Как сделать Bluetooth-колонку своими руками?

Рынок сегодня предлагает разнообразные колонки, включая беспроводные. Дешёвые (за несколько сотен рублей) не отличаются особым качеством, так как электроника в них самая недолговечная, часто ломается, не проработав и нескольких месяцев. Высококачественные же не обладают достаточной выходной мощностью, несмотря на срок службы до нескольких лет.

Bluetooth-колонку можно сделать из любых старых запчастей. Круглые модели, в которых динамик обращён вверх, изготавливаются из подручных материалов. Стенками корпуса круглой стоячей модели послужит любая пластиковая труба с внутренним диаметром от нескольких сантиметров. Используется даже канализационная труба – главное, установить динамик подходящих размеров, который не провалится на дно такой конструкции.

Мембрана не может служить вечно – с годами она растрескивается, а звуковые катушки могут перегореть. Но корпус наушников достаточно велик, чтобы туда поместилась широкополосная по диапазону звука «пищалка», воспроизводящая звуки от нескольких сотен герц до 20 килогерц.

Кроме расходников на корпус, нужны болты и/или саморезы. В случае с болтами потребуются гровер-шайбы и гайки под них. В качестве клея – «суперклей» типа «Секунда», засыхающий буквально за считаные секунды. Подойдёт и «Момент-1» – он универсален. Для изготовления нижней части, нужна и пара заглушек. И труба, и заглушки приобретаются в любом строймагазине или супермаркете, продающем стройматериалы, электрику и сантехнику.

Электронная составляющая – модуль Bluetooth, например, модель BLK-MD-SPK-B. Стоит она на Aliexpress примерно $ 10. Нужны разъём и штекер в стандарте 3,5 мм, разноцветные провода, выключатель. Плату для усилителя под выбранный динамик собирают самостоятельно – на базе любой из микросхем с выходной мощностью от 1 до 10 Вт. На рынке электронных запчастей представлены сотни моделей готовых усилителей мощности звука.

Из инструментов нужны: дрель, плоская и крестовая отвёртки, маломощный паяльник на 20-40 Вт. Более мощный паяльник может перегреть тонкие и мелкие выводы радиоэлементов. Дело в том, что любые полупроводниковые радиодетали (диоды, транзисторы, микросхемы) при перегреве получают тепловой пробой и превращаются в подобие куска провода или низкоомного резистора – абсолютно бесполезное в построении активных функциональных узлов и блоков аппаратуры.

Для пайки нужна канифоль, припой и паяльный флюс. Изоляцию отдельных токоведущих частей выполняют изолента, многослойное покрытие износоводостойким лаком, заливание парафином. Навесные стыки проводов защищают также изоляционные трубочки – внешняя оболочка от более толстых проводов и кабелей, разрезанная поперёк, а не вдоль.

От обычной колонки Bluetooth-устройство отличается наличием соответствующего беспроводного модуля.

В последнем случае Bluetooth-колонка лишается удобства перевозки – ей потребуется дополнительное питание. Процесс изготовления Bluetooth-колонки своими руками включает в себя такие моменты.

1. Изготовление корпуса по чертежу, в который поместятся все функциональные узлы. Выпилите по чертежу грани, просверлите и пропилите все технологические отверстия, зазоры.
2. Монтаж плат усилителя и Bluetooth-модуля, аккумулятора и USB-платы подзаряда.
3. Сборка готовых частей устройства.

Собрав корпус, вначале устанавливают батарею.

Ёмкость батареи в идеале должна составлять до нескольких ампер-часов. Идеальный вариант – встроить 2-3 элемента, емкость каждого из них достигает 2-3 А. Есть возможность найти на радиорынке или в сервис-центре отслужившие своё аккумуляторы от смартфонов и планшетов, контроллер в которых раскалибровался и недозаряжает (или перезаряжает) их. Батареи из таких устройств нередко используются в качестве внутреннего источника питания для полностью восстановленных смартфонов. Сделайте следующее.

1. На нижней (или задней, если колонка не круглая) примерьте, как будет располагаться одиночный аккумулятор – или сборная, из нескольких элементов, батарея.
2. Припаяйте к ней провода питания. Временно заизолируйте их при помощи изоляции от провода или кабеля большей толщины – это поможет избежать замыкания.
3. Приклейте аккумулятор ко дну или задней стенке корпуса термо- или быстросохнущим клеем.

