Полочная акустика своими руками

Однажды я задумал собрать себе качественную акустику для озвучивания небольшой комнаты, а также для использования в качестве мониторов ближнего поля при работе со звуком на компе (хобби). Главное требование — адекватное звучание по отношению к источнику. Не чтобы «низы колбасило» или «тарелочки звенели», а именно адекватное естественное звучание. Итак, собираем качественные «полочники».

Количество полос

В теории идеальная система – однополосная. Но, как и все идеальное, такой системы не существует в природе. Да, есть очень качественные широкополосные динамики у того же «Визатона», но почему-то все известные производители делают двухполосные полочные системы. А когда речь идет о напольном варианте, то и 3 полосы — не редкость. Тут вопрос особо не стоял – классический двухполосный вариант: НЧ и ВЧ.

Выбор динамиков

Основное требование, предъявляемое к динамикам – оптимальное соотношение цена / качество. Т.е. это не должны быть «дешевки» по 500р., но и не умопомрачительный «хай-енд» за $1000. К тому же я не торопился. Мысль собрать собственными руками «полочники» пришла достаточно давно, и я заблаговременно закинул удочку моему хорошему знакомому, «больному» звуком, с которым мы на эту тему давно постоянно и плодотворно общаемся.

Первыми появились ВЧ — Vifa XT19SD-00/04 ring-rad. Это высококачественные 4-омные «пищали», достаточно популярные среди аудиофилов. Планировались для одного комплекта, но по каким-то причинам не пошли и в оказались в моем комплекте.

Вторыми подоспели НЧ. Ими оказались очень приличные мидбасы из комплекта Soundstream Exact 5.3. Вот здесь про них можно немного почитать. Случилось так, что «пищалки» при монтаже сгорели, а одинокие вуферы оказались сами по себе не нужны. 4-омные 5,5″ мидбасы, закрепленные в литой корзине из алюминия, были незамедлительно приобретены.

Теперь, когда динамики есть, можно приступить к созданию акустики.

Активные / пассивные?

У каждого варианта свои плюсы и минусы. Во-первых, нужно учитывать компактность самих колонок и связанные с этим сложности в компоновке в условиях ограниченного пространства. А монтировать снаружи нет смысла. Во-вторых, отдельные модули как самостоятельные компоненты можно комбинировать в дальнейшем, а также проще ремонтировать в случае чего. Ну и в-третьих, активные колонки – это достаточно дорого. Т.к. если делать приличный усилитель (а бывает и по одному в каждый корпус), то он получится дороже самой акустики. К тому же у меня уже был усилитель. Но в любом случая я за схему – пассивная акустика + усилитель, она более универсальна.

Расчет размеров корпуса

С динамиками определились, теперь необходимо понять, какой корпус для них оптимален. Размеры считаются исходя из характеристик звучания НЧ-динамика. На сайте производителя рекомендации отсутствуют, т.к. динамик предназначался прежде всего для автозвука. Держать специальную аппаратуру для этих целей нет никакого смысла, если только это не ваша работа. Поэтому на помощь приходит толковый чувак со специальным стендом. В результате лабораторных испытаний получаем расчетный размер корпуса 310 х 210 х 270 мм. В процессе замеров также были посчитаны параметры фазоинвертора.

Кстати, многие производители на своих сайтах публикуют рекомендуемые размеры корпуса для динамиков. Когда такая информация есть, логично воспользоваться ей, но в данном случае такими данными я не располагал, поэтому пришлось заняться лабораторными исследованиями.

Материал корпуса

На мой взгляд, наиболее оптимальным материалом для корпуса является МДФ. Он акустически нейтрален, а также чуть лучше по эксплуатационным характеристикам, чем ДСП. Фанера также хороша, но найти качественную фанеру непросто, и она дороже и сложнее в обработке. В качестве исходного материала для корпуса был выбран 22мм лист МДФ. В принципе стандартных 18-20мм вполне достаточно, но я решил сделать немного с запасом. Жесткость лишней не бывает.

Конструкция и дизайн корпуса

Один из самых важных этапов. Прежде чем ехать за МДФ, советую определиться с конструкцией, чтобы сразу попросить продавца распилить лист по частям, а на нормальной точке продаж всегда есть хорошие станки с точным и ровным распилом. В домашних условиях такой рез получить сложно.

Итак, дизайн. Колонки должны смотреться как минимум не хуже «промышленных», чтобы не было ощущения клуба очумелых ручек. Мы ведь делаем не только качественную, но и красивую акустику. Вообще красивых, интересных и при этом конструктивно несложных акустических систем практически нет. Красивую акустику делает итальянская Sonus Faber, потрясающие по красоте – Magico Mini. Но все они сделаны с применением точных станков, которых дома по определению нет. Как вариант, можно заказать корпуса хорошему «краснодеревщику» с руками и ЧПУ. Такая работа обойдется в зависимости от того, где и что вы заказываете, от 10 000р. до 30 000р. вместе с материалами. Если специалист хороший, то колонки будут выглядеть не хуже, а то и лучше «магазинных». В данном случае я решил, что все полностью буду делать сам. Поэтому смотрим на вещи реально и делаем конструкцию безо всяких скосов, фигурных выпиливаний и т.д. Т.е. это будет параллелепипед. Расчетные размеры дают достаточно приятную пропорцию, а пропорция в дизайне – это уже полдела.

