Maži* aukštos kokybės staliniai garsiakalbiai (3D spausdintas): 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Daug laiko praleidžiu prie savo stalo. Tai reiškė, kad praleidau daug laiko klausydamasis savo muzikos per baisius skardžius garsiakalbius, įmontuotus į kompiuterio monitorių. Nepriimtina! Norėjau tikro, aukštos kokybės stereofoninio garso patrauklioje pakuotėje, kuri tilptų po monitoriais ant mano mažo stalo. Įprasti „kompiuterio garsiakalbiai“visada yra nusivylimas, todėl nusprendžiau pritaikyti kai kuriuos pagrindinius garsiakalbių projektavimo ir inžinerijos principus, kad sukurtų porą bekompromisių (gerai, labiau panašaus į mažo kompromiso) garsiakalbių, kurie dėl savo dydžio sužavėti bet kurį audiofilą.

Pristatome naujausią mano HiFi šeimos papildymą-„Kitten“„Nano-HiFi“stalinius garsiakalbius. (Dabar priimami pasiūlymai dėl geresnių pavadinimų)

Šie garsiakalbiai yra maždaug 10,8 cm (4,25 colio) aukščio, 7 cm (2,75 colio) pločio ir apie 4,5 colio (11,4 cm) gylio, įskaitant įrišimo stulpus, ir yra sukurti puikiam garsui mažoje pakuotėje. Jie pagaminti naudojant tipišką ekstruzijos 3D spausdintuvą, naudojant PLA giją. Eikime į tai!

Prekės

Dalys ir medžiagos:

• 4x Aura "Cougar" NSW1-205-8A 1 "garsiakalbių tvarkyklės
• 2x 0,2 mH kryžminiai induktoriai
• 2x 2,4 omų „garso kokybės“rezistoriai
• „Plastic Wood“arba panašus medienos užpildas
• „Puikus plastikinis glaistas“ar panašus užpildas
• Purškite gruntą ir dažus
• Super klijai
• RTV silikono sandariklis arba panašus
• 4x laidų gnybtai / surišimo stulpai
• Apytiksliai 3–4 pėdų 18-20 g izoliuotos vielos
• Moteriškos kastuvinės jungtys
• 4x M2x12 mašinos varžtai
• 4x M2 veržlės
• 4x M2 poveržlės
• Du nedideli 1/8 " - 1/4" storio faneros ar panašios tvirtos plokštės gabalai

Įrankiai:

• 3D spausdintuvas ir pasirinktas siūlas
• Lituoklis ir lituoklis
• Švitrinis popierius ir (arba) nagų dildės, įvairios kruopos nuo 200 iki 1000
• Vielos nuėmikliai/pjaustytuvai, „xacto“peilis ir keletas kitų pagrindinių įrankių bus naudingi

1 žingsnis: tikslai ir apribojimai

Nesvarbu, ar tai žinau, ar ne, kai ką nors kuriu, iš esmės pradedu nuo dviejų dalykų. Tikslai ir apribojimai. Taigi štai jie.

Tikslai:

• Žemas boso išplėtimas kuo žemesnis. Tikimės, kad 90–100 Hz, kol bosas pradės pernelyg tylėti.
• Priimtinas klausymo garsas. Jau yra daug mažų garsiakalbių, kurie puikiai skamba visais dažniais; Jie vadinami ausinėmis. Problema ta, kad jūs turite priklijuoti juos prie galvos. Akivaizdu, kad ne to siekiu, ir priversti juos klausytis per atstumą yra šiek tiek sunkiau.
• Vienodo dažnio atsakas. Pabandykite pašalinti didelius rezonansus, viršūnes ir slėnius, nuo kurių kenčia dauguma mažų garsiakalbių.

Apribojimai:

• Dydis. Garsiakalbiai turi tilpti po mano kompiuterio monitoriais, todėl jie negali būti daugiau nei maždaug 4 colių aukščio ir 5 colių gylio. Aš nusprendžiau, kad vidinis maždaug 500 ml tūris yra geras tikslas. Be to, kadangi universitete naudojau 3D spausdintuvą, spausdinimo medžiaga apsiribojau maždaug 250 gramų.
• Kaina. Aš neturiu milijono dolerių išleisti šiems garsiakalbiams, todėl jokių egzotiškų medžiagų, įrankių ar dalių.
• Sudėtingumas. Tai šiek tiek atitinka išlaidas, bet taip pat mano įgūdžių lygį ir laiką. Tai tikriausiai apsiriboja „viso diapazono“dizainu, nes jis yra daug paprastesnis nei dviejų ar trijų krypčių dizainas ir nereikalauja brangių kryžminių komponentų.
• Estetiškai patrauklus dizainas. Nes aš turiu žiūrėti į šiuos dalykus visą dieną.

2 žingsnis: Vairuotojo pasirinkimas

Turint omenyje tikslus ir apribojimus, atėjo laikas…. eiti apsipirkti?

Teisingai. Kadangi vairuotojai yra bet kurio garsiakalbio širdis, pirmiausia pasirinkau tvarkyklę ir suprojektavau likusią garsiakalbio dalį. Kadangi planavau šiek tiek pagalvoti apie tai, man reikėjo ne tik tinkamų tvarkyklių, bet ir tinkamų specifikacijų bei gamintojo pateiktų matavimų. Kodėl tai svarbu, suprasiu per minutę, tačiau be jų mano garsiakalbio dizainas iš esmės tampa visišku spėjimu.

Taigi, norėdamas nusipirkti garsiakalbių komponentų, „Parts Express“, sukūriau savo mėgstamiausią svetainę ir ieškojau 1–2 colių „pilna diapazono“tvarkyklių. Radau šiuos, „AuraSound“„Cougar“(čia aš išvedžiau „Kitten“dėl savo garsiakalbių pavadinimo. Suprask?), Kurie turi keletą gerų savybių.

• Mažas dydis. Kuo mažesnis, tuo geriau.
• Pigu. Tik apie 10,50 USD už kiekvieną.
• Puikus vidutinio ir aukšto dažnio našumas ir nuostabiai žemas boso atsakas tokiam mažam vairuotojui.
• Geras valdymas, todėl, tikiuosi, galiu juos šiek tiek suktis be rūpesčių.

Turint omenyje šias tvarkykles, atėjo laikas atsisiųsti duomenų lapą ir imituoti.

3 žingsnis: garsiakalbio modeliavimas

Pasirinkus potencialų vairuotojo kandidatą, man reikėjo poros programinės įrangos, kad galėčiau atlikti modeliavimą ir įvertinti mano garsiakalbio pasirinkimo efektyvumą ir korpuso dizainą. Taigi, atlikęs kelis veiksmus, sukūriau vieno vairuotojo modeliavimą pagrindiniame korpuse.

Pirmoji programa, kurią naudojau, vadinasi „SplTrace“. Jo versiją galite nemokamai rasti čia. Tai labai paprasta maža programa. Norėdami jį naudoti, pirmiausia importavau pasirinktos tvarkyklės dažnio atsako ir varžos atsako grafikų vaizdą. Tada, sekdamas sklypus savo žymekliu, galėjau sklypų vaizdus paversti failais, kuriuos gali naudoti modeliavimo programinė įranga.

Tada aš naudoju programą, pavadintą „Boxsim“. Naujausią versiją anglų kalba rasite čia. Sukūriau naują projektą ir sekiau kartu su pradine sąranka. Tada, remdamasis duomenų lapu, kurį atsisiunčiau savo vairuotojui, užpildžiau visus reikalingus tvarkyklės duomenis. Apačioje yra galimybė įvesti dažnio ir varžos atsako duomenis. Čia įkėliau failus, kuriuos sukūriau naudodamas „SplTrace“. Tada spustelėjau skirtukus ir pridėjau pradinius gaubto tipo, matmenų ir derinimo dažnio įvertinimus, nes nusprendžiau naudoti perkeltą korpusą. Ventiliuojamas gaubtas suteikė man du privalumus. Pirma, galimybė sureguliuoti prievadą žemam dažniui, tikiuosi, šiek tiek išplėsti boso atsaką. Antra, tai leidžia vairuotojui laisviau judėti ir turėtų būti šiek tiek efektyvesnis, palyginti su sandariu gaubtu. Atsižvelgiant į tai, kad ventiliacijos anga bus tiksliai suprojektuota ir išspausdinta kaip neatskiriama gaubto dalis, tai nesudėtinga.

Teisingai įvedęs visą reikiamą informaciją į „Boxsim“, prijungiau vieną tvarkyklę prie stiprintuvo meniu „Amplifier 1“ir paspaudus „Ok“man buvo pateikta įdomi grafika, kuri atrodo maždaug taip, kaip parodyta čia. Sėkmė! Dabar turėjau pradinį dažnio atsako modeliavimą, kad galėčiau pradėti tinkinti.

4 žingsnis: Garsiakalbio dizaino kūrimas

Atlikus pirmąjį modeliavimą, atėjo laikas suprasti, kaip ši informacija gali padėti pasirinkti mano dizainą.

Man pateikiamas tipinis dažnio atsako brėžinys su SPL (garsumas, dB) y ašyje ir dažniu x ašyje. Tobulas garsiakalbis turėtų tiesią liniją visoje grafike, nuo 20 Hz iki 20 000 Hz. Taigi dabar mano tikslas buvo pakoreguoti visus įmanomus parametrus, kad mano garsiakalbis būtų kuo arčiau šio įsivaizduojamo idealaus garsiakalbio.

Dėl to iškart atsirado dvi problemos.

Pirmiausia buvo reikšmingas smūgis grafike virš 1000 Hz. Su tam tikru išlyginimu ir (arba) keliais analoginiais filtrais tai gali būti paprasta problema … Jei ne mano antroji problema.

