фильтра – выделять верхние, средние и нижние частоты: соответственно работают «пищалки», «сателлиты» и динамик-сабвуфер.

Это обеспечивает звуку естественность. Число фильтров – для высоких, средних и низких частот может быть равно числу динамиков (или числу динамиков в колонке минус один, в зависимости от схемы).

Из бумаги

Колонку из обычной бумаги сделать не так просто, как это кажется. Потребуется клей, содержащий отвердитель – им пропитываются слои бумаги. Лучше всего для этого подойдёт эпоксидный – из него часто делают катушки и печатные платы (материал напоминает гетинакс). Сделайте следующее.

1. Для квадратной колонки по шаблону каждой из стенок разметьте и нарежьте листы бумаги. В листах, из которых склеивается передняя грань колонки, вырежьте отверстия под динамики и выход фазоинвертора. Для задней – отверстия под аудиоразъёмы и гнездо питания.
2. Разведите и нанесите немного эпоксидного клея на листы, служащие первым слоем. Склейте два слоя для каждой из стенок и оставьте их высыхать.
3. На следующий день приклейте для каждой из стенок третьи слои. Каждый день прибавляйте по одному. Интервал между стадиями можно сократить с одних суток до нескольких часов, чтобы ускорить процесс. Но в этом случае качество может пострадать. Повторяйте эти действия, пока толщина стенок будущей колонки не достигнет хотя бы 1,5 см. Вместо бумаги можно использовать плотный картон.

Как только стенки колонки будут готовы, смонтируйте и подключите динамики и прочие детали согласно одной из вышеприведённых инструкций.

Недостаток – важна ровность и точность при склеивании листов, иначе конструкцию поведёт в сторону. Достоинство метода – применение бумаги от старых журналов и газет, картона (кроме волнистого, с пустотами внутри).

Круглый корпус ускорит процесс: на кусок трубы с широким просветом наматывается рулон бумаги, пропитываясь по ходу движения. Закрепите скотчем начальную линию намотки. Интересно выглядит разработка, в которой роль звуковой катушки выполняет полоска металлической фольги, роль диффузора – лист бумаги. Сделайте следующее.

1. На лист бумаги наклейте металлический скотч или двусторонний скотч с фольгой. Витки расположите так, чтобы они не соприкасались.
2. Выведите концы скотча или фольги к источнику звука.
3. Подложите под лист бумаги магнит, подключите гаджет и включите музыку.

Большой громкости вы не получите – усилитель в гаджете слишком мал по мощности. Средние и низкие частоты к «шелестящему» звуку добавятся. В мощных колонках используется многослойная конструкция – электростатическая мембрана, рассчитанная на высокую мощность усилителя.

Из покрышки

Колонка из покрышки не сравнится по согласованию и амплитудно-частотной характеристике с фирменными или самодельными прямоугольными системами. Жёсткость стенок недостаточна – резина и эбонит глушат низкие частоты из-за излишней упругости. Музыкальной стереосистеме нужен большой динамик – по диаметру он должен закрепляться в покрышке, но не проваливаться внутрь. Другую сторону покрышки закрывают фанерой или доской из других пиломатериалов, разместив на ней блок питания и усилитель.

Сама покрышка не должна содержать пробоин, дырок – но поверхностные трещины не влияют на качество звука.

Более совершенной в исполнении окажется конструкция, часть которой со стороны динамика закрыта деревянным кольцом, выпиленным из той же самой фанеры. Динамик закрепляется не на самой покрышке, а на фанерном кольце, которое может быть соединено с задней частью, где расположена глухая стенка из фанеры, с помощью длинных сквозных саморезов или болтов. Такую колонку можно катить по дороге. Но она содержит всего один динамик, т. к. расположить два и более затруднительно в плоском и ограниченном пространстве. Усилитель, блок питания и фильтры размещены на задней стенке.

Из банки Pringles

Простейший, но необычный вариант – алюминиевые, картонные, пластиковые банки и стаканы применяют как колонки, сделав прорези и вставив в них смартфон. Более «продвинутый» – поместить в банку из-под чипсов или стакан подходящий по диаметру динамик. Принцип любой такой колонки основан на том, что звук, переотражаясь от стенок, обретает дополнительную громкость. Но без усилителя и высококачественной колонки хорошего и яркого, красивого звучания вы не получите. Изготовление колонки, динамик которой направлен вверх, из банки от чипсов Pringles аналогично любой конструкции, в качестве корпуса которой используется кусок трубы ПВХ для канализации.