В чем проектировать? Я хоть и связан с дизайном по роду деятельности, но 3D-пакеты знаю, мягко говоря, поверхностно. При этом программа должна быть в большей степени инженерной, чем рендерной. Специализированные «Кады» для этой цели тяжеловаты и излишни. Выход был достаточно быстро найден – фриварный SketchUp более чем подходит для этой цели. Он настолько прост и интуитивно понятен, что был полностью освоен примерно за час. Он может главное: быстро создавать любые фигуры, проставлять размеры, использовать простые текстуры. Считаю, что такая программа идеально подходит для «домашних» целей. В ней легко можно, например, спроектировать кухню или даже небольшой дом.

Вот конструкция корпуса:

Конструкция простая. Шесть стенок, склеиваемые друг с другом. Спереди 2 выреза под динамики. Сзади 2 выреза: под фазоинвертор и под клеммник. Прямоугольником 120х80 обозначено место под кроссовер. Внутри фазоинвертор представляет собой еще одну стенку в ширину внутреннего пространства, прикрепленную перпендикулярно под вырезом:

Исходя из чертежа, вырисовывается схема распила листа:

Как будем отделывать корпус? Обклейка пленкой сразу исключилась – акустика должна выглядеть прилично. Как вариант рассматривалась покраска. Отказался от этой идеи, т.к. такие колонки впишутся далеко не в каждый интерьер (по крайней мере в текущий не вписывались). Хочется большей универсальности. В этом плане натуральный шпон больше подходит. Но полностью обклеенная шпоном акустика смотрится скучновато. Поиск комбинированного решения:

В целом варианты — неплохие по внешнему виду, но чисто конструктивно вызывают сложности. В результате было решено боковые стенки отделать шпоном ясеня, а остальные 4 стенки обтянуть по окружности кожей, точнее качественным автомобильным кожзамом. Пищаль красива сама по себе, а вот НЧ-динамик имеет на фронтальной стороне корпуса конструктивную накладку, которая будет смотреться не очень красиво. Поэтому было решено изготовить для него дополнительную декоративную накладку (кольцо), которое будет прижимать его к корпусу, а заодно придаст красоты самой колонке. С конструкцией и дизайном определились.

Инструменты

Прежде чем перейти к следующему этапу, обозначу, какие основные инструменты нужны для работы:
— Циркулярка.
— Электролобзик.
— Дрель.
— Фрезер.
— Шлиф-машина.
— Прямые руки.
Без этого набора лучше заказать корпуса хорошему мастеру.

Распил

Итак, распиливаем бюджет лист МДФ. Я уже писал, что лучше распиливать на специальных станках – это недорого, а получается точно. Но т.к. я решил корпус делать сам от и до, то для чистоты эксперимента распиливал сам ручной циркуляркой, а небольшие куски лобзиком с направляющей. Как и предполагалось идеального реза не получилось. После реза, пары стенок (левая-правая, передняя-задняя и т.д.) устанавливаются парой, подгоняются шлиф-машиной и/или электрорубанком и проверяются на перпендикулярность угольником. А в дальнейшем при сборке финально подгоняются после склейки. Потеря 2-3 мм несущественна. Но все-таки рекомендую распиливать сразу «на базе», сэкономите кучу времени.

Сборка корпуса

Стенки склеиваются ПВА и стягиваются шурупами. Вначале склеиваем корпус без передней стенки.

Далее пилим лобзиком отверстие фазоинвертора.

Теперь отверстие для клемника, а также фаску для того, чтобы его «утопить». Изначально по проекту клемник предполагалось разместить внизу. Но в процессе стало понятно, что монтировать кроссовер в центре через отверстие для вуфера будет не очень удобно, поэтому переместил дырку под клемник выше, а место под кроссовер – ниже.

Перед тем, как «приделать крышку», необходимо обклеить внутренности виброизоляционным материалом.

Можно закрывать коробку.

Теперь один из очень ответственных этапов – вырез отверстий под динамики на фронтальной панели. Я уже говорил, что идеальная акустическая система – это однополосная. Почему? Потому что распространение звука идет из одного источника до слушателя без рассогласования по времени из-за разницы (мизерной) в расстоянии, которая есть при использовании многополосной системы. Поэтому динамики лучше всего располагать как можно ближе друг к другу. Так звуковая картинка получается «плотнее». Рассчитываем отверстия так, что расстояние между краями динамиков будет примерно 1 см. Отверстия пилятся лобзиком с круговой направляющей.

Динамики должны быть утоплены. Прикладываем динамики и по их краю очерчиваем диаметр для снятия фаски. Глубину фаски мерим по накладке каждого динамика. Фаска снималась ручным фрезером. Глубина реза выставлялась по упору. Направляющие никакие не использовались, аккуратно вкруговую снимался слой за слоем до линии. Для «пищали» дополнительно выпилено два «уха» под клеммы.

После того, как фаски сняты, прикладываем клеммник и динамики, после чего просверливаем тоненьким сверлышком отверстия под будущие саморезы. Без них, во-первых, может «распереть» сам МДФ при вкручивании шурупов, во-вторых, при финальном монтаже динамики сложнее будет ровно поставить. Очень долго думал, каким образом выставлять относительно друг друга динамики, пришел к такой схеме:

Дырки от шурупов на внешних поверхностях необходимо заделать перед финальной отделкой. Я использовал эпоксидку. Чтобы не ждать, пока одна поверхность затвердеет, заклеивал каждую поверхность скотчем и принимался за следующую. Когда эпоксидка высохла, прошелся шлиф-машиной.

Отделка

Шпон остался с каких-то древних времен, поэтому покупать не пришлось. Листы были не широкие, поэтому подбиралась пара листов, скреплялась скотчем и клеилась к корпусу. Вначале одна сторона, потом другая.

Шпон нужно защитить. Я покрыл его прозрачным яхтным лаком.

