Как сделать сабвуфер своими руками?

Самодельные колонки – путь к практически неограниченной мощности. Вы можете создать хоть ВЧ-колонки на несколько ватт, хоть сабвуфер на сотни ватт, практически приблизившись к оборудованию, что применяют на танцплощадках и в диско-клубах. Возможности ограничиваются лишь дороговизной самого большого динамика.

Если вы хотите, чтобы соседи вам позавидовали лишь потому, что у вас сверхмощная полу- или профессиональная акустика, то имеет смысл доукомплектовать свои основные стереоколонки мощным сабвуфером, превосходящим их в десятки раз. Особенность низких частот в том, что, в отличие от средних и высоких, они не подвергаются стереоозвучиванию. Значит, и изготавливать две широкополосные колонки, в которых низкочастотные динамики – отдельные, смысла нет.

Остальные расходники по сравнению с ними стоят копейки. Уделив особое внимание качеству, пользователь реально соберёт своими руками колонки, служащие десятки лет без особых проблем. В основном стареют лишь полупроводниковые радиоэлементы (диоды, транзисторы, микросхемы).

Практически неограниченная фантазия в дизайне позволит сделать любую колонку – кубовую, «параллелепипед», любой другой многогранник. Круглые колонки – цилиндрические, яйцевидные, также пользуются особой популярностью. Из конкретных деталей – например, «яйцо», может обладать четырьмя фазоинверторами, что также имеет значение в плане дизайнерских решений.

Из инструментов для работы потребуются следующие:

• дрель с набором свёрл;
• болгарка с отрезным по дереву диском;
• электролобзик с мелкозубчатой пилой;
• шуруповёрт с плоской и фигурной битами.

Электроинструмент позволяет справиться с работой в несколько раз быстрее, чем полностью ручной набор инструментов. Но слесарные инструменты также нужны: молоток, пассатижи, бокорезы, возможно, разводной ключ, резак, напильник (или зубило). Потребуется и паяльник с подставкой.

Материалы для изготовления колонок:

• доска ДСП, ДВП или фанерная;
• саморезы;
• болты и гайки с гравёрными шайбами;
• клей универсальный для склеивания дерева, резины и пластика (или мебельные уголки – они предпочтительнее при разборке колонки в случае выхода её из строя);
• клей-герметик;
• припой, канифоль и паяльный флюс.

Альтернативной является сборка на любой диэлектрической пластине (кроме резины), где дорожки плат паяются из проволоки, а не режутся/вытравливаются на токопроводящем слое (стекло) текстолита.

Радиоэлементы приобретаются согласно схеме усилителя. Кроме основной микросхемы, нужны навесные элементы – резисторы, конденсаторы, диоды, возможно, катушки и дроссели. Дополнительные сверхмощные транзисторы используются в качестве оконечных каскадов – когда мощности основной микросхемы уже не хватает, а мостовое включение оконечных каскадов могло бы помочь пользователю достичь практически неограниченной мощности.

Для намотки самодельных катушек колебательных контуров разделительного фильтра, если колонка – общая, а не для низких частот, потребуются эмальпровод, эпоксидный клей и кусок пластиковой трубы нужного диаметра.

Изготовление колонки – многоэтапный процесс, подразделяющийся на слесарные и электромонтажные работы. Колонка для дома (вернее, для ПК или домашнего кинотеатра) изготавливается по заранее выбранному чертежу. Выберите вариант сабвуфера – мини- или обычный, от этого зависит размер ящика, изготавливаемого в начале работ.

Чтобы собрать корпус, выполните следующие действия.

1. Распилите по чертежу доску из ДСП, натурального дерева или МДФ, на составные элементы.
2. Подготовьте прямоугольное отверстие под лабиринт из кабель-канала.
3. Скрепите на уголках или склейте эпоксидным клеем верхнюю, нижнюю, заднюю и боковые грани. Получится не полностью собранный ящик, обладающий достаточной жёсткостью.

Ящик для колонки собран.

Чтобы собрать и установить порт, сделайте следующее:

1. выпилите из короба подходящие куски, вписывающиеся в размеры колонки;
2. присоедините колено короба в месте поворота кабель-канала;
3. проверьте, что порт (сборный кабельный короб) подогнан под внутренние размеры ящика;
4. приклейте его с помощью термоклея или герметика.

Динамику требуется большое, желательно идеально круглое отверстие под его внешний диаметр. Вырежьте такое, чтобы динамик свободно проходил в него. Большинство маломощных «басовиков» (до 30 Вт) вписываются в 8 дюймов по диаметру отверстия. Если сабвуфер собирается на основе обычной прямоугольной или кубической колонки, то замените переднюю стенку. Лишние отверстия от дополнительных динамиков не нужны.

