Инструкция по изготовлению корпуса сабвуфера своими руками

[Q] Какой вид аппроксимации выбрать для фазоинвертора?

Итак перед постройкой простого фазоинвертора нужно знать объем ящика и частоту настройки фазоинвертора(трубы, отверстия, пассивного радиатора). Если в качестве критерия выбрать наиболее гладкую АЧХ( а это не единственно возможный критерий), то получится следующая табличка

А) Qts < 0,3 — наиболее гладкой будет кривая квазитретьего порядка. Фазоинвертор настраивается на 40-80% выше частоты резонанса.

Б) Qts = 0,4— лучше описывается баттервортовскими кривыми. Фазоинвертор настраивается на частоту резонанса.

В) Qts> 0,5 — придется допустить волны на АЧХ, по Чебышеву. Фазоинвертор настраивается ниже частоты резонанса.

Кроме того в этих случаях будет и различный объем корпуса.. Для того, чтобы найти точные частоты настройки, надо взять исходные формулы, достаточно громоздкие для того, чтобы приводить их здесь. Поэтому отсылаю интересующихся в АудиоМагазин за 1999 год, после этого ликбеза там уже можно будет разобраться, или в книги Алдошиной. И даже статьи Эфрусси в Радио за 69 год сгодятся.

Возможные неисправности и ремонт

Ремонт сабвуфера своими руками может потребоваться при механическом повреждении его элементов. Если катушка сталкивается со звуковой частотой, которая превышает допустимую, она может выйти из-строя. Аналогичная проблема возникает при прослушивании музыки с максимальным усилением, что приводит к разрыву диффузора. Ремонтировать узел достаточно просто, т.к. его можно заменить новым.

Восстановление работоспособности диффузора или катушки — сложная задача, которая потребует много времени и усилий, и каждый специалист, который отремонтировал такой узел, порекомендует выполнить замену.

Нередко к поломке приводит перегрев внутренних деталей саба. Проблема связана с загрязнением внутреннего пространства пылью и техническим мусором. Для начала нужно оценить показатели напряжения в БП с помощью тестера — если оно отсутствует, придется заменить блок питания.

При осмотре внутреннего пространства можно найти вздутые конденсаторы или почерневшую обмотку. Испорченные элементы нужно выпаять паяльником и заменить новыми — исправными.

Ремонт динамика начинается с разборки и демонтажа головки сабвуфера. Все действия нужно выполнять без спешки, поскольку резкие движения могут привести к повреждению гильзы катушки.

Заряжаем….

В статье выяснили, чем хороши различные типы акустического оформления и чем плохи. Казалось бы, теперь «цели ясны, за работу, товарищи..» Не тут-то было. Во-первых, акустическое оформление, в которое не установлен собственно динамик — всего лишь с той или иной степенью тщательности собранная коробка. А зачастую и собрать-то ее нельзя, пока не будет определено, какой динамик окажется в нее установлен. Во-вторых, и в этом главная потеха в проектировании и изготовлении автомобильных сабвуферов — характеристики сабвуфера немногого стоят вне контекста характеристик, хотя бы самых основных, автомобиля, где он будет работать. Есть еще и в-третьих. Мобильная акустическая система, одинаково приспособленная для любой музыки — редко достигаемый идеал. Грамотного установщика можно узнать обычно по тому, что, «снимая показания» с клиента, заказывающего аудиоустановку, он просит принести образцы того, что клиент будет слушать на заказанной им системе после ее завершения.

Как видно, факторов, влияющих на решение — очень много и свести все к простым и однозначным рецептам нет никакой возможности, что и превращает создание мобильных аудиоустановок в занятие сильно родственное искусству. Но некоторые общие ориентиры наметить все же можно.

Как установить сабвуфер

Установка короба для сабвуфера в машину своими руками не является сложной задачей. Однако для благополучного монтажа нужно владеть некоторыми навыками и инструментом. Помимо размещения сабвуфера и усилителя, следует позаботиться о таких сопутствующих приспособлениях:

1. Предохранители.
2. Проводка.
3. Конденсаторы.
4. Пластиковые хомуты.
5. Гаечные ключи.
6. Изолента и кусачки.