Теперь нужно обтянуть корпус кожзамом. Вариантов как это сделать – много. Я решил сделать следующим образом. Отрезается полоса на 20 мм больше ширины корпуса и немного длиннее окружности корпуса. С каждой стороны подгибается на 10 мм, подгиб приклеивается на «спецклей 88». Потом на этот же клей полоса клеится по окружности на корпус. Сначала низ (частично), потом задняя стенка, потом верхняя, потом передняя и снова нижняя. На последнем этапе перед клейкой полоса подрезается по месту и наклеивается встык. Я клеил все стороны за раз, т.е. не ждал, пока каждая сторона высохнет. После каждой стороны я делал небольшую паузу (клей прихватывает достаточно быстро), и принимался за следующую.

После того, как все просохло, осторожно разрезается и заклеивается внутрь кожа на отверстии фазоинвертора.

Если очень хочется, потом фазик можно как-то облагородить.

Потом прорезаются отверстия на клеммнике, «вуфере» и «пищалке». Кожа на клеммнике и ВЧ будет утапливаться вниз, поэтому диаметр выреза можно оставить меньше на 5-10 мм. Кожа на НЧ будет прижиматься декоративным кольцом, поэтому нужно подрезать так, чтобы ее не было видно.

Финальный монтаж

Первым делом монтируем кроссовер. Кросс – самопальный, на хорошей элементной базе. Используются катушки с воздушным сердечником, пленочные конденсаторы на пищалку и МОХ-резисторы. Сам я его не паял, а заказал толковым ребятам.

Кстати, многие производители грешат тем, что в даже достаточно недешевую акустику порой ставят не очень хорошие кроссы. В интернете можно на эту тему найти много «распотрошенных» систем. Перед тем как монтировать кросс, нужно припаять три пары проводочков: для клеммника, НЧ и ВЧ. Получалось, что монтировать придется прямо на пластину с виброизоляцией. Посчитал, что она лишняя и демонтировал ее. Теперь можно прикручивать. В качестве подложки использовал кусок упаковочной пленки из-под какого-то девайса.

Теперь припаиваем нужную пару проводочков к клеммнику и фиксируем его на корпусе. Клеммник и динамики прикручиваются декоративными черными саморезами с головкой под «звездочку». Подобными саморезами прикручена накладка на «пищали», поэтому логично было бы использовать такие же и для остального. Задняя стенка готова.

Перед тем, как монтировать динамики, необходимо задемпфировать корпус специальным синтепоном. Для этих целей была использована «вата» фирмы Visaton. Синтепон клеится по окружности по стенкам.

С какого динамика начинать в принципе без разницы. Я начал с пищали. Припаиваем соответствующую пару проводочков от кросса, вставляем динамик и прикручиваем шурупами. Готово.

Мидбасс необходимо как бы подсунуть под кожу, а сверху придавить декоративным кольцом. Припаиваем оставшуюся пару проводочков и монтируем динамик.

Все? Все. Прикручиваем к клеммнику акустический кабель и начинаем испытания.

Испытания

Тест системы производился в следующих конфигурациях:

1. Ресивер Sherwood VR-758R + акустика.

2. Компьютер + Unicorn (USB-ЦАП) + Самопальный стерео-усилитель + акустика.

3. Компьютер + E-mu 0204 (USB-ЦАП) + Sherwood VR-758R + акустика.

Немного о самих конфигурациях. Я лично считаю, что на данный момент идеальный вариант домашнего муз-центра это: комп + USB-ЦАП + усилитель + акустика. Звук в цифре без искажений снимается через USB и поступает на качественный ЦАП, с которого передается на качественный усилитель и после на акустику. В такой цепочке количество искажений минимально. Кроме того, вы можете использовать совершенно разные фонограммы: 44000/16, 48000/24, 96000/24 и т.д. Все ограничено возможностями драйвера и ЦАПа. Ресиверы в этом плане менее гибкий и заранее морально устаревший вариант. Размер современных винчестеров позволяет хранить на них практически всю медиатеку. А тенденции к подписке на Интернет-контент могут и этот вариант упразднить, хотя это не ближайшее время и далеко не для всех подойдет.

Скажу сразу, что во всех трех конфигурациях акустика звучала прекрасно. Я, честно говоря, даже не ожидал. Вот некоторые субъективные аспекты.

1. Адекватный и естественный звук. Что записано, то и воспроизводится. Нет перекосов ни в какую сторону. Как я и хотел.

2. Большая чувствительность к исходному материалу. Все огрехи звукозаписи, если они есть, хорошо слышно. Качественно смикшированные треки слушаются отлично.

3. Хорошо читаемые для таких размеров басы. Конечно, органную музыку на полочниках в полной мере не оценишь (ее вообще на акустике сложно оценить), но большинство материала «переваривает» без проблем. Большего от таких малышек ожидать трудно.

4. Очень хорошая проработка деталей. Слышно каждый инструмент. Даже при насыщенной звуковой картинке и приличной громкости звук не съезжает в кашу (усилитель здесь играет не последнюю роль).

5. Хочется сделать погромче 😉 Т.е. акустика не орет, а ровно играет. Хотя тут тоже не малая заслуга самого усилителя, т.к. при увеличении нагрузки хороший усилитель сохраняет линейность.

6. От долгого прослушивания не болит голова. У меня лично это частенько случается, а тут целый день играет и хоть бы что.