Из бутылки

Подойдёт любая пластиковая или стеклянная бутылка. Пластиковую резать и сверлить безопаснее. Для стеклянной же потребуются алмазные свёрла и коронка, а сам процесс ради безопасности выполняют под водой. Сделайте следующее.

1. Просверлите в бутылке с помощью коронки отверстие под динамик.
2. Высверлите монтажные отверстия под саморезы. Фазоинвертором будет служить или открытое горлышко, или дополнительно просверленные меньшей по диаметру коронкой отверстия под кусок пластиковой трубы.
3. Залейте в отверстия герметик, установите динамик с заранее припаянными проводами. Закрутите саморезы. «Насухую» в стекло их вкручивать нельзя – бутылка треснет и разлетится на части.

Не используйте бутылки из закалённого стекла – оно не подлежит обработке и тут же разобьётся на мелкие кубические осколки с притупленными краями.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Акустические концертные колонки своими руками

Самодельные мощные колонки основаны на динамиках STX, а именно GDN-32-400-8-SE. Корпус изготовлен из 18-миллиметрового ДСП, скрученного с помощью винтов. АС по причинам частого использования на сценах были обиты специальным материалом и оснащены ручками, гнездом для кабеля.

Размеры акустики

Внешние размеры самодельных колонок 65 x 42 x 30 см из доски 18 мм, а объем получился около 55 литров. Внутренние размеры: 61.4 x 38.4 x 26.4 см.

Доски, на которые нужно разрезать на один столбец:

• 2x 65 x 30 см
• 2x 61.4 x 38.4 см
• 2x 38,4 x 30 см

Усилитель для АС

Качает колонки усилитель мощности на МОП-транзисторах, а именно Холтон 200, которого схему можете глянуть в этой статье.

Тороидальный трансформатор внутри — 2х 40 В, 500 Вт. Фильтрация напряжения УМЗЧ составляет 13000 мкФ / 63 В на плечо.

Кроссовер колонки

Фильтр на динамики сделан тоже самостоятельно по приведенной схеме.

Толщина провода вполне достаточна, потому что это для высокочастотного динамика.

Схема показывает наличие лампочки накаливания 24 В 21 Вт, она заменена для надёжности на 12 В 50 Вт.

Что касается громкоговорителей STX, то выбраны они потому что довольно дешевы и достаточно хороши для начинающего уровня. По деньгам выходит в несколько раз дешевле чем купить готовые, заодно навык столярного ремесла прокачиваем, да и вообще сделать что-то своими руками одно удовольствие (для тех кто это понимает)!

Самодельные трёхполосные колонки 15МАС-1 на советских динамиках

↑ Выбор типа АС

С течением времени и накоплением определенного опыта, постепенно я пришел к выводу, что двухполоска – это хорошо, но для неё трудно найти подходящие динамики хорошо звучащие в достаточно широкой полосе частот.

Есть динамики 6ГД-2 и некоторые другие, но они дефицитны и малогабаритные АС на них точно не сделать, 6ГД-2 требуют ящиков размером с небольшой холодильник.

Чтобы получить более-менее низкую частоту на щите, он должен быть очень большим, это тоже не МАС. Для МАС остается только ФИ т. к. на мой взгляд, нет советских динамиков способных обеспечить бас в небольшом ЗЯ.

Все известные мне НЧ динамики имеют резиновый подвес (были с поролоном, но в данное время им требуется обязательная замена подвесов, да и объем ящика будет великоват для МАС) и плохо звучат на СЧ, а эти частоты для меня очень важны т. к. считаю, что именно они определяют общее качество звука.

Все советские МАС сделаны по двухполосной схеме, имеют высокую частоту раздела, примерно 5 кГц, поэтому звучат невыразительно из-за того, что «резиновый» НЧ динамик звучит выше 1…2 кГц далеко не лучшим образом.

Большинство промышленных АС, даже собранных по трехполосной схеме, тоже звучат на СЧ мутно т.к. в них обычно установлен «резиновый» 15ГД-11. Этим обстоятельством и вызвано огромное число статей по переделке 25АС, 35АС и их клонов. Поэтому для проекта был выбран трехполосный вариант с бумажным СЧ динамиком.
Кроме того, я считаю, что для СЧ динамика лучшее оформление — щит или неглубокий ОЯ. Щит предпочтительнее по звуку, но неудобен по конструктиву.