После выбора оптимального места под монтаж саба нужно удостовериться, что оно сможет справляться с резонансами от прибора. Не разрешается ставить короб на хрупких конструкциях машины.

Провода подключаются по такой схеме:

1. Для начала нужно вывести кабель к усилителю.
2. Дальше выполняется подключение усиливающего узла с автомобильной магнитолой.
3. Кабель с плюсовым значением обворачивается гофрой с целью защиты от деформации.
4. Предохранитель фиксируют на том же проводе, выдерживая минимальное расстояние между элементами питания.

Перед запуском самодельного саба важно проверить, отключена ли аккумуляторная батарея. Данное правило позволит обезопасить себя от удара электрическим током и избежать выхода из строя магнитолы

Закрытый ящик

Данный тип оформления самый простой. Закрытый ящик для сабвуфера несложно рассчитать и собрать. Его конструкция представляет собой короб из нескольких стенок, чаще всего из 6.

Преимущества ЗЯ:

1. Несложный расчет;
2. Несложная сборка;
3. Маленький литраж готового короба, а следовательно компактность;
4. Хорошие импульсивные характеристики;
5. Быстрый и четкий бас. Хорошо отыгрывает клубные треки.

Недостаток у закрытого ящика всего один, но он порой является решающим. У данного типа оформления очень низкий уровень КПД относительно других коробов. Закрытый ящик не подойдет для тех, кому хочется высокого звукового давления.

Однако он подойдет для любителей рока, клубной музыки, джаза и подобного. Если человеку хочется баса, но нужно место в багажнике, то закрытый ящик – это идеальный вариант. Закрытый ящик будет плохо играть если выбран неправильный объем. Какой объём короба нужен для данного типа оформления уже давно решили опытные люди в автозвуке путем вычислений и экспериментов. Выбор объема будет зависеть от размера сабвуферного динамика.

Чаще всего встречаются динамики таких размеров: 6, 8, 10, 12, 15, 18 дюймов. Но также можно найти динамики других размеров, как правило в инсталляциях они используются очень редко. Сабвуферы диаметром 6 дюймов выпускаются несколькими компаниями и в инсталляциях также встречаются редко. В основном люди выбирают динамики диаметром 8-18 дюймов. Некоторые люди указывают диаметр сабвуферного динамика в сантиметрах, что не совсем правильно. В профессиональном автозвуке принято выражать размеры в дюймах.

Рекомендуемый объём для сабвуфера закрытый ящик:

• для 8-дюймового сабвуфера (20 см) требуется 8-12 литров чистого объема,
• для 10-дюймового (25 см) 13-23 литров чистого объема,
• для 12-дюймового (30 см) 24-37 литров чистого объема,
• для 15-дюймового (38 см) 38-57- литров чистого объема
• а для 18-дюймового (46 см) потребуется 58-80 литров.

Литраж дан приблизительно, так как для каждого динамика нужно выбирать определенный объем, исходя из его характеристик. Настройка закрытого ящика будет зависеть от его объема. Чем больше объем короба, тем меньше будет частота настройки короба, бас получится более мягкий. Чем объем короба меньше, тем частота короба будет выше, бас получится более чёткий и быстрый. Не стоит слишком увеличивать или убавлять объем, так как это чревато последствиями. При расчёте короба придерживайтесь объёму который был указа выше Если будет перебор объема, то бас получится расплывчатым, нечетким. Если объема не будет хватать, то бас будет очень быстрым и «долбить» по ушам в худшем смысле этого слова.

Расчет корпуса сабвуфера: программа и калькулятор онлайн

Если правильно произвести расчет корпуса сабвуфера в режиме онлайн, то вполне возможно будет собрать его самостоятельно. При этом возможно будет произвести расчет корпуса сабвуфера  онлайн, поскольку в интернете реально отыскать несколько программ, большинство из которых действуют, как качественный и удобный калькулятор.