Батарея готова к подключению других устройств. Далее выполните следующие шаги.

1. Припаяйте провода к USB-модулю подзаряда.
2. К заранее подготовленному корпусу, в котором вырезано отверстие под подключаемую USB-вилку, приклейте на термоклее или герметике сам модуль. Твёрдый клей использовать нежелательно – он при растрескивании со временем может повредить многослойные платы. Убедитесь, что гнездо расположено напротив прямоугольного отверстия – в него легко пройдёт USB-штекер.
3. Подсоедините выход USB-модуля на вход батареи, соблюдая полярность.

На плате USB-модуля засветится светодиод, свидетельствующий о том, что подзаряд выполняется, и модуль подключён верно. Микросхема модуля преобразует напряжение 4,8… 6 вольт в требуемые для аккумулятора 4,2 В, что не даст аккумулятору разрядиться полностью. Для недопущения полного разряда батареи во время работы потребуется обратный модуль, преобразующий напряжение 2,5… 4,2 В в напряжение 5 В, нужное для работы Bluetooth-модуля. Сделайте следующее.

1. Припаяйте к обратному модулю провода – по паре проводов на вход и выход.
2. Соедините, соблюдая полярность, провода батареи с входными проводами обратного модуля. Оставьте разрыв питания для выключателя – он подключается последовательно.
3. В нужное отверстие вставьте и посадите на термоклей сам выключатель. Для надёжности его фиксируют с торцов винтами или саморезами.
4. Включите выключатель в разрыв питания, припаяв его выводы к нужным проводам.
5. Проверьте, что обратный модуль питания включается и выключается – при работе модуля на нём должен загореться отдельный светодиод.

Результатом станет появление при включении питания с выключателя напряжения 5 В. Модуль обеспечивает нагрузку до 500… 600 миллиампер без заметного «проседания» по данным пяти вольтам. Далее выполните следующие шаги.

1. Заизолируйте все паяные соединения при помощи клея-герметика или изоленты. Китайские модули с AliExpress, особенно самые дешёвые, сгорают при малейшем замыкании на выходе – будьте аккуратны, не допустите этого.
2. Посадите обратный модуль питания на герметик.

Первая часть – сборка интерфейса питания (силовой блок) закончена. Платы функциональных узлов надёжно зафиксированы. Пришло время установить усилитель и беспроводной модуль.

Выберите место, где устанавливается усилитель. Это гораздо более тяжёлая радиоплата – благодаря наличию массивной микросхемы и большого (почти с кулак) радиатора. Её необходимо закрепить, в отличие от лёгких, почти невесомых модулей питания, понадёжнее – чтобы она не сместилась и не упала на остальную электронику. Сделайте следующее.

1. Расположите плату усилителя так, чтобы одной стороной (платой) она лежала на нижней стенке корпуса. Вторая точка опоры (радиатор) опирается о другую стенку (например, одну из боковин).
2. Припаяйте провода на вход, выход и питание.
3. Смонтируйте входной разъём mini-jack (3,5 мм) – он сделает колонку более полнофункциональной (вход AUX). Припаяйте к нему три провода («левый», «правый» и «общий»).
4. Подключите провода разъёма к стереовходу усилителя, соблюдая маркировку.
5. Подведите питание с обратного модуля на вход усилителя.

Либо это будет установка отдельного модуля, превращающего 5 вольт в 12-19. Последний шаг сопровождается значительными потерями на тепловыделение микроконтроллеров по питанию – утрачивается до 40% КПД в пересчёте на потребляемые от аккумулятора ватт-часы (или вольт-амперы).

Мощный усилитель превратит мобильную (портативную) беспроводную колонку в стационарную или возимую (на авто). Мобильность будет лишь частичной: по Bluetooth подключается любой гаджет – но колонку нельзя носить с собой или возить на велосипеде без мощного устройства PowerBank для ноутбуков либо дополнительного аккумулятора. Её лучше использовать местно (дома, на даче, в офисе или машине). Для подсоединения Bluetooth-модуля сделайте следующее.

1. Определитесь, где будет размещаться беспроводной модуль.
2. Припаяйте к нему провода – по питанию и на выход.
3. Если на плате модуля нет полосковой антенны (отдельной дорожки) – припаяйте отрезок провода на вывод, промаркированный для антенного выхода.

Радиосвязь Bluetooth работает на частотах порядка 2,4 гигагерца. Длина волны данного диапазона- 12,5 см. Штырь «три четверти» эффективнее ¼ от длины волны. ¾ длины волны для Bluetooth-связи – 94 мм, что даст надёжное покрытие в радиусе 10-15 м. Подключается звуковой выход модуля сразу же на вход усилителя. В его состав уже входит предусилитель, выдающий несколько единиц или десятков милливатт, достаточных для «раскачки» каскадов основного усилителя. Выполните следующие шаги.

1. Подключите звуковой выход Bluetooth-модуля ко входу основного усилителя.
2. Подключите питание Bluetooth-модуля от обратной платы питания.
3. Надёжно заизолируйте все паяные соединения.
4. Приклейте Bluetooth-модуль в нужное место внутри колонки.
5. По возможности расположите антенный штырь вертикально.

Разместите основную плату усилителя в заранее подготовленном месте и также приклейте её. Соберите основные части корпуса вместе со смонтированной электроникой. Если колонка квадратная, то лучше закрепить её стенки на внешних уголках, это поможет в случае поломки быстро её разобрать. Для установки и подключения динамика сделайте следующее.

1. Разместите динамик в заранее пропиленном зазоре.
2. Если у динамика имеются «ушки» – прикрутите его к грани корпуса, в чью сторону он будет обращён к слушателю.
3. Припаяйте провода с выхода усилителя к контактам динамика.
4. Закройте колонку, установив последнюю, шестую её грань.

Соберите колонку окончательно и приступите к опробованию звука.

Включите питание с выключателя. Согласно структурной схеме, заработают усилитель и Bluetooth-модуль. Если усилитель питается с отдельного разъёма – подключите, например, к нему адаптер от ноутбука, выдающий 12 или 19 В (в зависимости от того, каков разброс питающего напряжения для усилительной платы).

Поиск устройств Bluetooth на некоторых модулях выполняется автоматически. Устройство доступно для обнаружения его с компьютеров и гаджетов. Выберите на вашем смартфоне, планшете или ноутбуке появившийся в списке обнаруженных ваш модуль – он специфически подписан. Например, всё та же плата BLK-MD-SPK-B может выдать имя сети, к примеру, «BLK_MD» (или похожее).

Включите любой саундтрек на вашем гаджете. Колонка должна заработать. Опробуйте громкость звука, качество звучания. Если аккумулятор «сел» – подзарядите его и повторите все действия по опробованию работы колонки. Удалитесь от неё на предельное расстояние, пока звук аудиопотока с гаджета не начнёт прерываться – так проверяется её расстояние, с которого можно слушать музыку, играть в игры или общаться на устройстве.

Сборка начинается уже на этапе электромонтажных работ.

1. Удобнее вначале соединить верхнюю, нижнюю и боковые грани.
2. Затем выполняется монтаж и подключение электроники и батареи.
3. Далее устанавливается задняя стенка.
4. После опробования электроники подключается динамик, проверяется звук и общая работоспособность устройства.
5. Наконец, динамик с передней стенкой ставится на своё место, колонка окончательно закрывается.

Убедившись, что колонка работает штатно, декорируйте её специальной лентой, синтетическими обоями или тканью. Рекомендуется со стороны динамика установить металлическую сетку или решётку – она защищает диффузор от случайных тычковых движений.

Также имейте в виду следующее.

1. Соблюдайте электробезопасность при соблюдении монтажных и тестовых работ. Напряжение более 12 В не позволит работать мокрыми руками.
2. Собранная колонка не применяется на морозе, при завышенной влажности и вблизи источника паров кислот. Иначе коррозия через несколько лет «съест» металлические части, и колонка выйдет из строя.
3. Подключайте электронные модули правильно, надёжно изолируйте все соединения. Переполюсовка, завышение напряжения питания и замыкание выходов мгновенно спалят их. Не используйте для их питания переменный ток.

Соблюдение всех рекомендаций вознаградит вас самодельной колонкой, безотказной в течение не одного десятка лет.

О том, как сделать Bluetooth-колонку своими руками, смотрите далее.