Делаем автомобильный сабвуфер самостоятельно
Сабвуфер — это отдельно созданная акустическая система, которая предназначена для воспроизведения частот в звуковом диапазоне 20-120Гц. Сабвуфер воспроизводит низкие частоты, а основная акустическая система только средние и высокие. Для человеческого слуха остается нераспознанным направление звука низкой частоты, поэтому сабвуфер можно устанавливать в любом месте. Изготовить сабвуфер своими руками не сложно и начинать нужно с покупки динамиков.
В сабвуферах используются специальные НЧ динамики
Выбор динамиков и сопротивления
Обычно используют динамики размеров:
- Динамики на 6 дюймов – используются в качестве дополнительного источника мид-баса.
- Динамики на 8 дюймов — используются при получении фронтальных басов.
- Динамики на 10 дюймов — качественно звучат в 15 – 20 литровом корпусе «Закрытый Ящик», получается компактный сабвуфер с неплохим звуковым давлением.
- Динамики на 12 дюймов – оптимальный вариант, хороши для сабвуфера объемом 25 – 35 литров.
- Динамики на 15 дюймов — используют, как правило, на соревнованиях по SPL, так как 60 – 90 литровый сабвуфер вместит не каждый автомобиль.
Основной принцип разницы сопротивлений в звуковой катушке: чем меньше сопротивление нагрузки у усилителя,тем выше мощность.
Использование в нагрузке 1 — 2 Ом приводит к потере качества звучания.
Исходя из этого, рекомендуется выбирать 2-4 Ома. Среди специалистов и любителей нет пока единого мнения по поводу мощности динамиков. Но можно точно сказать, что динамик следует выбирать более мощный, чем максимальная мощность усилителя. Ни одна система не рассчитана на долгую работу на максимальной громкости: это приводит к росту нелинейных искажений и сильному снижению качества звука. Поэтому рекомендуется придерживаться баланса.
Параметры динамика
Теперь время создавать самодельный сабвуфер и его виртуальный образ. Дальнейшее проектирование ящика будет проводиться программой WinISD 0.44 и потребует некоторых характеристик динамика, а именно параметров Тиля-Смолла:
- Qts —добротность динамика;
- Fs — частота резонанса для открытого пространства;
- Vas — эквивалентный объем.
Параметр Fs проблем не вызывает. Для ГДН35 Fs будет 38 Гц, для ГДН50 — 40 Гц, а для ГДН75 равен 25-35 Гц. Импортный динамик, где еще и фирменный, имеет параметры, которые легко найти в базе данных WinISD 0.44.
Qts — наиболее важен при расчете ящика. Этот параметр определяет отношение передаточной функции динамика частоты Fs к передаточной функции на тех частотах, амплитудно-частотная характеристика которых (АЧХ) горизонтальна. Другими словами на частотах выше Fs. Qts описывает эффективность динамика на резонансной частоте. Проблема в том, что низкочастотный динамик стандарта ГДН выпускается в разных местах. И параметры у разных производителей сильно отличаются.
Во время расчета ящика нужно взять во внимание все вероятные значения Qts и добавить отходные варианты.
В большинстве источников указаны следующие параметры:
- 35ГДН-1-8 Qts = 0,4;
- 35ГДН-1-4 Qts = 1±0,5;
- 50ГДН-42Д Qts = 1±0,5;
- 75ГДН-1-4 Qts = 0,2-0,5.
Vas — не особо важный для расчетов параметр, его значение можно считать равным:
- ГДН35 — 40-50 л.;
- ГДН50 — 90 л.;
- ГДН75 — 80 л.
Видеопример сборки сабвуфера:
Последние значения
Программа WinISD 0.44 для проектирования ящика затребует еще некоторые параметры:
- Z — сопротивление, оно указано в маркировке динамика, ГДН35-1-4 Z=4 Ом, ГДН75-1-8 Z=8 Ом и далее по списку;
- Ре — предельная шумовая мощность: ГДН35 Ре = 35 Вт, ГДН50 Ре = 50 Вт, остальное в справочной литературе.
- Qms — механическая добротность, ГДН35 — 5,8, ГДН75 — 2,38…
- Qes — электрическая добротность, ГДН35 — 0,44; ГДН75 — 0,31…
- dia — диаметр диффузора.