Перед тем, как приниматься за изготовление корпуса сабвуфера различного объема, стоит отправиться на автомобильный рынок и подобрать там качественные динамики, фазоинвертор, бандпасс четвертого или же шестого порядка. Все спорные вопросы реально будет уточнить у продавца или же в автомобильном сервисе, как правило, бесплатно или же за символическое вознаграждение.

Для чего нужна программа расчета корпуса сабвуфера на русском

Перед тем, как использовать программу расчета корпуса сабвуфера на русском, стоит разобраться с тем, какие детали потребуется приобрести.

Для качественного звучания акустики придется купить:

• динамик – лучше всего, если это будет импортный вариант, который составит десять, а лучше двенадцать дюймов;
• бандпасс четвертого порядка – который будет разделен на несколько камер, способные ограничить те частоты, которые могут ограничиваться при помощи диффузора;
• бандпасс шестого порядка – имеет еще одну камеру, а также, наличие дополнительного фазоинвертора, при этом можно отыскать два типа бандпассов, то есть с одним или двумя фазоинверторами;
• фазоинвертор – деталь, которая представляет собой трубку, выводящую воздух, который может обеспечить дополнительное, более качественное звучание акустики.

При этом все вышеуказанные части обязательно заключены в корпус сабвуфера, который представляет собой ящик закрытого типа с определенным объемом. Как правило, качественный корпус сабвуфера представляет собой корпус из дерева, который полностью герметичен. Конечно же, этот вариант самый простой, но динамики, расположенные в нем показывают самый низкий уровень КПД.

В интернете имеется программа для расчета корпуса сабвуфера, русский вариант будет также доступен, она напоминает обычный калькулятор, но обладает рядом других функций.

К примеру, популярная программа Speaker Workshop позволяет произвести расчет онлайн таких параметров, как:

• корпус;
• фильтр;
• динамический импеданс;
• АЧХ;
• искажений гармонического характера;
• количества конденсаторов, резисторов.

Как произвести расчет объема корпуса сабвуфера

Еще одна программа, которая в режиме онлайн позволяет производить расчет необходимых составляющих для корпуса сабвуфера – это UniBox (Unified Box Model). С ее помощью реально рассчитать:

• объем закрытого ящика;
• особенности фазоинвертора;
• особенности брандпасса;
• начертить кривую импеданса, которую обеспечивают динамики;
• выступает, как качественный симулятор уровня звукового давления.

Еще одной довольно популярной программы, позволяющей в режиме реального времени произвести расчет объема корпуса сабвуфера является Crossover Elements Calculator. Она не только производит расчет объема   корпуса сабвуфера в режиме онлайн, но и дает советы, касающиеся того, какой именно корпус целесообразнее выбрать для конкретных динамиков, а также, способна скорректировать чувствительность высоких частот.

Программа, больше напоминающая калькулятор и способная произвести полный расчет объема корпуса  сабвуфера, имеющая русский интерфейс – это BassPort.

Параллельно она проверяет:

• число портов и их сечение;
• частоту настройки;
• диаметр диффузоров и их максимальный ход;
• несколько минимальных и максимальных показателей для портов.

Что предполагает калькулятор расчета корпуса сабвуфера

Как правило, качественный калькулятор расчета корпуса сабвуфера производит все действия на бесплатной основе. При этом все этапы расчета будут приближенными к номинальным техническим характеристикам.

Самой популярной программой на русском языке, позволяющей производить полный расчет всех параметров, можно назвать Speaker Box Lite.

С ее помощью реально рассчитать не только объем корпуса сабвуфера, но и:

• толщину используемого материала;
• габариты закрытого ящика в миллиметрах;
• диаметр вырезок отверстий под динамики;
• объем полезного типа в литрах;
• типы, выполняемых функций.

При этом программа-калькулятор поможет качественно произвести все расчеты только после того, как точно определен тип короба – закрытый или открытый с имеющимся инверторами. Возможно будет не только рассчитать чистый объем корпуса, но и настроить порты.

Внутренняя отделка

По окончании сборки, следует озаботиться защитным покрытием корпуса, и внутренних частей изделия:

Внешние плоскости покрываются лаковой пропиткой;
Внутренние части конструкции нужно проклеить противовибрационным материалом;
Стыки и места креплений плоскостей повторно проклеиваются или пропитываются каким-либо прочным составом с особым вниманием.

Профессионалы по сборке коробов используют большее количество противовибрационного материала, покрывая им не только внутренние, но и внешние части изделия. Таким образом, низкие частоты начинают звучать намного лучше.

Звук в конце тоннеля

Когда АвтоЗвук был еще маленьким и сидел под крылом Салона АВ, вышли в свет две первые части трилогии о сабвуферах — о том, чего ждать от разных типов акустического оформления и как подобрать динамик для закрытого ящика.

Значительная часть тех, кто, обдумывая житье, решил с пониманием отнестись к басовому вооружению своего автомобиля, этим, в принципе, уже могла бы обойтись. Но не все. Поскольку существует как минимум еще один, чрезвычайно популярный тип акустического оформления, по распространенности не уступающий закрытому ящику.

Фазоинвертор в отечественной литературе, bass reflex, ported box, vented box — в англоязычной — все это, по сути, звукотехническая реализация идеи резонатора Гельмгольца. Идея проста — замкнутый объем соединяется с окружающим пространством с помощью отверстия, содержащего некоторую массу воздуха. Вот именно существование этой массы — того самого столба воздуха, который, по утверждению Остапа Бендера, давит на любого трудящегося, и производит чудеса, когда резонатор Гельмгольца нанимают на работу в составе сабвуфера. Здесь мудреная вещь имени германского физика приобретает прозаическое имя тоннеля (по-буржуйски port или vent) .

Расчет необходимого объема, вид корпуса

Изготовление корпуса для низкочастотного динамика начинается с определения нужного нам типа корпуса. Короба бывают:

• с открытым корпусом;
• с закрытым корпусом;
• с фазоинвертором;
• корпус бандпасс.

Тип и объем корпуса определить довольно просто. Для этого потребуется знать три характеристики динамика (оптимальный размер динамика для автомобильного сабвуфера 12 дюймов), они указаны на коробке от сабвуфера либо в инструкции, также можно найти эти характеристики на сайте производителя:

• Fs – частота собственного резонанса;
• Qts – полная добротность динамика;
• Vas – эквивалентный объем динамика.

Тип корпуса определяется делением частоты резонанса Fs на добротность динамика Qts:

• Fs/Qts>30 – открытый корпус;
• Fs/Qts>50 – закрытый корпус;
• Fs/Qts>85 – фазоинвертор;
• Fs/Qts>105 – бандпасс.

Итак, с типом корпуса определились, как же рассчитать необходимые размеры, исходя из данного объема Vas? Произвести расчет корпуса сабвуфера лучше всего при помощи специальных программ, таких как Perfect Box 4.5, Blaubox, VASCalc. С помощью таких программ можно рассчитать короба любой геометрической сложности. Эти программы условно бесплатны, так что никаких проблем с законом. Чтобы сабвуфер хорошо лег в багажнике и при этом не занял полезное место, подходите к процессу замеров со всей серьезностью, будущий короб должен поместиться туда, куда вы задумали.

Вариант №3. Расчет размера фазоинвертора по номограмме

рис. 9. Номограмма

В области низких частот работа громкоговорителя не зависит от формы ящика или типа фазоинвертора, а определяется лишь двумя параметрами акустического оформления — объемом ящика-фазоинвертора V и частотой его настройки F_b. К нахождению этих величин и сводится в основном расчет акустического оформления.