7. Опасения на счет некорректной панорамы и сильной зависимости звучания от положения слушателя не подтвердились. Насколько мне известно, у автомобильной акустики специфическая фазировка звука из-за особенностей расположения динамиков в салоне. А именно про этот комплект я читал, что мидбасы у него в этом плане более универсальные. Что собственно и подтвердилось. Можно сидеть в центре перед колонками, можно встать рядом боком к ним — звук отличный. Зависимость есть, но очень небольшая.

Что касается самих конфигураций, то наиболее качественного звука удалось добиться при второй конфигурации.

Во-первых, использовался очень качественный ЦАП Unicorn. Здесь можно про него почитать.

Во-вторых, «самопальный усилитель» — это ноу-хау одного толкового тольяттинского «звукаря». Вот он в красивом небольшом алюминиевом корпусе:

А вот «распотрошенный»:

В двух словах, удалось найти схемотехническое решение, при котором усилитель при изменении громкости сохраняет свои характеристики, т.е. не искажает звучание при любой (конструктивно допустимой) громкости. Очень многие усилители (даже очень дорогие) страдают этим. Было удивительно слушать, как такой усилитель оживлял многие акустические системы, т.е. заставлял их звучать так они должны звучать. К слову по такой схеме переделывались и некоторые промышленные усилители (в частности довольно неплохой и сам по себе Xindak), и у них открывалось «второе дыхание».

Сравнивали акустику с чем-то другим, спросите вы? Да, например с ProAC Studio 110 – это достаточно качественная полочная акустика, вот немного про них. Сравнили, поняли, что звучат точно не хуже. У «проаков» возможно чуть меньшая зависимость звука от положения слушателя из-за специфического размещения инвертора и «пищалки», там как-то они хитро все это рассчитывали. А в остальном абсолютно ничуть не хуже, даже мне лично мои самоделки больше понравились, но это спишем на субъективизм 😉 Еще одевал наушники (достаточно неплохие Koss) и сравнивал по панораме, верхам и низам. Абсолютно идентичное звучание. Даже по низам. В общем, восторг полный.

Калькуляция по материалам

СЧ/НЧ динамики (пара): 3 000р.
ВЧ динамики (пара): 3 000р.
Кроссовер (пара): 3 000р.
Синтепон: 160р.
Терминал (клеммник): 700р.
Шурупы: 80р.
Лист МДФ, 22мм: 2 750р.
Скотч: 30р.
ПВА: 120р.
Спецклей 88: 120р.
Виброизоляция: 200р.
Фигурное кольцо-накладка: 500р.
Кабель:500р.
Итого: 14 160р.

Некоторые материалы были или достались безвоздмездно, здесь соответственно не учтены.

В заключении

В любом более-менее сложном устройстве или законченной функциональной системе важно абсолютно все. Когда речь идет о музыкальной системе, то на конечный результат влияет большое количество факторов:

— Качество фонограммы.
— Устройство для воспроизведения фонограммы.
— Цифро-аналоговый преобразователь.
— Усилитель сигнала.
— Провода.
— Динамики, установленные в корпусе акустической системы.
— Правильно рассчитанные под динамики и качественно собранные корпуса.
— Схема и комплектуха для кроссовера.

Это основной, но не полный список.

Неверно считать, что главное — усилитель или главное — провода, или главное — динамики. Домашняя музыкальная система — это как оркестр. И если в этом оркестре кто-то будет плохо, а кто-то блестящее играть, то в целом получится — средне. Или, как говорилось в очень точном примере: если смешать бочку говна с бочкой повидла, то получится две бочки говна.

Есть и другая крайность. Хорошая система стоит баснословных денег. Значит каждый компонент должен стоить по полмиллиона. А фонограммы должны быть исключительно в Super Audio CD или на фирменных пластинках. Типа закрытое общество элитных аудиофилов. Фигня это все.

Я пришел к выводу, что собрать собственную относительно бюджетную систему, которая описывается одним словом «Звучит», вполне возможно. И если в качестве ЦАП или усилителя в силу особенностей лучше использовать реально существующие решения, которых сейчас очень много. То правильно сделанная (самостоятельно или под заказ) акустическая система, будет звучать лучше, чем за те же деньги приобретенная «фирменная». Сейчас практически все компоненты можно заказать в Интернете. Более того многие производители публикуют схемы корпусов для соответствующих динамиков. Существует масса программного обеспечения для расчета параметров корпусов. В сети множество специализированных форумов, а в офлайне есть люди с руками. Во всем быть специалистом конечно невозможно. Как и в любой области главное – знать общие принципы.

Статья не претендует на истину в последней инстанции, но, надеюсь, что мои мысли и мой опыт кому-нибудь еще пригодится.

Upd. В коментах многие спрашивают про усилитель. Если кому интересно, пишите в личку, я дам координаты.

Upd2. У разработчика усилителя появился свой сайт — pvd-audio.com )

Источник

Лучшая bluetooth колонка своими руками — 5 критериев успеха

Прошло 2 года с того момента как я начал делать bluetooth колонку. И наконец она полностью готова. (Конечно опять не до конца — еще нужно чуть-чуть дописать прошивку). Нужно сказать, что саму электронику я сделал гораздо быстрее — всего 3 месяца. Это время от идеи до готовой платы. Но вот с корпусом, динамиками, настройками DSP пришлось поколдовать. В итоге я сделал три варианта корпуса, попробовал два типа динамиков, и последний вариант считаю финальным. Переделывать не буду. О какой же колонке речь? Кому интересно читаем..

Требования к колонке

Когда стали набирать популярность колонки компании JBL, то сын попросил купить такую колонку. Так как мы с ним активно занимались электроникой, то сразу же возникла идея сделать себе колонку самостоятельно, и конечно по качеству не хуже JBL Boombox.