Расчет корпуса сабвуфера
Остальные параметры не столь важны, и их в программе можно не указывать.
Проектирование ящика
Дальнейшее изготовление сабвуфера своими руками требует определиться с выбором типа ящика. Программа позволяет спроектировать четыре вида ящиков:
- ЗЯ — или закрытый ящик. Простой в проектировании и изготовлении, но имеет минимальный КПД. К тому же представляет некоторую трудность абсолютная герметизация ящика.
- ФИ — фазоинвертор. Несколько более сложный для расчета, но выдает более высокий КПД.
- – 4. БП4 и БП6 — бандпас 4-го и, соответственно 6-го порядка. Наиболее сложный при проектировании и изготовлении, но имеют максимальный КПД на низких частотах, и глушит высокие.
Каждый вид имеет свои положительные и отрицательные черты.
В наибольшей степени выбор ящика зависит от выбранного динамика.
Какой ящик лучше всего подходит к динамику, подскажет программа.
Перед началом проектирования создадим новый динамик со своими параметрами в базе данных. Нажимаем New, затем выбираем Own drivers, затем New, загружаем свои параметры, затем OK, Close.
Затем создадим проект на базе созданного динамика. Повторяем туже процедуру несколько раз, используя разные виды ящиков.
Само проектирование состоит в изменении размера ящика и настройки частоты фазоинверторов. Реагирует программа на вносимые изменения и изменяет график звучания в зависимости от частоты. Чтобы настроить частоту фазоинвертора, изменяется длина и диаметр труб. Также на длину труб влияет ее диаметр, задаваемый в соответствующем поле. Нужно следить, чтобы длина труб не оказалась чрезмерно большой, и не стало красным поле Vent mach.
Панель управления программой для расчета корпуса
Идеальный график пересекает на частоте 25-35 Гц линию в -3 дБ, а затем проходит по линии в 0 дБ и спадает примерно на 150-200 Гц. В остальном проектирование будет заключаться в поиске оптимально допустимых отклонений.
Делаем корпус
Теперь подробнее о том. как сделать сабвуфер своими руками и установить на автомобиль. Форма корпуса сабвуфера изготавливается в виде слегка усеченной пирамиды, так как она наиболее универсальна. Задняя стенка будет иметь скос в 23 градуса, потому что большинство автомобилей со спинкой заднего сиденья, наклоненной именно под таким углом. После определения нужного объема рассчитываем и рисуем чертеж корпуса будущего сабвуфера.
Корпус для сабвуфера с наклоненными стенками
Закрытый ящик
Передняя стенка будет из ДСП в 23 мм толщиной, а боковая — толщиной 20 мм. Выпилим стенки нужных размеров и в необходимом количестве, затем производим сборку корпуса.
Все соединения лучше сделать клеем и саморезами, которые вкручиваются с интервалом в 5 см.
Под них предварительно сверлим отверстия сверлом диаметром 3 мм, а под головки саморезов возьмем сверло на 10 мм.
Затем, на боковой стороне циркулем размечаем отверстие для акустического терминала. Отверстие вырезаем электролобзиком. Акустический терминал под высоким давлением может давать призвуки. Чтобы избежать этого, экранируем его с помощью небольшой коробочкой. Промазываем соединения клеем и прикручиваем саморезами. Рубанком срезаем выступающие части корпуса.
На передней стенке таким же способом размечаем и вырезаем отверстие для установки динамика. Чтобы защитить корпус от влаги и конденсата, следует пропитать его мебельным нитролаком. Лак наносим еще и на переднюю панель, на внутренний торец. Для большей привлекательности внешнего вида можно оклеить снаружи карпетом. В качестве клея используется тот же нитролак. Соединяем сабвуферный динамик и акустический терминал и закрепляем их в корпусе.
Фазоинвертор
Данный тип более громоздкий, его сложнее рассчитывать и настраивать, однако самодельный сабвуфер имеет КПД и качество звучания значительно выше предыдущего варианта. Как и в предыдущем случае, расчеты параметров ведутся с помощью одной из программ.