После установки лабиринтного канала, позволяющего колонке выдавать максимум басов и при этом не «бубнить» на нижних частотах, внутреннюю часть колонки покрывают демпфирующим материалом. Он уменьшает вероятность появления резонанса со временем. В качестве демпфера применяют преимущественно толстое сукно, сложенный в несколько слоёв драп, шерстяную ткань или просто кусок старого протёртого ковра. Он поглощает избыток звуковых волн, не давая им переотражаться несколько раз, что в итоге привело бы к расшатыванию конструкции и появлению резонанса.

Важная часть внутренней сборки – компоновка, размещение функциональной электроники. Вначале подготавливают усилитель. Сделайте следующее.

1. Изготовьте печатную плату согласно её топологии (карты дорожек).
2. Разместите радиоэлементы согласно электромонтажной схеме (сборочному чертежу).
3. Пропаяйте все контакты ножек деталей с дорожками печатной платы.
4. Припаяйте провода на вход, выход и для электропитания собранного усилителя.
5. Присоедините радиатор усилителя к основной микросхеме и разместите его в надёжном месте колонки, например, используя винтовые стойки. Допустимо располагать его и на деревянных подкладках – он не будет нагреваться настолько, чтобы подпалить дерево.
6. Если мощность динамика достигает сотен ватт, соберите дополнительные усилительные каскады. Их количество ограничено лишь свободным местом внутри колонки.

Но для охлаждения всех радиаторов потребуется мощный компьютерный кулер, поток воздуха которого направляется на эти радиаторы. Каждому транзистору потребуется свой теплоотводящий радиатор. В старые времена использовались и радиолампы – сейчас они вытеснены транзисторами и микросхемами. К тому же уровень линейных искажений в радиоламповых усилительных каскадах зашкаливает.

Мощность на коллекторе, рассеиваемая транзистором (его фактическая полезная мощность) лишь в 1,5-2 раза больше тепловой, выделяемой полупроводниковыми переходами при нагреве в процессе интенсивной работы. Чтобы отвести лишний жар от силовых элементов, и нужен радиатор.

В мощной активной колонке, которой является сабвуфер, может потребоваться и внутренний блок питания. Он должен выдавать десятки ампер и быть достаточно мощным – без такой мощности разогнать акустическую систему не удастся. Чтобы оставить таким же благозвучие и эффективность «басов», нередко и усилитель, и блок питания размещают в отдельном, наглухо отгороженном от основной акустической ячейки отсеке. Для этого потребуется седьмая стенка ящика, служащая в качестве внутренней перегородки. Её выпиливают с учётом лабиринтного хода, проходящего через неё. Электроника размещена в задней части ящика. Если колонка не является активной, усилитель и блок питания выносятся в отдельный агрегат. К самой колонке подходит лишь силовой провод.

В качестве блока питания нередко берут зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно выдаёт не более 15 В, при этом ток может достигать десятков ампер. Выполнен он по современной схеме импульсного блока питания, в который входят:

1. сетевой выпрямитель – мощный диодный мост на 220 В;
2. преобразователь частоты от единиц до десятков килогерц – он позволяет в десятки раз уменьшить габариты трансформатора;
3. трансформатор – гальванически развязывает выходную часть от сетевого напряжения, защищая от удара током и высоковольтного пробоя;
4. высокочастотный выпрямительный мост на современных диодах с высоким КПД;
5. фильтр – задерживает броски тока;
6. импульсный стабилизатор – избавляет от скачков напряжения.

Всю эту схему, имея нужные детали, можно собрать в колонке и самому. Но чаще ставят готовый блок встроенный или выносной (в одном корпусе с усилителем). Разместив все нужные функциональные узлы внутри колонки, делаем следующее:

1. выводим линии питания и звука;
2. подключаем динамик к выходу усилителя;
3. устанавливаем на место переднюю часть (с динамиком) и закрепляем её.

До проведения работ по дизайну и эргономике колонки испытайте её:

1. подключите к входу усилителя любой источник звука (например, смартфон);
2. включите блок питания;
3. также подключите к выходу усилителя высокочастотные колонки («сателлиты»);
4. запустите какой-нибудь музыкальный трек на вашем гаджете.

Большинство сабвуферов ориентированы на низкие частоты от десятков до сотен герц, остальные воспроизводятся при помощи высокочастотных колонок. В этом можно убедиться, временно отключив эти «сателлиты» во время работы. Если испытание прошло успешно (не выявлено дребезжания, хрипа или других помех в звучании), проведите акустический расчёт помещения или авто.