Какие же характристики должна была иметь колонка:

• мощный звук (как минимум 40 Вт)
• небольшой вес (2-3кг)
• цветомузыка
• Hi-Fi звук
• bluetooth apt-X
• встроенная sd карта и mp3 плейер — вся коллекция музыки с собой
• долгое время работы от аккумулятора
• FM радио

Также было придумано еще много мелких функций, которые обязательно должны были быть. Их описывать не буду.

Подбираем усилитель звука

Я стал изучать компоненты из которых можно собрать колонку. И конечно же начал с усилителя звука. Изучив, то что есть на рынке и активно используется во всех поделках, я понял — все это не то, и обратил свое внимание на новейшие разработки в области звука. На сайте компании Texas Industries и было найдено сердце будущей колонки — TAS5782M — усилитель звука Hi-Fi уровня . Посмотрите его характеристики:

• 30Вт стерео (итого 60Вт)
• Цифровой звук
• Встроенный DSP процессор с кучей настроек
• Неубиваемость — различные защиты чипа
• Работа без радиатора
• THD — 0.02%

Те самые 5 критериев успеха

Не буду долго описывать все мытарства и сразу перейду к делу. Вот те самые 5 критериев успеха:

• Весь звуковой тракт должен быть цифровым. Аналоговый сигнал очень капризен к трассировке платы, качеству сборки и требует настройки на специальном оборудовании. Цировой же сигнал наоборот, практически не требователен к трассировке, спокойно относится к «кривым рукам». Bluetooth модуль должен быть подключен только по цифровому каналу.
• Обязательно нужен DSP процессор. Получить мощный звук в компактном корпусе очень сложно. DSP процессор позволит расширить акустический диапазон акустики, особенно в области низких частот. Дополнительно, новейшие разработки в этой области, сделают процесс настройки очень простым, а звук качественным на любом уровне громкости.
• В домашних условиях очень сложно сделать качественный, красивый корпус. На помощь приходит 3D печать. Качество 3D печати на домашних принтерах сейчас очень высоко. Современные пластики позволяют получить прочный, стильный корпус. Самостоятельная разработка модели позволяет учесть все особенности расположения компонент и обеспечить быстрый доступ к ним.
• Динамики — сердце нашей системы. Только брендовые компоненты позволят получить натуральный мощный звук. Обязательно использование 2 динамиков: Широкополосный — НЧ и СЧ диапазона и ВЧ динамик. Также для малого корпуса просто необходим пассивный динамик. Динамики обязательно должны иметь паспорт и документацию, график АЧХ, без этого сложно будет произвести их точную настройку без специального оборудования, а его как правило дома нет.
• Вся переносная акустика работает на аккумуляторах, поэтому экономичность и эффективность энергопотрбления всех компонент не на последнем месте. В следствие этого усилитель должен быть D-класса с максмимально высоким кпд. Большую часть времени вы будете слушать акустику на среднем уровне громкости — именно в этом режиме колонка должна работать очень долго. Для получения мощного звука нужен большой ток, а значит нужны высокомощные литиевые аккумуляторы.

Схема модулей колонки

Набросал схему модулей колонки.

Динамики и bluetooth модуль

Лучшие динамики, которые удалось найти — это AURA NS3-193 и хейлы Dayton Audio AMT Mini-8. Звучат они великолепно. Бас, который они выдают очень хорош!

Bluetooth модуль на базе чипа CSRA64215. Все очень не плохо. Цифровой выход. Поддержка apt-X. Отличное качество связи. Готовый к использованию.

Корпус

Основная головная боль оказалась с корпусом. Финальный вариант сделал на 3D принтере. Долго не решался, думал — все развалится сразу же. Но в итоге проведя ряд тестов, я понял, что все очень и очень прочно. Вот как выглядит 3D модель корпуса.

Настройка DSP процессора

TI мне очень нравится как производитель микросхем. Я считаю, что у них самая лучшая документация на производимую продукцию. К усилителю идет подробнейшая документация и рекомендации по пассивным компонентам, а также по настройке DSP процессора. Микросхему я покупал у самого TI на их сайте. После получения микросхемы у них можно запросить софт для ее настройки. Они дают доступ на 3 года на получение обновлений софта, а так пользоваться им можно безлимитно. Настроек не много, а очень много. Все не буду описывать, вот те которые использовал в колонке.

SMART BASS. Это умная настройка баса. Необходимо внести в софт параметры Тиля-Смоля на динамик и указать частоту баса, которая нам нужна. Остальное все будет настроено автоматически. Я сделал в итоге настройку на 60 Гц (-3Дб). Сами динамики без DSP процессора в маленьком корпусе выдают около 80Гц (-3Дб), чтобы добиться 60 Гц, нужно усиление около 10Дб. Конечно вы скажите, что тут все не сложно, много где есть эквалайзеры, но основная проблема, которую отлично решает выбранный усилитель — динамическое усиление. С увеличением громкости усиление должно уменьшаться, иначе динамик будет перегружен. Но и это еще не все, микросхема расчитывает критические параметры динамика — ход головки и нагрев катушки. Усиление в итоге подстраивается под композицию так, чтобы не превысить критические показатели и не ухудшить звук.

Моно бас. В компактном корпусе технически сложно разделить объемы динамиков. Если этого не сделать, то на низких частотах, в случае если в композиции есть стерео эфекты в области баса, может быть наложение звуковых волн и сильное падение громкости. Чтобы этого избежать процессор автоматически в области баса композицию делает моно.

Расширение стерео зоны. В компактном корпусе ВЧ динамики находятся слишком близко друг к другу. Процессор расширяет стереобазу.