Поэтому выбор типа колонок такой: трехполоска, НЧ динамик в небольшом ящике с ФИ, СЧ динамик в небольшом неглубоком ОЯ, ВЧ динамик на крохотном щите.

↑ Выбор динамиков

Выбор динамиков был вызван несколькими обстоятельствами.
Имея по нескольку штук каждого типа динамиков, я мог сравнивать их характеристики и выбрать лучшие, оценить разницу между однотипными динамиками.

Динамики хотя и очень старые, но до сих пор доступные и весьма дешевые. Некоторые выпускаются и сегодня, но по поводу новодела ничего сказать не могу. У меня есть немало разных СЧ-ШП динамиков, но по разным причинам я отклонил их, выбрал 3 ГДШ2-8 (2ГД-40).

Выбор ВЧ динамиков был сильно ограничен. Самый доступный – 2ГД-36, он стоял в каждом телевизоре. Динамики 10ГД-35 и аналогичные в данном случае ставить нецелесообразно, кроме того, слишком большое число клонов ухудшает возможность повторения т. к. они несколько отличаются друг от друга. 3ГД-31 требует кардинальной доработки.

НЧ динамик 25ГДН3-4 (15ГД-14) для МАС — почти единственный. Лучшим выбором был бы 15ГД-17, но они весьма дефицитны, а 25ГДН3-4 стоят в 15АС-109 и множестве их клонов, поэтому доступны. Выбор НЧ динамика обусловлен и тем, что в 15АС-109 он звучит неплохо.

Наверное, можно поставить 10ГД-34, но он имеет более слабый магнит и заметно худшие характеристики. Остальные широко распространенные советские динамики для МАС, такие как 10ГД-30, не годятся т. к. требуют намного большего ящика. Можно поставить другой НЧ динамик, если ему достаточен ящик до 20 литров.

↑ Доработка динамиков

К сожалению, со временем, параметры динамиков ухудшаются, в первую очередь это касается НЧ динамиков из-за того, что их диффузор имеет наибольшую амплитуду колебаний.
Резиновый подвес дубеет, токосъемные провода разрушаются.

При необходимости, для восстановления качества, надо отремонтировать динамики, особое внимание уделить подвесу. Вариант доработки я предлагал в статье «Доработка малогабаритных колонок 15АС-109 и им подобных».

Необходима также доработка СЧ динамиков. Гофр (весь диффузор пропитывать нельзя) пропитать жидким раствором герлена. Процесс подробно описан Шоровым и его последователями.
Но этого оказалось недостаточно. При прослушивании собранных и настроенных колонок, звук был несколько жестковат. Причина оказалась в высокой акустической добротности динамиков. Пришлось применить ПАС, это дало заметный положительный результат.

Попытки доработать 2ГД-36 по методике улучшения 3ГД-31, положительного результата не дали.

↑ Разделительный фильтр АС

Мне было интересно попробовать модные последовательные фильтры, получить опыт работы с ними. Впечатления оказались неоднозначными.
Могу точно заявить, что это не панацея. Для этих фильтров нужны динамики с ровными АЧХ в рабочей области и без значительных выбросов даже вне рабочего диапазона.

Мне не удалось ровно свести СЧ-ВЧ динамики на частоте около 5 кГц, вынуждено получилось только на частоте 8…9 кГц, что имеет свои недостатки. Раздел НЧ-СЧ на 500 Гц.

В отличие от параллельных фильтров, где фильтр для каждого динамика можно настраивать отдельно и независимо, здесь есть нежелательная взаимозависимость, что усложняет настройку.
В итоге получился вот такой фильтр.

По заявлению автора такого решения, схема обладает наиболее гладкими стыками т. к. всё что отрезается фильтрами НЧ и ВЧ поступает на СЧ динамик. Мысль интересная и всё так и было бы, если вместо динамиков стояли резисторы. Но, как я много раз писал, динамики, как электромеханические устройства, обладают своим норовом и результат может не оправдать ожиданий.

