Своими руками сабвуфер

Своими руками сабвуфер

Виды сабвуферов

Сабвуферы можно разделить на активные и пассивные.

Пассивный сабвуфер – это корпус с установленным в нём динамиком. Для работы такого сабвуфера нужен дополнительный внешний усилитель достаточной мощности.

В активный встроен собственный усилитель низкой частоты с возможностью регулировки громкости. На многих активных сабвуферах также существуют регуляторы уровня баса и звуковой частоты, благодаря которой сабвуфер перестаёт воспроизводить звук с более высокими частотами. Это нужно для лучшего согласования звука с акустическими системами. Единственным недостатком активного сабвуфера является его большая стоимость.

Формы корпусов

Форма корпуса не так влияет на качество звучания сабвуфера, как материал, из которого он сделан. Но все же, форма короба остается важной темой для обсуждения. В результате воздействия обратной звуковой волны на корпус, он начинает вибрировать и излучать собственные звуковые волны на определенной частоте. Такие волны принято называть стоячими волнами. Стоячие волны могут гасить некоторые частоты и придавать нежелательную окраску звуку. В результате частотная характеристика сабвуфера ухудшается. Рассмотрим несколько вариантов форм короба и расположения динамика в нем. Практика показывает, что равноудаленность динамика от стенок вызывает наибольшую вибрацию корпуса и максимальное воздействие отраженных волн на динамик. Обратные звуковые волны от мембраны динамика одновременно достигают всех стенок корпуса и отражаясь от них, одновременно воздействуют на динамик. Из четырех представленных на рисунке вариантов наилучшим является самый правый вариант, при котором, расстояния от динамика до всех стен короба различное. Обратные волны достигают стенок корпуса и динамика не одновременно, тем самым их нежелательное влияние на динамик сводится к минимуму. Частотная характеристика сабвуфера улучшается.

Типы корпусов сабвуферов

Герметичные корпусы (Закрытый ящик). Пожалуй, наиболее распространенной формой корпуса на сегодняшний день является герметичный корпус. Ему отдают предпочтение по причине относительной простоты разработки и конструирования. Герметичный корпус — это корпус, который полностью изолирует внутреннее воздушное пространство сабвуфера от внешнего. Воздух внутри короба поддерживает мембрану динамика и работает как дополнительная подвеска для нее. Это позволяет динамику выдерживать большую мощность.
Диапазон излучаемых частот сабвуфера зависит от объема корпуса. Если объем короба меньше оптимального, то внутри короба давление увеличится, что приведет к срезанию некоторых частот и усилению других. Вместо чистого глубокого баса сабвуфер выдаст гулкий, «проваленый». Увеличивая объем короба бас улучшается, но опять же до определенного уровня. Главная задача проектирования короба заключается в определении его оптимального объема для выбранного низкочастотного динамика.
На практике часто случается так, что сначала конструируется короб, исходя из ограничений свободного пространства в багажнике автомобиля, а затем подбирается динамик под внутренний объем этого короба. На далее рисунке изображен график, по которому можно определить приблизительный объем внутреннего пространства корпуса для данного диаметра динамика.

Фазоинверсные корпусы сабвуферов широко применяются в домашних акустических системах. С развитием автомобильной аудиоиндустрии и благодаря внедрению компьютерного программного обеспечения, помогающего в сложных расчетах, фазоинверсные или вентилируемые корпуса получили широкое распространение и в автомобильных аудиосистемах. Эта форма корпуса уникальна тем, что фазоинвертор (вентиляционный канал) помогает в воспроизведении наиболее низких частот в слышимом диапазоне. Фазоинвертор фактически становится источником звука, содействующим общему звучанию сабвуферной системы.
Фазоинверсные системы выдают больше баса при меньшей мощности, чем герметичные. Обратная волна, выходя из отверстия наружу усиливает фронтальную волну. Правильно сконструированный вентиляционный канал даст повышенный выходной сигнал на настроенной частоте. Звук у фазоинверсных сабвуферов чище, но объем их больше, чем у герметичных для одного и того же динамика.
Недостатком данного типа сабвуферов является возможность появления искажений при воспроизведении частот из диапазона ниже расчетного. Иногда канал вентилируемого корпуса может генерировать средние частоты, что придает басу нежелательную окраску. Расчеты параметров вентилируемого корпуса более сложные, и даже небольшие погрешности могут не оправдать затраченных усилий и времени. На звуковую картину такого сабвуфера оказывают влияние даже такие параметры, как температура и влажность окружающей среды. Ошибки при конструировании и настройке фазоинвертора являются причиной того, что акустическая система «бубнит» или же бас «размазан».