Согласовать динамики ВЧ и СЧ по звуковому давлению (громкости) очень сложно за счет пассивных компонент. А вот за счет эквалайзера — легко.

DSP процессор получает твердую пять!

Микроконтроллер — цветомузыка и всякая мишура

Для управления усилителем нужен микроконтроллер. Я сразу взял мощный МК с функциями DSP и float модулем — STM32F446. Он управляет всеми режимами:

• управление усилителем
• управление процессами зарядки аккумуляторах
• оцифровка аналогового звука с FM модуля
• mp3 плейер и обслуживание встроенной sd карты
• управление цветомузыкой
• управление FM модулем
• управление режимом powerbank
• работа как аудиоустройство от компьютера

В качестве цветомузыки используются 90 светодиодов RGB. Управление идет по SPI. Скажу только, что получилось очень классно. Эфекты оценили все, кто видел колонку.

Зачем вообще все это делать самому — купил и все

Проект получился отличный. На одноименном сайте можно найти больше информации. Самодельная колонка позволяет получить нужные функции, взять любые динамики, настроить звук под свои критерии. И самое главное реализовать свой творческий потенциал.

Я полностью доволен данным устройством. Колонка заняла достойное место у меня на рабочем столе. Постоянно беру ее с собой на прогулки, в походы, в гости. Каждый раз слушаю и удивляюсь качеству звука. Цветомузыка украшает звук.

• Программирование микроконтроллеров
• Гаджеты
• DIY или Сделай сам
• Звук
• Электроника для начинающих

Источник

Самодельные Hi-End напольники

Ещё в студенческие годы родилась мысль сделать клон английских колонок Proac response 2.5. Они уже давно сняты с производства, но в своё время стоили около $4500 за пару. Пожалуй, современным аналогом этих колонок можно назвать модель того же производителя Response D30S. Беглый поиск показывает цену на них в районе £5500 в самой Англии, и $7800 за пределами — в общем, цены примерно такие.

Хорошая новость в том, что динамики для этих колонок производит датская компания ScanSpeak, и их можно купить отдельно, так же как и компоненты для фильтров. В итоге, клон можно собрать примерно за 10-15% от цены оригинальных колонок, в зависимости от отделки.

Помню, что в студенческие годы комплект динамиков стоил около 15.000р, и они свободно продавались в России. Но даже таких денег у меня не нашлось, поэтому проект застрял лет на 12. И вот недавно я зашёл на сайт производителя, и обнаружил, что высокочастотник собираются снять с производства. Решил — если не соберу колонки сейчас, то уже никогда не соберу.

Больше всего времени уходит на сборку и отделку корпуса. Рассматривал разные материалы.

В итоге, решил остановиться на классическом корпусе из ДВП толщиной 18мм

Как оказалось, я немного ошибся с размером боковых плит. Пришлось потом замазывать щель шпаклёвкой.

У оригинальных колонок порт фазоинвертора направлен назад. В маленьких комнатах это может быть неудобно, т.к. в этом случае нельзя поставить колонки прямо к стене. Читал, что в случае с этими колонками, рекомендуется расстояние чуть ли не в 1м до стены. Поэтому в моём случае я решил вывести порт фазоинвертора вперёд. Преимущества:

• Можно поставить колонки прямо к стене.
• На мой взгляд, передняя панель оригинальных Proac выглядит немного пустой. Высокая узкая колонка, на которой всего два динамика на самом верху. Поэтому труба фазоинвертора хотя бы как-то заполняет нижнюю часть лицевой панели.

Я заморочился и сделал шаблон передней панели из картона с динамиками и фазоинвертором, чтобы выбрать наиболее красивое расположение:

В итоге остановился на последнем варианте. Мне также нравился вариант с фазоинвертором сразу под басовым динамиком, но из-за довольно большого диаметра трубы через фазоинвертор видно все внутренности колонки, когда сидишь на низком стуле или лежишь на кровати. Поэтому решил, что лучше опустить его пониже.

Примеряем шаблон на настоящий корпус:

Сразу скажу, что форма корпуса оригинального ProAc мне не очень нравится. Он очень узкий и вытянутый. Мне больше нравится форма корпуса немного вытянутая в глубину и не такая высокая. Я взял за основу размеры корпуса других самодельных колонок Amiga MT Tower Speaker. Но внутренний объём корпуса и размер фазоинвертора я оставил такими же, как в оригинальном ProAc, т.к. это влияет на бас. Не уверен, влияет ли как-то на бас форма корпуса — это довольно холиварный топик, как и вообще весь звук 🙂

Вот схема оригинального корпуса, взята отсюда:

Я более-менее сохранил тот же внутренний объём, но взял другие внешние измерения: 203mm x 330mm x 860mm.

После первоначальной сборки на шурупы, промазал все швы клеем:

Переднюю панель пока оставил просто на шурупах — она будет сниматься несколько раз. Разметил карандашом очертания динамиков и фазоинвертора:

К слову, о самих динамиках. Вот высокочастотники Scan-Speak D2010/8513

Вот басовик Scan-Speak 18W/8535-01. В оригинале используется предыдущая модель этого динамика, которую сняли с производства. У неё индекс Scan-Speak 18W/8535-00 — отличается последняя цифра. Хотел найти предыдущую модель басовых динамиков где-нибудь на ebay, но не смог, в итоге, купил новую модель. Я сравнил даташиты динамиков и решил, что разницы практически нет, так что можно рискнуть.

Несмотря на относительно скромные размеры, динамик может выдавать довольно глубокий бас. Производитель ProAc заявляет нижнюю частоту в 20Гц. Не каждый сабвуфер так может.