↑ Конструкция АС

Пришлось подстраиваться под него. Труба ФИ получилась очень длинная – 27 см и пришлось ее делать Г-образной. Сделана из стандартной сантехнической трубы диаметром около 50 мм. Поскольку этот пластик клеить трудно, я сварил его паяльником, получилось достаточно прочно, уплотнение с корпусом сделано изолентой, шов изнутри обработан термоклеем.

Лицевая панель АС съемная.

СЧ динамик в ОЯ, желательно его делать минимально глубоким. ПАС выпилена из отрезка ламината, большое отверстие – под магнитную систему динамика, малые диаметром 10 мм для ПАС. Число отверстий некритично, можно сделать около 20.

Сначала я сделал с запасом, потом заклеивал их малярным скотчем. Акустическая добротность уменьшилась с 11 примерно до 1. Все делалось по рекомендациям Шорова. Материал взят от старой льняной простыни, натянут во влажном состоянии на ламинат, покрытый клеем 88-Lux. По периметру ткань закреплена скобами столярного степлера. При высыхании ткань дополнительно натягивается.

ВЧ динамик установлен на маленьком прямоугольном кусочке ламината.

Поскольку сделано три независимых корпуса, появилась возможность сдвига динамиков внутрь. СЧ сдвинут примерно на 4 см, ВЧ тоже на 4 см относительно СЧ. И если сдвиг СЧ динамика относительно НЧ мало влияет на форму измерительного импульса, то сдвиг ВЧ динамика достаточно заметен, величина сдвига выбрана оптимальной для прослушивания колонок с расстояния 2…2,5 метра.

Хочу отметить, что если все динамики разместить традиционно в одном корпусе, выполнить это смещение будет очень затруднительно. Представьте себе углубление в 8 см…

Можно спорить по поводу пользы такого решения, но оно примерялось в некоторых колонках очень давно и думаю, что от него отказались из-за нетехнологичности.
Впрочем, такое решение применяется и сегодня, но не в деревянных, а литых корпусах – пластмассовых или металлических. Для этого углубление делается пологим, некоторые считают, что это рупор, но это не так – это способ сдвинуть динамики внутрь.

Думаю, меломаны разницу услышат, я не проводил специальных испытаний на музыке, а настраивал с помощью компьютерных программ и микрофона.

Высота колонки 73 см, если слушать сидя в кресле, подставка под колонку не нужна. Направление осей СЧ и ВЧ динамиков выбрано сознательно.

↑ Итоги

Благодаря комплексу вышеизложенных мер, получился хороший результат, выше ожиданий. Звук не отличный, т.к. для него нужны динамики более высокого класса, но хороший.

Думаю, лучше любой советской малогабаритной АС, что не удивительно т.к. они двухполосные.
Что касается промышленных трехполосок, то здесь ситуация неоднозначная. Ясно, что по мощности (уровню громкости), мои колонки не могут тягаться с сериями клонов 25АС и 35АС.
Не могут тягаться и по количеству баса, несмотря на то, что мои колонки работают примерно от 34 Гц по уровню -3 дБ, динамик такого малого диаметра, заметно уступает по мощи НЧ динамикам серии 25ГД, 30ГД.

Но 2ГД-36 звучит мягче, чем 10ГД-35. А главное преимущество — на СЧ. Резиновые 15ГД-11 звучат явно хуже, хотя и громче. Думаю, суммарный баланс в пользу этих МАС, но не для любителей убойного баса.

Для домашнего применения громкости данных колонок вполне достаточно, несмотря на низкую чувствительность 25ГДН3-4. А для дискотеки – нет. Но для дискотеки качество не нужно.

Целью моих опытов было опробовать некоторые приёмы и методы настройки, посмотреть, что можно сделать из дешевых и доступных динамиков, и при положительном результате предложить читателям «Датагора» новую статью.

Считаю, что конструкция годится для повторения, затраты на комплектующие невелики. Если бы я применил редкие импортные динамики, возможность точного повторения была бы минимальной.
Частотный диапазон АС – минимально 40…20000 Гц, фактически, по стандартной методике, даже шире.

Колонки хорошо работают с усилителем В. Мосягина (MVV) на LM1875 по «помповой» схеме.
Графиков измерений не даю, кто пожелает — измеряйте сами, например, по описанным мной на Датагоре методикам.

Спасибо за внимание!

Похожие новости

Комментарии (26)

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.