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?

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.

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.

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.

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.

Функции дрели выполняет и шуруповёрт, включённый на высоких оборотах.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Колонка из наушников – вариант, в котором вместо динамической головки, не рассчитанной для приличной громкости на большом от слушателя расстоянии, используется любой современный динамик. Пространство наушника резко ограничено, чтобы разместить в нём усилитель и питающий аккумулятор. В такой колонке применяется кусок всё той же трубы ПВХ. Однако когда колонка пассивная, процесс значительно ускоряется. Пошаговая инструкция заключается в следующем.

1. Разберите наушники и извлеките из них головки с мембранами.
2. Вставьте на их место динамики. Динамик по возможности выбирается тонким и плоским.
3. Присоедините провода, ранее подводившие высокочастотное напряжение к мембранным головкам.
4. Закрепите динамики при помощи саморезов.
5. Закройте (если получится) сеточные вставки.

Превратить наушники в колонки возможно, если они изначально были достаточно велики – закрывали уши полностью. Если динамики не вставляются полностью, не закрываются, то воспользуйтесь равноценной заменой, изготавливающейся следующим образом.

1. Выньте из наушников мембранные головки.
2. Прорежьте в дне пластикового или картонного стакана отверстия, чуть меньшие самих головок по диаметру.
3. Вставьте и приклейте мембраны.

Такая акустика относится больше к шуточной – она не рассчитана на профессиональное использование. Для полноценных колонок нужны динамики. Если вставить малогабаритные динамики вместо наушниковых мембран не удалось, в качестве основы подойдёт уже знакомая вам цилиндрическая конструкция.

1. С обратной стороны наушников прорежьте отверстие, в которое войдёт магнит на обратной стороне динамика. Отверстие должно быть гораздо больше, чем сам магнит – от корпуса наушника останется лишь боковая несущая конструкция. Задняя (наружная) стенка наушника будет срезана целиком.
2. Приклейте с помощью термоклея или «Момента-1» наушник только что сделанным срезом куску трубы ПВХ.
3. Разместите внутри трубы блок питания (или литий-ионный аккумулятор с контроллером подзаряда) и сам усилитель. Получится активная колонка.
4. Аналогично изготовьте основу для другого наушника, расположите в ней динамик. Получится пассивная колонка. В стереосистемах активной является лишь одна из колонок.
5. Выведите из пассивной колонки аудиошнур, припаяйте к нему штекер со стандартным диаметром 3,5 мм.
6. Врежьте в активную колонку такой же разъём для подключения пассивной. Один из стереовыходов усилителя подключите к ней. Второй – к динамику активной колонки напрямую.
7. Врежьте ещё один разъём в активную колонку – для подключения внешнего источника звука (например, смартфона), подключите его к стереовходу усилителя.
8. Подключите блок питания к входу для него на усилителе.
9. Проверьте, что все детали и узлы надёжно закреплены, закройте обе колонки с помощью заглушки.

Если колонки питаются от аккумулятора – вместо блока питания подключите аккумулятор к контроллеру разряда, а сам контроллер – к выводам питания усилителя. К аккумулятору подсоедините контроллер заряда, врезав его разъём в круглые стенки активной колонки. Если вам нужно беспроводное подключение – приобретите и установите в активную колонку аудиоплату Bluetooth.

• Перед тем как окончательно собрать колонки, протестируйте их работу, а именно – качество звука. Оно должно совпадать с расчётным. Произведите акустический расчёт помещения.
• Пайку, сборку электроники осуществляйте только при отключённом питании: это предотвратит её выход из строя при случайном касании паяльником двух и более тонких выводов, расположенных рядом.
• Улучшить звук можно, используя вместо фазоинвертора звуковой лабиринт. Уделите внимание конструкциям, в которых этот лабиринт есть. Изготавливается он из фрагментов кабельного короба или дополнительных перегородок внутри.
• Разумнее уделить время и использовать материалы, комплектующие для более качественных систем. Независимо от того, аудиофил вы или нет, хорошее качество звука за минимальные (в 10 раз меньшие) деньги окупится с лихвой. Колонки отработают не один десяток лет.
• Выбирайте брендированные динамики, остерегайтесь подделок.
• Усилитель, в отличие от хорошего сабвуфера, стоит до 100 раз дешевле. За последние 20-25 лет микросхемы УМЗЧ подешевели. Выберите усилитель по мощности динамика – и он, и колонка должны быть согласованы.
• Обязательно на микросхеме мощного усилителя закрепите массивный радиатор. Иначе усилитель, поработав 40 секунд или минуту, выключится до тех пор, пока микросхема не остынет до комнатной температуры.
• Заполните свободные участки внутренней стороны каждой стенки колонки демпфирующей материей – она избавит от резонанса. Демпфер подходит лишь для колонок без фазоинвертора.
• В нестандартных колонках (из бутылки, автопокрышки, круглой коробки из-под чего угодно) несколько поднять уровень низких частот поможет пассивный излучатель – динамик с двумя диффузорами.
• Если позволяют финансы – применяйте рупорные динамики: они создают эффект присутствия слушателя в зале, а не просто передают высококачественный звук. За ними стоит составная аудиоколонка, где используются общий низкочастотный сабвуфер – а многоканальные сателлиты подключаются к разным высокочастотным выходам.
• После сборки колонки произведите её внешнюю отделку – она впишется в дизайн комнаты.

О том, как сделать аккустическую систему своими руками, смотрите далее.