Изобарическая конструкция корпуса представляет собой короб, в котором установлены два идентичных динамика. Эта конструкция основана на идее наличия постоянного давления воздуха между мембранами двух динамиков. В результате два акустически связанных динамика функционируют как один динамик. Преимущество этой конструкции состоит в экономии объема короба. Например, для двух 15 дюймовых динамиков необходим минимальный объем короба равный 0.1 куб.м, а при изобарической конструкции объем короба можно уменьшить в двое. Что с коммерческой точки зрения является большим преимуществом. Недостатком данной конструкции является то, что при наличии двух звуковых катушек фактически рабочей остается только одна мембрана. Общая отдача изобарического сабвуфера примерно на 3 дБ меньше, чем у остальных сабвуферов при одинаковой входной мощности. Конструктивно пара динамиков располагается внутри корпуса на одной оси, мембрана к мембране, магнит к магниту или магнит к мембране.

Bandpass корпусы представляют из себя две камеры между которыми монтируется динамик (см.рисунок 20). Одна из камер является герметичной, а вторая камера фазоинверсной (single reflex). Данная конструкция обеспечивает очень качественный низкий бас по сравнению с другим сабвуферами, что делает их очень популярными на рынке автомобильных аудиосистем. Однако акустическая отдача их сравнительно низка. При конструировании bandpass коробов следует учитывать эту зависимость между частотной характеристикой и звуковым давлением, которое развивает корпус. Чем ниже и лучше бас, тем ниже акустическая отдача и мощность сабвуфера.

И наоборот, чем мощнее bandpass сабвуфер, тем выше и хуже бас он выдает. Эти сабвуферы ни в коем случае нельзя перегружать. Недостатком данного типа корпуса является высокая сложность расчетов и относительно большие размеры по сравнению с герметичными или фазоинверсными корпусами.
Лабиринт. Принцип, лежащий в основе этой формы, состоит в том, что данный корпус сможет ограничить резонанс и поглотить всю энергию обратной волны и выдать отличную низкочастотную характеристику. Эта теория обладает некоторой достоверностью, так как правильно разработанные и сконструированные корпуса такого типа показывали чрезвычайно низкий резонанс короба наряду с отличной низкочастотной характеристикой. Путь, которым достигается увеличение характеристик на нижних звуковых частотах в этом корпусе, состоит в том, что задняя волна от динамика смещается против фазы на 90 градусов, прежде чем попадает в отделение прослушивания. Это служит дополнением к фронтальной волне. В силу ослабления колебаний в лабиринте возникает небольшое запаздывание в синхронизации сигнала, что также усиливает выходной сигнал. С другой стороны, КПД такого корпуса существенно ниже, чем у других конструкций и требует много пространства в автомобиле.
Лабиринт по-другому называют трансмиссионной линией (transmission-line). В отличие от других форм корпусов это наиболее непредсказуемая конструкция, которая никогда не была доказана математически. Вся имеющаяся информация основана на практических исследованиях и множестве неудачных экспериментов, проводившихся на протяжении многих лет.