1. Установите сабвуфер где-нибудь на полу комнаты. В авто это чаще всего багажник или пространство под задним сиденьем.
2. Пройдитесь по комнате (или вблизи авто, пересаживайтесь в машине на разные сидения), прислушиваясь к естественному звучанию басов. Если звук приобретает гудящие оттенки – переместите сабвуфер в другое место.
3. Попробуйте перенастроить эквалайзер (если вы музыкант, то сэмплер) усилителя или самого гаджета. Добейтесь оптимальных настроек, чтобы колонка не уходила в область слегка завышенных нижних частот (100-250 Гц).

Если от размытости басов полностью избавиться не удалось, причины следующие:

• неправильный расчёт ящика и канала;
• динамик не соответствует заявленным характеристикам;
• щели между стенками колонки недостаточно тщательно загерметизированы;
• слишком тонкая фанера, из которой вырезаны стенки.

Внешнее оформление колонки можно сделать любым, даже самым необычным. Варианты отделки:

• обшивание колонки материей;
• обработка доски ДСП шпатлёвкой, покраска;
• установка тонкостенных пластиковых, металлических или композитных панелей;
• поклейка высококачественных пластиковых обоев или декоративной плёнки.

Передняя часть, где размещён динамик, закрывается мелкоячеистой решёткой. Последняя защитит рупорный диффузор от случайных тычковых движений. В некоторых колонках несколько фазоинверторов позволяют спрятать динамик внутри целиком.

Следует помнить, что выходное напряжение при мощности усилителя в сотни ватт может достигать 40 вольт. Звук – быстропеременный ток с непостоянной частотой. Вы получите удар током и при более низких значениях высокочастотного напряжения. Не хватайтесь руками за оголённые (в местах соединений) провода колонки, работающей на полную мощность. Бывали случаи, когда людей било током и от 25 В с частотой, к примеру, 8 килогерц.

Колонка, которую будет слышно за три километра, потребует и мощной линии питания. На элитных дискотеках Москвы и Санкт-Петербурга использовались сабвуферы с мощностью до 500 кВт. Для такого звука порой требовались отдельная подстанция и силовая линия, рассчитанные на сверхвысокую нагрузку. Усилители и колонки в готовом виде стоят не один миллион рублей. Один лишь динамик обойдётся в несколько сотен тысяч рублей. Не гонитесь за киловаттами. Качественный «автозвук» ограничен одной-двумя сотнями ватт. Главное – настроить эквалайзер и рассчитать акустику, и вам хватит 10-50 Вт на каждый стереоканал.

Создавая для себя мощный сабвуфер, убедитесь, что динамик не излучает инфразвуковые частоты (до 20 Гц). Не пытайтесь их получить! Обычный звук с частотой 20-20000 Гц заставляет ваше тело вибрировать и являет собой небольшую опасность. Но звуковые волны с частотой 6-8 Гц при аналогичной мощности и громкости колонки способны привести к разрыву внутренних органов, ибо те входят в резонанс. Волны же с частотой 16-18 Гц вызывают галлюцинации – именно этот эффект использовали в диско-клубах.

Молодёжь, пришедшая приятно провести время на дискотеку, где громкий звук содержал крайне низкие частоты и служил аудионаркотиком, впадала в состояние изменённого сознания даже без употребления спиртного и табака. Современные производители не допускают, чтобы динамики, транзисторы и микросхемы выдавали инфразвук. Дело в том, что его применение ограничено научными лабораторными испытаниями, а не предназначено для бытового использования. В обычных гражданских целях мощный инфразвук запрещён законодательством.

Сабвуфер не может использоваться в полевых, полностью мобильных условиях. Если вам хочется звука, как в автомобиле, с хорошо выраженными частотами 20-80 Гц на прогулке или в походе, используйте мощные наушники для геймеров, полностью закрывающие уши. Они работают с любыми частотами от 20 до 20000 Гц. Нужные настройки звука выставляются в программном медиаплеере на смартфоне, планшете или ультрабуке.

Компьютер не выдаст десятки ватт мощности – его предусилитель рассчитан лишь на 1-2 Вт. Не подключайте сабвуфер напрямую к выходу звуковой карты: сопротивление колонки в 8 и менее ом сожжёт оконечные каскады звукового тракта.

Мощный сабвуфер, изготовленный собственноручно, позволяет сэкономить на общей стоимости колонки в 10 и более раз. Обладая навыками в монтажных и слесарных работах, вы сбережёте 10 и более тысяч рублей из своего бюджета.

Как сделать сабвуфер своими руками, смотрите далее.