Выбираем фазоинвертор для сабвуфера
Вырезаем по нужным размерам стенки и аккуратно скрепляем их друг с другом клеем и саморезами. Рекомендуется промазать швы изнутри силиконовым герметиком. Для шпаклевки используется автомобильная двухкомпонентная шпаклевку. Необходимо как можно тщательнее отшлифовать корпус.
Вырезаем отверстия для фазоинвертора, специальных ручек-карманов и розетки. Устанавливаем и проверяем надежность всех креплений. Можно обтянуть кожей корпус.
Существуют варианты ФИ щелевого типа. Основным отличием является уникальный щелочной инвертор. Из-за особой конструкции крепление лучше делать с помощью длинных шурупов, для герметизации используются жидкие гвозди или клей «Момент». Однако, наибольшая прочность и герметизация получается, если ткань применить и эпоксидную смолу. В остальном процесс изготовления и сборки схож с обычным фазоинвертором.
Бандпас 4-го порядка
Это для тех, кто имеет опыт в проведении расчетов и изготовлении.
Бандпас 4-го порядка достаточно сложно рассчитывать и легко ошибиться в размерах.
Однако, он выдает отличный звук и КПД. Кроме того, он имеет лучшую защиту от внешнего воздействия, так как динамик расположен полностью внутри корпуса.
Расчеты размеров корпуса ведутся с помощью той же компьютерной программы. Важно при этом правильно рассчитывать не только размеры корпуса целиком, но и каждую из камер в отдельности. При выпиливании всех деталей следует точно придерживаться размеров. Затем собираем конструкцию при помощи клея или герметика и саморезов.
Бандпасс 4-го порядка
После сбора снова промазываем тщательно швы тем же герметиком или жидкими гвоздями. Перегородку, с расположенным на ней динамиком делаем из 2 листов ДСП. Место соединения с динамиком промазываем герметиком или силиконом и плотно сжимаем саморезами.
Затем пропилить отверстие для клеммы и обклеить изнутри шумопоглощающим материалом. Можно использовать, к примеру, ватин. Клей следует наносить не на всю площадь, а небольшими штрихами, чтобы изолирующий материал не оказался статичен. Дополнительно можно закрепить его при помощи строительного степлера. Далее припаиваем провода к клемме и к динамику.
Теперь заканчиваем сборку задней камеры и полностью ее герметизируем. На нее тоже следует поместить ватин. После чего плотно закрепить саморезами и клеем. Лучшую герметичность дают жидкие гвозди и наклеенный поверх швов скотч.
Чтобы изготовить сабвуфера своими руками фазоинвертор, можно купить или, если нет в наличии нужного размера, сделать из пластиковой трубки самому. Можно использовать канализационную трубу диаметром 100мм. Фазоинвертор с двух частей имеет раструбы, на передней части большего диаметра.
Сделать раструб можно, если края трубы немного нагреть и, с помощью банки или тарелки, расширить.
В крышке пропиливаем лобзиком отверстие, помещаем карпет вместе с фазоинвертором, предварительно промазав соединения жидкими гвоздями. Обклеиваем с задней стороны крышку и фазоинвертор шумопоглащающим материалом, можно использовать тот же ватин. Собираем готовый сабвуфер и обклеиваем его снаружи карпетом.
Бандпас 6-го порядка
Наиболее сложный по расчетам и сборке сабвуфер. Требуется основательная подготовительная работа с расчетами. Сравним с БП 4, но диапазон частот выдает гораздо больший. Правильно рассчитывать КПД и мощность этого сабвуфера сложно даже при помощи программ имитации. Обычно все параметры подбираются по наитию, исходя из личных предпочтений.
Устройство корпуса сложнее, чем в других сабвуферах, поэтому, для придания дополнительной прочности соединениям, их выполняют с помощью деревянных брусков, которые закрепляются саморезами. Все составляющие детали вырезаем строго по размерам. В перегородке, предназначенной для динамической головки, отметить циркулем и вырезать отверстие, разметить и просверлить отверстия под крепление динамика. Далее, по периметру крепим брусок. Затем одну из боковых стенок сабвуфера соединяем с днищем и устанавливаем перегородку под динамик.