Дальше начал вырезать отверстия под динамики. В начале я хотел найти местного столяра, которы бы вырезал отверстия фрезером. Но все местные мастера либо отказывались, либо ломили такую цену, что дешевле купить фрезер. Пришлось покупать фрезер, что оказалось хорошей инвестицией — он мне потом здорово помог при обрезке шпона.

У фрезера оказалась небольшая проблема — он приспособлен делать круглые отверстия, но не может делать отверстия маленького радиуса. Пришлось делать самодельное приспособление:

В заготовке сверлится отверстие, в него вставляется этот болт, что на картинке. В итоге, можно вырезать окружности очень маленького радиуса.

Вот так выглядят колонки после вырезания отверстий фрезером

Изначально длина фрезы была достаточной, чтобы прорезать 18мм ДВП насквозь, но из-за моего самодельного приспособления фреза оказалась немного коротка. Поэтому сразу насквозь прорезать не получилось, пришлось допиливать руками. Была идея немного вытащить фрезу из цангового патрона, чтобы она могла пропилить ДВП насквозь, но решил, что лучше не рисковать

Как только все отверстия пропилены, настала пора примерки динамиков и фазоинвертора:

Дальше размечаем отверстия под болты для крепления динамиков и сверлим:

Снимаем переднюю панель и промазываем стыки герметиком:

Наклеиваем демпфирующий слой:

Я использовал холлофайбер, что было ошибкой. Лучше было наклеить поролон, но я не нашёл его в местном строительном магазине.

Оказалось довольно трудно найти подходящие болты или шурупы для крепления динамиков. Я хотел, чтобы шляпки были небольшими и аккуратными, и подходили по цвету к динамикам, сильно не выделялись. В итоге купил комплект болтов разного диаметра и длины, и уже на месте подбирал.

Пришлось устанавливать гайки на обратную сторону передней панели:

Собираем фильтры

Существует много разных модификаций фильтров для ProAc. Подробнее можно почитать тут: http://www.oocities.org/diyproac25/

Я решил остановиться вот на таком:

Optional резистор не ставил.

Нельзя не упомянуть сайт Troels Gravesen. Он детально исследовал данную акустику, применял различные фильтры, пропитку для высокочастотника и даже установил другой высокочастотник. Вот тут можно ознакомиться с исследованиями.

Я решил использовать классический высокочастотник, как в оригинальной модели.

Вот так выглядят собранные фильтры:

И обратная сторона:

Схема несложная, поэтому решил просто соединить выводы элементов, не заморачиваться с печатной платой.

Устанавливаем фильтры в корпус:

Закрепляем провода, чтобы они не болтались внутри во время отделки корпуса:

Наклеиваем переднюю панель:

Отверстия для басовых динамиков и фазоинвертора я заклеил скотчем, чтобы внутрь не попадала пыль во время отделки.

Заднее отверстие под клеммы тоже закрываем изолентой:

Шпаклюем отверстия от шурупов:

Далее нужно зашлифовать шпаклёвку и убрать неровности на стыках ДВП. Пришлось купить шлифовальную машинку, т.к. на стыках пришлось снимать довольно много материала:

Вот так выглядит колонка после шлифовки:

Добавлю, что перед финишной отделкой я сначала полностью собрал колонки из ДВП и послушал несколько дней. Был риск, что изменение формы корпуса и перенос трубы фазоинвертора на переднюю часть сильно испортит звук. План был такой: если звук не понравится, то всё, что я теряю, это только один лист ДВП. Мне его даже распилили бесплатно. В таком случае я просто снова еду в магазин, и прошу напилить листы по размерам точно, как в оригинальном ProAc. Все остальные компоненты, включая динамики, фазоинвертор и фильтры, такие же, как в оригинале, я бы просто вставил их в новый корпус. Но звук понравился 🙂 Поэтому решил оставить корпус как есть.

Шлифовка получилась достаточно ровной, поэтому дальше я задался вопросом, какую финишную отделку выбрать. При ровной шлифовке самый простой вариант это покрасить колонку. Это дешёвый и быстрый вариант. К тому же, у меня оставалась краска после ремонта. Но я решил покрыть колонки натуральным ореховым шпоном.

Купил рулон шпона размером примерно 1.2х2.4м. Это шпон на бумажной основе, с ним гораздо легче работать, чем с полностью натуральным. Слышал, что бывает даже самоклеящийся. Для новичков вроде меня это настоящая находка, я никогда не смог бы покрыть большие колонки обычным шпоном.

Вот такая выкройка получилась:

Это выкройка на одну колонку. Основная задумка в том, чтобы узор на дереве продолжался с боковых панелей на верхнюю.

Наклеиваем шпон

Начал клеить шпон с нижней стороны. В случае косяков, их не так видно внизу. Использовал клей, похожий на клей-момент, но в большой банке. В итоге ушло почти 2 литра клея на обе колонки.

Намазываем клей и даём подсохнуть около 20 минут:

Точно так же мажем клеем и сам шпон. Когда клей подсох, начинаем выравнивать шпон относительно колонки:

Нужна аккуратность, если поверхности, намазанные клеем, соприкасаются, их потом трудно оторвать. Поэтому сначала выравниваем шпон, а затем аккуратно начинаем приклеивать от центра к краям.

После выравнивания и наклеивания шпона, его нужно сильно придавить. Я использовал специальный инструмент для прокатывания:

В идеале, вместо скалки лучше использовать узкий ролик, чтобы было сильное давление на узкий участок. Но в моём случае я просто давил сильнее на один конец скалки и так постепенно разглаживал всю поверхность.