Spustelėję maks. SPL skirtukas Mačiau panašiai atrodančio dažnio atsako schemą. Tačiau, skirtingai nei kitas, šis siužetas rodo garsiausią, kurį garsiakalbis gali groti tam tikru dažniu, kol jis neviršija didžiausios galios ribos arba maksimalios ekskursijos ribos. Taigi, net jei aš naudoju tam tikrą išlyginimą (švelniai ir nesilaikydamas garsiakalbių, jei jie juda) arba analoginį filtravimą (brangus, sudėtingas ir didelių gabaritų), kad vidutinis garsas labiau atitiktų bosą, Galėčiau groti savo muziką tik apie 80 dB garsiausiu garsu. Nors 80 dB yra gana garsus (pagalvokite apie dulkių siurblį ar šiukšlių išmetimą), atminkite, kad tai būtų garsiakalbių galimybių riba, o tai nėra gera vieta. Kad garsiakalbiai nesunaikintų ar neskambėtų kaip iškreiptas šlamštas, norėjau, kad jie pasiektų pakankamai vietos, kol jie nepasieks savo ribų. Vienintelis būdas ten patekti buvo pasirinkti kitą (beveik tikrai didesnį) vairuotoją arba padvigubinti.

5 žingsnis: Garsiakalbio dizaino užbaigimas

Taigi, kaip jūs tikrai pastebėjote šios instrukcijos pradžioje, aš nusprendžiau padvigubinti. Palyginti su turimomis 2 colių „Parts Express“tvarkyklėmis, dvi iš jų turėtų užtikrinti kuo didesnį našumą už kainą. Ir, tiesą pasakius, man patiko dviejų sukrautų tvarkyklių išvaizda. Estetika taip pat svarbi:)

„Boxsim“pridėti dublikatą buvo gana paprasta. Sukūriau naują projektą „Boxsim“, nukopijavau tvarkyklę pradinės sąrankos metu ir naudoju „bendro išorinio korpuso“nustatymus, norėdamas apibrėžti gaubtą ir pertvarą. Tai padarius, rezultatai atrodė daug žadantys. Dabar turėjau 5-10 dB papildomos galvos erdvės ir sklandesnė bendra kreivė. Kvailiojau su gaubto tūriu, derinimo dažniu ir įdaru, kol radau derinį, kuris man labai patiko esant 0,45 litro, 125 Hz ir „lengvai įdarytam“.

Kurdamas juos, sužinojau apie reiškinį, vadinamą deflektoriniu žingsniu, dar vadinamu difrakcijos praradimu, kuris, matyt, yra pagrindinis dalykas daugumai aukštos kokybės garsiakalbių. Iš esmės, kai garso bangos sklinda iš garsiakalbio, jos bando spinduliuoti visomis kryptimis. Įskaitant už garsiakalbio. Kadangi aukšto dažnio garsai turi labai trumpą bangos ilgį, jie atsimuša į priekinį garsiakalbių dėžės paviršių ir yra atmušami į klausytoją. Tačiau žemesnio dažnio garsai, turintys daug ilgesnį bangos ilgį, lengvai sulenks garsiakalbio korpusą. Taigi aukšto dažnio garsai klausytojui atrodo šiek tiek garsesni. Laimei, tai lengva išspręsti tik vienu rezistoriumi ir induktoriumi. Šis internetinis skaičiuotuvas nurodys jums reikalingas vertes, kai pateksite į keletą duomenų. Iš ten aš galėčiau pridėti savo deflektoriaus žingsnio korekcijos grandinę savo imituojamo stiprintuvo kryžminėje dalyje ir pamatyti naujus rezultatus. Šiek tiek sukosi su skaičiuotuvu, kol sulaukiau patikusio atsakymo su komponentų reikšmėmis, kurias galima rasti „Parts Express“.

Šiuo metu svarbu, kad aš ateisiu švarus ir pasakysiu, kad gerai, aš šiek tiek apgavau.: (Bet štai kaip aš apgavau ir kodėl, šiuo atveju, viskas gerai.

Dėl to, kad pats juos sukūriau, tiksliai žinojau, kur ir kaip jie bus naudojami. Tai suteikė man šiek tiek žinių, kurias galėčiau panaudoti savo naudai. Abu garsiakalbiai bus ant mano stalo, atremti tiesiai į didelę sieną ir po dviem dideliais, plokščiais kompiuterio monitoriais. Galbūt pamatysite, kur tai vyksta. Šie plokšti paviršiai bus panašūs į didelę pertvarą ir padidins bosą taip, kaip „Boxsim“negali žinoti. Taigi aš pasakiau Boxsim šiek tiek balto melo ir apsimečiau, kad mano pertvaros iš tikrųjų yra 100 cm aukščio ir pločio. Atsiprašau, nesigailiu, Boxsim. Manau labiau menas nei mokslas:)

Tačiau, kai tai padariau, buvo svarbu nepamiršti, kad realūs gyvenimo rezultatai tikriausiai slypėtų kažkur tarp „mažos pertvaros“ir „didžiulės pertvaros“modeliavimo.

6 žingsnis: gaubto ir surinkimo projektavimas (CAD)

Pirmasis prizas pirmojo autoriaus konkurse