Бандпасс 6-го порядка
Вторая боковая стенка сабвуфера крепится вслед за этим к перегородке и днищу. После этого бруски крепятся по периметру обеих камер. Вторая боковая стенка корпуса также крепится к днищу и перегородке. Затем прикрепляются бруски по периметру камер. Далее вырезаются 2 отверстия для фазоинверторов, и собирается сабвуфер. Делается это по технологии, аналогичной БП 4. Но дополнительным материалом шумоизоляции используется вата. Ее располагают между ватином и внутренней поверхностью корпуса сабвуфера. В качестве дополнительной отделки сабвуфер можно покрасить.
Самодельный сабвуфер стелс
Такой сабвуфер малозаметен и не занимает много места в багажнике. Вследствие этого его удобно использовать в автомобиле.
Обычно его устанавливают в багажнике автомобиля за аркой заднего крыла.
Хороший динамик требует ящик объемом до 18 литров, а иногда и более. Можно вынести немного переднюю панель корпуса в багажник, или, подрезав пол в багажнике, занять нишу, предназначенную для запасного колеса.
Удобный сабвуфер стелс
Устанавливая стелс, следует выдвинуть немного переднюю панель и аккуратно соединить ее со штатной обшивкой багажника. Вырезать обшивку по линии примыкания усилителей и сабвуфера. Работу с формовкой стеклопластика начинают с маскировки поверхности в местах контакта с полиэфирной смолой. Из гофрокартона делают форму, склеивают куски малярным скотчем. Собирают металлический каркас для усилителей, ориентируясь на край из стеклопластика. После этого примеряем оборудование.
Также из стеклопластика делаем панель облицовки для усилителей, уже на установленном каркасе. Для этого закрываем все промежутки между листами МДФ полиэтиленом и скотчем. После монтируем все саморезами на коробке корпуса. Гофрокартон используем как опалубку, чтобы устранить зазоры в корпусе сабвуфера. Между деталями необходимо набрать ту же толщину пластика, что и на остальных изделиях. Стеклопластиком и шпаклевкой добавляем внешнему виду корпуса более привлекательный вид. Устанавливаем сабвуфер в крыло автомобиля и можно удалять неровности полиэфирной шпаклевкой и выравнивать с помощью наждачной бумаги. Корпус обклеиваем карпетом и прикрепляем динамик.
Установка подсветки сабвуфера
Для подсветки используют светодиоды или оформляют светодиодной лентой. Светодиоды имеют 2 контакта, Анодный (А) и Катодный (К). Чтобы подключить светодиод правильно, и он работал, нужно присоединить контакты: А подключается к «плюсу» на источнике питания, К – к «минусу». Именно к А припаиваются резисторы, сопротивление которых рассчитывают по формуле закона ОМА.
Подсветка в сабвуфере
Исходить следует из того, что рабочим напряжением светодиода является Uсв=3В, рабочим током Iсв=10мА=0.01А. Припаивают резисторы к контакту А каждого в отдельности светодиода. Так же нужно заранее решить, как закрепить светодиоды внутри сабвуфера. Наиболее удачно расположить их так, чтобы они держались крепко вместе.
Рекомендуется расположить датчик эквалайзера подальше от сабвуфера, чтобы не повредить его.
Когда в качестве подсветки используется светодиодная лента, процесс закрепления диодов заменен конструкцией ленты. В ней светодиоды уже установлены и тщательно закреплены. Прикреплять светодиоды на внутреннюю поверхность сабвуфера можно при помощи двухстороннего скотча.
Работа со светодиодной лентой намного проще. Она позволяет создавать более яркие дизайнерские решения и интересные подсветки. К примеру, диодное кольцо, окружающее динамик. Рекомендуется использовать ленту, яркость и цвет которой выбран на собственный вкус.
Еще одно интересное направление дизайна – использовать эквалайзер на заднем стекле автомобиля. Неоновый эквалайзер, реагирующий на пиковые амплитуды, выдаваемые сабвуфером, заставляет прыгать световые столбики. Это красиво и оригинальное решение светового оформления установленного сабвуфера.
Любой владелец автомобиля делает тюнинг своего авто, руководствуясь только собственным вкусом. Любые советы специалистов всегда носят лишь рекомендательный характер. Тоже относится и к советам по изготовлению сабвуферов своими руками и их установки. Посетители нашего сайта могут в комментариях оставить свое мнение об изложенных в статье методах или описать свои собственные. Будем рады узнать ваше мнение.