Материалы для корпуса сабвуфера

Многослойная фанера. Существует большое количество сортов фанеры, многие из которых не приемлемы для конструирования корпуса акустической системы. Обычная фанера недостаточно плотная и будет давать искажения звука. Многослойная (12 слоев) фанера из корабельной древесины или русской березы является отличным материалом для постройки небольших корпусных систем. Данная фанера достаточно плотная и легче древесностружечной (ДСП) и средней плотности древесноволокнистой плиты средней плотности (MDF). С ней легко работать, вкручивать шурупы, не опасаясь расслаивания. Лист толщиной 12 мм имеет лучшие резонансные характеристики, чем у большинства досок толщиной 16 мм. Недостаток данной многослойной фанеры заключается в том, что большие корпуса из нее начинают звенеть. Ее не рекомендуется использовать для корпусов с большими плоскими пролетами. Лучше всего она подходит для пары динамиков диаметром 8 дюймов в корпусе объемом меньше 0.04 куб.м. Второй ее недостаток — это дороговизна и дефицитность.

Древесностружечная плита. Это наиболее распространенный материал из используемых сегодня. В продаже имеются ДС плиты нескольких сортов, но для корпусов рекомендуется ДСП самой большой плотности. Хотя высокоплотные разновидности весят больше, с ними легче работать и они лучше звучат. Высокоплотная ДСП толщиной 16 мм является, возможно, самым лучшим выбором для более мощной низкочастотной акустической системы, поскольку у нее самая высокая плотность и слабые резонансные качества. ДСП недорогие и их легко найти. Недостаток этого материала заключается в том, что он легко впитывает влагу и с трудом режется дисковой или ленточной пилой. Корпуса из ДСП следует окрашивать, чтобы предотвратить разбухание из-за влаги.

Древесноволокнистая плита средней плотности. ДПВ, по сути, является формой спрессованой бумаги, имеет высокую плотность и легко режется. Чем выше плотность, тем лучше корпус будет воспроизводить звуки из-за ограниченной гибкости стенок. Недостатком ДПВ является то, что с ней тяжело работать из-за склонности расслаиваться, когда ее скрепляют. Она много и быстро впитывает влаги. Как и с ДСП, конструирование следует внимательно проводить как в отношении крепления, так и в предотвращении влияния влажности. Несмотря на это, результаты стоят приложенных усилий. Это лучший выбор для быстрого построения сабвуферных систем средней мощности.

Как сделать корпус для сабвуфера?

Существует два варианта установки сабвуфера – приобретение готового или покупка динамика и изготовление ящика под него. Рассмотрим второй вариант, который подойдет людям, увлеченных автозвуком.

В продаже существует масса готовых корпусов, но они не отличаются качеством. Тут может привлечь только цена, их стоимость составляет примерно 1000 рублей. Но материалы дешевые, сделанны из тонкой фанеры, нет жесткости ящика. Добиться с покупным корпусом правильного звучания сабвуфера не получиться.
Важно помнить, что хорошо сделанный корпус для сабвуфера существенно преобразит звучание. На практике, один и тот же сабвуферный динамик в различных коробах звучит совершенно по-разному, причем разница существенная на слух даже для неподготовленного слушателя.

Приступим к изготовлению

Для начала нужно определиться с формами и размером. По умолчанию будем считать, что у вас имеется чертеж ящика под саб. Если нет, то будет полезно узнать в статьях «Корпус для сабвуфера» и «Типы акустического оформления сабвуфера». К тому же, производители в технической документации к динамику предлагают несколько вариантов размеров корпусов, исходя из его параметров. Чертежи для ящика под сабвуфер также можно найти на специализированных авто форумах по автозвуку.

Определимся с материалом для ящика. Существует два варианта, это либо MDF, либо многослойная фанера. Т.к. буду рассказывать про свой опыт изготовления корпуса для сабвуфера, то для себя я выбрал многослойную фанеру.
Во-первых, найти MDF в магазине непросто. Во-вторых, стоимость фанеры намного дешевле. При выборе фанеры нужно определиться с ее толщиной, чем она толще — тем жестче будет корпус и лучше в итоге звучание. Оптимальная толщина фанеры составляет 18 мм, что является разумным и по цене и по качеству, и она продается в любом строительном магазине.