После приклеивания шпона я обычно оставлял поверхность на ночь, и на следующий день обрезал края фрезером и ножом для бумаги, а затем выравнивал шкуркой с зерном 120.

Вот так выглядит нижняя сторона после обрезки краёв:

Далее покрываем шпоном все остальные стороны.

С передней стороной надо быть особенно аккуратным, чтобы клей не затёк в отверстия динамиков:

Далее вырезаем отверстие под фазоинвертор:

Но вырезать отверстия под динамики намного сложнее из-за фаски. Пришлось покупать специальную фрезу, которая идёт по краю ДСП, как по направляющей:

Край динамиков очень бросается в глаза, поэтому я старался сделать его как можно ровнее. Если вырезать криво, это может испортить всё впечатление от отделки.

После вырезания отверстий в шпоне проверяем, входят ли динамики:

Далее обрабатываем поверхность наждачкой. У меня нашлась с зерном 240:

Я решил покрыть колонки маслом. Преимущества масла:

• Довольно трудно накосячить. Просто мажешь масло тряпочкой, а потом убираешь излишки.
• Даёт матовую поверхность. Я не хотел делать глянцевую, потому что шпон лёг не очень ровно, сквозь него немного ощущаются бугорки клея. На глянцевой поверхности это было бы сильнее заметно.

Мажу маслом нижнюю сторону:

Сразу после нанесения масло выглядит светлым, но через несколько минут поверхность темнеет.

Полностью покрытые колонки:

Когда масло подсохло, можно припаять динамики обратно.

Сначала наклеиваем уплотнитель на обратную сторону динамиков:

Я подбирал толщину уплотнителя и глубину фасок под динамики таким образом, чтобы с помощью болтов можно было выровнять переднюю поверхность динамика с поверхностью колонки.

Вроде бы, получилось достаточно ровно.

Ну и вот так это выглядит после сборки:

Фото сделано несколько дней назад, но масло постепенно меняет цвет, так что не знаю, какой будет финальный результат.

Конечно же, статья про акустику не может обойтись без демо-видео, записанного на телефон:

Заранее прощу прощения за качество съёмки. К тому же, по-моему, в начале и в конце видео я случайно закрыл микрофон пальцем.

Качество звука

Я просто скажу, что это лучшая акустика, которая у меня была.

Бас действительно есть, и он не бубнящий, а чёткий. Что важно для меня, бас сохраняется на малой громкости. Уже известная мне музыка открывается по-новому.

Высокие частоты детальные, я не ожидал такой детализации от динамиков с шёлковым куполом.

Слышал из отзывов, что для динамиков ScanSpeak нужно около 100 часов прослушивания, чтобы динамики «прогрелись».

Если кто из читателей собирал подобный клон, мне было бы интересно, используете ли колонки до сих пор, или поменяли? Заметна ли разница после прогрева? (Upd: здесь имею ввиду именно изменения свойств подвеса и диафрагмы басового динамика, а не мистический прогрев проводов и конденсаторов 🙂

До этого у меня были колонки Wharfedale DENTON 80, поэтому могу сравнивать только с ними. Но сравнение не совсем честное — если сравнить цену Denton 80 и цену оригинальных ProAC, то разница почти в 10 раз. Одни динамики стоят столько же, сколько Denton 80 новые в сборе.

Графики JBL Speakershop

Upd: добавлю немного графиков:

• Белая линия, которая ближе к правому краю, это расчёт на оригинальном динамике 18W/8535-00. На данный момент, он уже снят с производства
• Вторая белая линия, это 18W/8535-01. Он имеет резонансную частоту немного ниже, 25Гц против 26Гц у предыдущей модели
• Красная линия, это рекомендуемый в даташите второй модели объём в 67 литров, расчитал для интереса. По -3dB получается около 25Гц
• Жёлтая линия, это вторая модель динамика в стандартном объёме корпуса, но при нажатой галочке с картинкой автомобиля. Я догадываюсь, что это эмуляция маленького закрытого пространства? Пишите, если кто знает, что там за алгоритм используется. В этом случае получается достичь заявленную ProAc нижнюю частоту в 20Гц

Параметры вбивал в программу руками, допускаю, что где-то сделал очепятку.

На просторах Интернета нашёл измерения АЧХ оригинального ProAc. Выдержка со страницы по ссылке:

The anechoic –6dB point, referred to the level at 1kHz, is an excellent 30Hz, with a sharp, 24dB/octave rollout below that frequency. In-room, boundary effects will give some boost

Видимо, «anechoic» означает специальную комнату без эха, то есть в обычной маленькой среднестатической комнате график будет другой.

Как видно из графика, у ProAc response 2.5 довольно большой горб на басах и на высоких частотах, за что его и любят и ругают. У любителей ровной АЧХ может случиться шок.

Ради интереса поискал график АЧХ современной модели Proac response D30, он выглядит уже несколько ровнее:

Если дойдут руки, попробую измерить АЧХ колонок именно у себя в комнате, в разных точках. Но пока что из оборудования у меня только встроенный микрофон на ноутбуке и телефон 🙂

Ссылки

• http://www.oocities.org/diyproac25/ в основном, ориентировался на этот сайт. Здесь собран «многовековой» опыт энтузиастов по клонированию ProAc. Я ориентировался на их рекомендации
• https://www.oocities.org/diyproac25/faq.htm тут внизу нашёл фразу:

Front port design
Several people have reported building these speakers with a front mounted port for reasons such as limited rear room space to control excess bass, while retaining much of the sound quality.

• DIY или Сделай сам
• Звук

Источник