Для того чтобы уяснить методику расчета громкоговорителей с помощью номограммы, рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.Рассчитать оптимальное акустическое оформление для известной низкочастотной головки. Допустим, что с помощью измерений параметры головки определены: Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м3, f_s=40 Гц. При работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением (R_g=0) Q_t головки составит 0,3. Отметим на оси абсцисс точку Q_t=0,3, проведем через нее перпендикулярную оси прямую и найдем ординаты точек пересечения прямой с кривыми в верхней и нижней частях номограммы: V_as/V=3, f_b/f_s=1,25, f₃/f_s=1,47. Подставляя в полученные отношения измеренные значения параметров головки V_as=0,120м3, f_s=40 Гц, находим: V=0,04 м3, f_b=50 Гц, f₃=59 Гц. Таким образом, если не принимать мер к дополнительному регулированию Q_t, для получения гладкой частотной характеристики громкоговорителя заданную головку достаточно поместить в ящик-фазоинвертор объемом 0,04 м3 и настроить его на частоту 50 Гц. Частота среза громкоговорителя при этом окажется равной 59 Гц.

Пример 2.Для той же исходной головки с Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м3, f_s=40 Гц требуется так рассчитать параметры ящика-фазоинвертора, чтобы частота среза громкоговорителя оказалась равной 35 Гц. При оговоренной частоте среза расчет начинается с определения f₃/f_s. В рассматриваемом случае f₃/f_s=0,875. Далее через точку с ординатой 0,875 на кривой f₃/f_s проводится прямая, перпендикулярная оси абсцисс, и определяются координаты точек пересечения ее с кривыми V_as/V и f_b/f_s , т. е. Q_t=0,415, V_as/V=1.05, f_b/f_s =0.93. Подставляя в полученные отношения значения параметров головки V_as=0,12м3, f_s=40 Гц, находим V=0,114 м3, f_b=37 Гц. Следовательно, для того чтобы получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя с частотой среза f3=35 Гц, объем ящика-фазоинвертора должен составлять 0,114 м3, а частота настройки — 37 Гц. Кроме того, поскольку требуемое значение общего Q головки отличается от измеренного (при работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением Q_t=0.3), для достижения желаемой формы частотной характеристики потребуется дополнительное регулирование этого параметра.

Пример 3.Дана низкочастотная головка (Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,12м3, fs=40 Гц) и задан объем акустического оформления 19 V=0,06 м3. Требуется рассчитать громкоговоритель, обладающий гладкой частотной характеристикой. Определим отношение V_as/V =2. Через точку с ординатой 2 на кривой V_as/V проведем прямую, перпендикулярную оси абсцисс, и найдем координаты точек пересечения ее с кривыми f_b/f_s и f₃/f_s : Q_t=0,345; f_b/f_s=1,1; f₃/f_s=1,2. Подставляя в последние отношения значения параметров головки, находим fb=44 Гц, f3=48 Гц. Таким образом, чтобы с данной головкой и в ящике оговоренных размеров получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя, потребуется настроить ящик-фазоинвертор на частоту f_b=44 Гц и с помощью средств регулирования довести общее Q головки до значения 0,345.

Разновидности

По типу конструкции различают четыре вида, каждый из них имеет свои особенности и способен по-разному влиять на звук.

1. Закрытый ящик. Данный короб прост в проектировании, а тип его конструкции в полной мере отражает название. Сабвуферный динамик, помещенный в закрытый ящик, имеет маленький КПД, но его акустические свойства будут все равно значительно улучшены. Его можно разместить беспроблемно в любом месте автомобиля.
2. Фазоинвертор — корпус, содержащий специальную трубку, которая выводит воздух, чем значительно улучшает качество и мощность звука низких частот.
3. Бандпас четвертого порядка имеет разделение на две камеры, в одной из которых размещен динамик сабвуфера, в другой камере размещен воздуховод. При таком типе конструкции можно регулировать частоты, воспроизводимые низкочастотным динамиком.
4. Бандпас шестого порядка имеет тот же принцип, что и предыдущий вариант, но отличается от него наличием дополнительного фазоинвертора. Такой тип конструкции выдает максимальный КПД, но его проектирование и сборка — очень трудоемкий процесс.

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом будет изготовление короба фазоинверторного типа, т.к. он отличается высоким показателем КПД и прост в изготовлении.

Какие материалы нам потребуются для сборки сабвуфера?

Многослойная фанера для корпуса сабвуфераМатериал для изготовления короба сабвуфера должен быть прочным, плотным и хорошо изолировать звук. Для этого отлично подойдет многослойная фанера или ДСП. Основные преимущества этих материалов – доступная цена и простота в обработке. Они достаточно прочны и обеспечивают хорошую шумоизоляцию. Мы будем делать сабвуфер из многослойной фанеры толщиной 30 мм.

Чтобы сделать короб для сабвуфера нам понадобится:

Саморезы по дереву (примерно 50-55 мм, 100 штук) Шумоизоляционный материал (шумка) Дрель и шуруповерт (или отвертка) Електролобзик Жидкие гвозди Герметик Клей ПВА Карпет, примерно 3 метра Клемник

Чертежи короба для сабвуфера

В данной статье мы будем делать короб под сабвуфер с 12-ти дюймовым динамиком. Рекомендуемый объем ящика для одного 10-12 дюймового динамика – 40-50 литров. Рассчитать короб под сабвуфер не сложно, вот примерная схема с размерами панелей

Схема и чертеж короба Стоит обратить внимание на минимальное расстояние от стенок корпуса до динамика. Оно, как и объем всего ящика, рассчитывается по внутренней поверхности

Собираем короб для сабвуфера своими руками

Можно приступать к сборке. Мы используем 12-ти дюймовый динамик Lanzar VW-124. 12-ти дюймовый динамик для сабвуфера Его диаметр 30 см, и первое что нужно сделать это вырезать отверстие под динамик. Минимальное расстояние от центра диффузора до стенки сабвуфера – 20 см. Мы отмеряли по 23 см (20 см + 3 см ширина фанеры) от края панели и прорезали отверстие електролобзиком. Далее вырезаем отверстие под фазоинверторную щель, в нашем примере она имеет размер 35*5 см.

Вырезаем щель фазоинвертора и отверстие для динамика

Вместо щели можно использовать классический воздуховод – трубку. Теперь собираем фазоинверторную щель и крепим ее к передней панели сабвуфера. Проходим по стыкам жидкими гвоздями и закручиваем саморезами

Собираем панели фазоинверторной щели Важно очень плотно закручивать саморезы, чтобы не оставить пустотелостей. Они будут создавать резонансные колебания, которые испортят звучание сабвуфера. Далее собираем боковые стенки короба, предварительно смазав их жидкими гвоздями, и плотно закручиваем саморезами

Боковые стенки короба На задней крышке короба нужно вырезать небольшое отверстие под клемник. Соединяем все части корпуса. Убеждаемся в том, что мы правильно вырезали и скрепили все части. Короб в сборке Вставляем динамик. Смотрим, любуемся

Далее собираем боковые стенки короба, предварительно смазав их жидкими гвоздями, и плотно закручиваем саморезами. Боковые стенки короба На задней крышке короба нужно вырезать небольшое отверстие под клемник. Соединяем все части корпуса. Убеждаемся в том, что мы правильно вырезали и скрепили все части. Короб в сборке Вставляем динамик. Смотрим, любуемся.

Внутренняя отделка

Переходим к внутренней отделке короба. Первое, что необходимо сделать это проклеить все стыки и щели эпоксидным клеем или герметиком. Далее с помощью клея ПВА приклеиваем на всю внутреннюю поверхность короба шумоизоляционный материал. Обклеиваем корпус шумкой Обклеиваем корпус шумкой Теперь обтягиваем всю внешнюю плоскость короба карпетом, включая щель фазоинвертора. Крепить его можно на эпоксидный клей или с помощью мебельного степлера. Короб обтянут карпетом Далее вставляем и плотно прикручиваем динамик. Сабвуфер почти готов, осталось только протянуть провода от динамика к клемнику и подключить усилитель. Установленный сабвуфер с усилителем Усилитель мы докупали, но его также можно сделать своими руками. Это довольно сложно, так как требует знаний и практики в области радиотехники. Также можно использовать готовые наборы и схемы для радиолюбителей, вроде Мастер-КИТ, и самостоятельно проводить сборку усилителя. Единственное требование к усилителю – его максимальная мощность должны быть меньше, чем максимальная мощность динамика.