Не стоит забывать про вес будущего корпуса под сабвуфер, если его делать из очень толстой фанеры, то вес готового ящика может достигать 40 килограмм. Плюс вес самого динамика, в итоге — лишние полцентнера в багажнике, которые вы постоянно будете с собой возить.

Разрезать фанеру под будущий ящик можно в магазине, благо сейчас это предоставляют большинство крупных строй-магазинов, по типу «Касторама». Далее нужно закупить сопутствующие материалы — клей ПВА и кисточки, мебельные шурупы, жидкие гвозди (для проклейки стенок и стыков) саморезы и акустический карпет для оклейки ящика. Еще я бы порекомендовал специальное покрытие для дерева, которое защитит его от влаги.

Приступаем к постройке корпуса сабвуфера

Рекомендую, лицевую часть корпуса, на которой крепиться динамик, сделать двойной, а именно из двух листов фанеры. Т.е. получается, что общая толщина будет 36 мм. Это нужно для большей жесткости, ведь именно эта часть ящика оказывается самой слабой и нагруженной. Как вариант, можно сделать отверстие под динамик в первом листе обычного размера, а во втором (наружном) чуть большим, по внешнему диаметру динамика. В итоге получиться, что саб будет утоплен в корпусе.

Это лучше выглядит с эстетической стороны.

Собираем ящик для сабвуфера. Листы фанеры между собой склеиваем клеем и прикручиваем с помощью саморезов. Количество саморезов должно быть примерно следующее: один саморез на один квадратный сантиметр площади стенки или через каждые 3-5 сантиметров. Не жалейте саморезы, прочность важнее. С помощью мебельных шурупов соединяем стенки корпуса будущего ящика между собой. Технология следующая: сначала просверливаем отверстие под мебельный шуруп, капаем каплю клея ПВА и закручиваем.

Почему надо использовать мебельные шурупы? Они, в отличие от саморезов, дают наиболее прочное соединение и не разболтаются от постоянных колебаний и тряски.

Приступаем к защите корпуса. Для этого существует специальный лак, который защищает древесину от влаги. Тут никаких проблем возникнуть не должно.

Для увеличения жесткости конструкции корпуса его нужно проклеивать изнутри вибро-изоляционными материалами. Данная процедура нужна, когда выбран не слишком толстый материал для изготовления корпуса, или для увеличения жесткости покупного ящика. По опыту, после данной операции, сабвуфер заиграл по новому — качественно и более быстро.
При сборе сабвуфера нужно уделить внимание проклейки стыков и соединений (особенно если тип вашего корпуса — закрытый ящик). Пристальное внимание нужно уделить месту, откуда выходят провода для сабвуфера. В качестве проверки герметичности — ящик заливают водой, но этот метод я считаю перебором.
Если после сбора и прослушивания сабвуфера вам не нравиться его звук, кажется слишком жестким, можно положить внутрь синтепон или обычную вату. Она требуется, чтобы улучшить качество звучания при неправильном конструировании ящика под сабвуфер.

Бас получился сочный и мощный. Отыгрывается басы на все 100 процентов, четкость на высоте, скорость баса хорошая, и при этом локализация получилась что надо. Нет неприятного гудения и давящего давления на уши. По сравнению с покупными сабвуферами в готовом корпусе — это небо и земля!

Домашний уют

Как рассчитать объем сабвуфера

Изготовление сабвуфера “Стелс” своими руками — это создание короба под большой динамик, который производя колебательные движения, перекачивает воздух. Для того чтобы он мог нормально функционировать, ему нужен определенный объем внутри корпуса, в который он установлен. Для каждого размера есть рекомендации по выбору объема коробки.

Размер динамика в см

Объем в литрах

Этими объемами нельзя пренебрегать. В противном случае звучание будет плоским, а срок службы саба значительно снизится по причине избыточного сопротивления воздуха работе мембраны динамика.

Как правило, саб устанавливается в нишу, образованную аркой заднего колеса и задним крылом автомобиля. Поэтому вариантов для выбора размера динамика не так уж много. Перед тем как сделать короб для сабвуфера “Стелс”, нужно рассчитать объем этой ниши, чтобы получить представление о размере динамика. Он должен соответствовать рекомендованному для данного объема или быть меньшего диаметра.

В зависимости от формы нишир расчетобъема будет разным. Поскольку форма сложная, то подойдут формулы для расчета таких фигур как параллелепипед, треугольная призма. Возможно, что пространство ниши придется условно поделить на несколько простых геометрических фигур, и объем рассчитать, как их общую сумму.

Необходимые для изготовления материалы

Для изготовления сабвуфера “Стелс” своими руками потребуются инструменты, материалы, а главное свободное время. Так как форма “Стелса” криволинейная, то корпус будет сделан из стеклоткани с использованием эпоксидной смолы. Сам процесс склейки занимает несколько дней, потому что перед нанесением каждого нового слоя необходима полимеризация предыдущего.

Для работы потребуется:

  1. Стеклоткань Т 13. Это негорючий конструкционный материал высокой прочности. Он способен противостоять агрессивным средам и применяется для создания высокопрочных стеклопластиков. Активно применяется в автомобильном и лодочном тюнинге.
  2. Эпоксидный клей. Цена на него зависит от объема упаковки и производителя. Поскольку объем работы предстоит большой, то для работы потребуется от 1 до 3 кг.
  3. Фанера или МДФ. Этот материал потребуется для изготовления наружной части корпуса, в которую будет врезан динамик. Толщина должна быть от 0,8 см и выше. Чем толще, тем лучше.
  4. Скотч малярный 50ммх50м, один или два рулона.
  5. Карпет. Этот материал позволит сделать корпус в едином стиле с багажником.
  6. Клей “Жидкие гвозди” для приклеивания карпета.
  7. Грунтовка для древесины. Чтобы фанера не впитывала в себя влагу и не расслаивалась, ее нужно будет обработать.
  8. Шпатлевка по дереву. Этот материал позволит устранить неровности поверхности перед оклеиванием карпетом.

Кроме этого потребуется фрезер или лобзик, чтобы выпилить посадочные кольца для динамика.

Формирование корпуса

Изготовление сабвуфера “Стелс” начинается с оклеивания ниши. Внутри нее будет создаваться корпус. Для этого малярный скотч 50ммх50м режется на полоски, которые наклеиваются на пластиковую обшивку или ковролин внутри ниши. Полученный бумажный слой будет служить основой для нанесения первого слоя стекловолокна.

Стеклоткань Т 13 находится в рулонах шириной от 90 до 100 см. Этой ширины достаточно, чтобы полностью перекрыть нишу как по ширине, так и по высоте.

До начала формирования первого слоя нужно изолировать бумажную основу от соприкосновения с эпоксидкой. Для этого бумагу можно покрыть парафином, стеарином, паркетной полиролью.

Затем нужно размешать эпоксидную смолу с отвердителем в соответствии с инструкцией и нанести ее на бумажную матрицу. После того как первый слой застыл, необходимо нанести еще один, на который будет уложена стеклоткань.

Лоскут стеклоткани берется с небольшим запасом, который после формирования корпуса нужно будет отрезать. После нанесения первого слоя стекловолокно прокатывается роликом и грубой кистью. Важно чтобы материал был полностью пропитан эпоксидным клеем. Цена некачественной работы — расслоение корпуса после полимеризации.

Затем процедура повторяется. Толщина стеклоткани 0,3 мм. Для придания необходимой прочности нужно выложить от трех до пяти слоев. Чтобы было удобнее работать, после застывания первого слоя корпус можно вынуть из багажника и продолжить работу, наклеивая стеклоткань снаружи, а не изнутри.

Процесс не быстрый. Чтобы сделать сабвуфер “Стелс” своими руками, понадобится несколько дней.

В зависимости от температуры воздуха и количества отвердителя высыхание эпоксидной смолы занимает от 30 минут до нескольких часов. Отвердителем злоупотреблять нельзя. Во-первых, корпус получится хрупкий, а во-вторых, можно не успеть нанести стеклоткань, как смола застынет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *