Короб для сабвуфера своими руками фазоинвертор

Короб для сабвуфера своими руками

Как правильно сделать короб для сабвуфера

Подготовка

Давайте разберемся как сделать корпус для сабвуфера! Для того, чтобы сделать сабвуфер своими руками вам понадобятся:

• Чертеж;
• Материалы: фанера или МДФ, клей, саморезы, клемник, провод для подключения;
• Инструменты — лобзик, шуруповерт, карандаш, шаблон для посадочного отверстия или циркуль.

Чертеж

Имея на руках параметры корпуса для саба (объем, площадь и длина порта), можно сделать чертеж самостоятельно, воспользовавшись специальными программами (на мой взгляд SketchUp от Google самая удобная для этого). Но если короб делается для себя, то нет смысла тратить время на изучение софта и сделать все по старинке — от руки.

Если вы не умеете рассчитывать корпус, то читайте материал «Как рассчитать корпус для сабвуфера». Так же можно заказать платный расчет в интернете, как правило, к нему прилагается понятный чертеж для изготовления.

Пример чертежа корпуса с фазоинвертором (ФИ)

Материалы и крепеж

Материал корпуса

Для того что бы сделать короб для сабвуфера нужен материал, который должен как можно меньше вибрировать. Из опыта — лучше всего использовать МДФ (не крашеный, не ламинированный и т.п.)

МДФ (MDF — Medium Density Fibreboard). По русски — древесноволокнистая плита средней плотности.

МДФ легко обрабатывается, имеет хорошую плотность, благодаря структуре не имеет резонансов и не расслаивается — бас в таком коробе мягкий и плотный. МДФ стоит дороже фанеры, «боится» влаги.

Фанера — самый распространенный вариант, стоит дешевле МДФ.

Не используйте для изготовления короба для сабвуфера ДСП и старую мебель. Корпус из фанеры или МДФ всегда будет звучать лучше.

При достаточной толщине стенок не нужно обклеивать корпус изнутри виброизоляцией и т.п.!

Не используйте материал тоньше 18 мм. и чем больше объем вашего корпуса тем толще должны быть стенки.

Во многих крупных магазинах, продающих листовой материал есть услуга распила по вашим размерам, там на станке для вас нарежут идеальные детали, останется только собрать корпус.

Крепеж

Для крепления лучше всего использовать желтые саморезы длиной, минимум в 2 раза превышающей толщину стенки. У черных часто отламываются головки, они тоньше и не такие прочные. Продвинутое решение — мебельные болты, но если это ваш первый саб, то проще будет с саморезами.

Желтые саморезы, черные саморезы, мебельные болты.

Закладные гайки для крепления сабвуфера к корпусу — это круто! Саб можно закрепить и на саморезы, но с болтами в закладных динамик притягивается максимально сильно, а так же в случае необходимости без повреждений снимается и устанавливается сколько угодно раз. А отполированные болты под шестигранник выглядят очень здорово.

Болт с закладной гайкой

Видео про установку закладных гаек (более удобный вариант):

Если вы пилите стенки лобзиком или ручной циркуляркой, то клей будет дополнительно выполнять роль герметика между неровными краями, для этого подойдут любые жидкие гвозди по дереву. Если же вы распускали материал на станке и края стенок корпуса идеальны, то клей наносите очень тонким слоем, но все равно не забудьте промазать стыки изнутри.

Клеммник

Вывести провода можно и напрямую, но лучше сделать короб для сабвуфера с клеммником.

Клеммник для корпуса

Используйте варианты с резьбой — они надежнее, либо выбирайте с достаточно мощными пружинами. Устанавливая клеммник (терминал) для подключения сабвуфера не забудьте проклеить по периметру место соединения с корпусом. Для круглых посадочных мест удобно прорезать отверстие с помощью насадки.

Насадка для круглых отверстий

Провода

Вам понадобится отрезок провода для соединения катушки саба с выводным клеммником. Берите любой медный провод не тоньше 4 мм. в большинстве случаев этого будет достаточно.

Инструменты

• Циркулярная пила — для распила материала, она может быть и ручной и стационарной, все зависит от ваших возможностей. Лобзиком лучше не распиливать, слишком не ровными будут края, даже если крепить направляющую планку, так как пилка все равно может гулять.

Ручная циркулярка

• Лобзик — для выпиливания отверстия под динамик и под клеммник, так же это может быть фрезер, с его помощью отверстия получатся ровными и аккуратными. Для выпиливания стенки под круглый клеммник можно воспользоваться насадкой — пилой. Правильно подбирайте пилку для лобзика в соответствии с выполняемой работой.
• Шуруповерт — для закручивания саморезов и сверления отверстий.

Распил деталей

Итак, вы определились с формой для сабового короба и у вас есть чертеж.

Разметьте лист по деталям и распилите по нанесенным размерам. Используйте диск большим количеством зубьев, чем меньше размер зуба у диска для циркулярной пилы, тем меньше получится сколов, и их размер будет незначительным.

Если вы пользуетесь ручной циркуляркой, а рука у вас не набита, лучше использовать направляющую, что бы случайно не «завалить» рез.

Выполнять эту работу лучше вдвоем, так как одному ворочать большие листы и держать их во время работы достаточно не удобно.

Ниже хорошее видео от Rockford Fosgate, правда на английском, но тут все понятно без перевода — выбор формы корпуса, разлиновка деталей, распил.

Сборка корпуса для сабвуфера

Чтобы правильно сделать короб для сабвуфера перед вкручиванием самореза сверлите для него отверстие тонким сверлом, это увеличит прочность крепления и убережет фанеру от расслаивания. Равномерно распределяйте количество саморезов по длине стороны и следите за тем, что бы на углах они не встретились.

Почти всегда с сабом идет шаблон для вырезания посадочного отверстия, он может быть частью коробки или быть отдельным вложением. Вырезаете шаблон, переносите его на лицевую сторону короба и выпиливаете лобзиком или фрезером.

Шаблон для посадочного отверстия (вырезан из коробки)

Если такого шаблона у вас нет, то придется вооружится циркулем. Размечая и вырезая отверстие под динамик будьте очень аккуратны! Полка корзины почти всегда имеет небольшую ширину. Вырежете меньше положенного — корзина сабвуфера не войдет в отверстие, вырежете чуть больше или не ровно — саб не сядет герметично или саморезы для крепления повиснут в воздухе.

Для увесистых сабов переднюю стенку корпуса рекомендуется делать двойной, для исключения вибраций во время работы динамика.

Двойная передняя стенка

Части двойной стенки нужно дополнительно проклеить и скрутить между собой. Правильно выбирайте длину саморезов, чтобы он не торчали внутри. Но иногда это может делаться специально, чтобы использовать саморезы как каркас для набивочного материала.

Для дополнительного укрепления конструкции можно использовать угловые усилители или попросту «косынки».

При больших габаритах корпуса двойных стенок может быть недостаточно и в некоторых случаях полезно будет воспользоваться распорками.

Варианты распорок и ребер жесткости

Обратите внимание на то, что все каналы ввода проводов, клеммники и т.п. должны быть загерметизированы, внутренние перегородки (стенки порта) не должны иметь щелей.

Закручивая саморезы, не переусердствуйте, что бы не сорвать и не забывайте предварительно сверлить отверстия для них.

Если вы и используете закладные гайки для крепления динамика, то предварительно установите его в посадочное место, точно разметьте места сверления, уберите динамик и просверлите насквозь переднюю стенку согласно отметкам (следите, чтобы сверло всегда было перпендикулярно плоскости). Толщину сверла выбирайте в соответствии с диаметром закладных гаек. Установите гайки в подготовленные отверстия изнутри корпуса так, чтобы они не выпадали внутрь при закручивании в них болтов.

Закладные гайки с внутренней стороны передней стенки

Прикручивая динамик, не забудьте подключить его к клеммнику, для этого провода к нему можно припаять либо воспользоваться специальными клеммами.

Информативное видео сборки и склейки на примере серийного сабика Рокфордов.

Если ваш корпус был правильно рассчитан, он герметичный, крепкий и с достаточной толщиной стенок, то звук его определенно вас порадует.

Источник

Расчет акустического фазоинвертора

Предлагаемые методы расчета фазоинвертора основан на простейших измерениях, проводимых с вполне определенным экземпляром громкоговорителя, устанавливаемым в акустический фазоинвертор и на номографическом определении размеров последнего. А также варианты расчета фазоинвертора с использованием технических параметров динамиков от производителя.

Что такое Фазоинвертор?

И как у всякого резонатора у него есть резонанс, весьма выраженный, с высокой добротностью и крутыми склонами. Так, что в корпусе саба у нас два резонатора: активный (динамик) и пассивный (фазоинвертор). Оба они влияют друг на друга через упругую среду (воздух).

Назначение ФИ — уменьшение нижней рабочей частоты сабвуфера, добавить низких частот.

Какой должна быть частота резонанса фазоинвертора?

Частота резонанса фазоинвертора (в общем случае) должна быть на 1/3 (на 33 %) ниже, частоты резонанса того же динамика в том же ящике при закрытом отверстии фазоинвертора.

Пример:
F_рез. динамика в ЗЯ = 60 Гц.
60 х 0,33 = 20гц.
60-20 = 40 Гц.

Расчётная резонансная частота ФИ в данном примере должна быть 40 Гц.

Для этой частоты, а считаю далее диаметр и длина фазоинвертора под объём данного ящика. А теперь рассмотрим более научные варианты расчета фазоинвертора.

Вариант №1. Простой вариант расчета размеров фазоинвертора

Это вариант подойдет для ленивых. Нам надо знать частоту настройки фазоинвертора для данного динамика. Его часто указывают производители динамиков в технических характеристиках, например на упаковке.

• F — частота настройки ФИ;
• C — скорость звука;
• п — число = 3,14…;
• S — площадь отверстия;
• L — эффективная длина трубы (длина трубы плюс процентов 5);
• V — объем корпуса.

Везде метры и герцы.

Соответственно отношение площади отверстия к длине фазоинвертора:

то есть при увеличении площади отверстия вдвое (два порта) — вдвое растет длина каждого из фазоинвертора. Делать узкий фазоинвертор чтобы уменьшить длину трубы нецелесообразно — возрастает скорость потока в нем (там должно быть не более 5% от скорости звука! я ошибся по памяти)

Одновременно сделать очень широкий и длинный фазоинвертор также не имеет смысла — его длина не должна быть больше длины волны на частоте резонанса, чтобы не было стоячих волн, но вообще-то это несколько метров получается, так что тут ошибиться трудно.

Вариант №2

В первую очередь, руководствуясь рис. 1 и таблицей, необходимо изготовить «стандартный объем» — герметичный фанерный ящик, все стыки которого во избежание утечек воздуха тщательно подогнаны, проклеены и промазаны пластилином.

рис. 1

Диаметр диффузора громкоговорителя, мм	Размеры, мм
А	В	С
200	255	220	170
250	360	220	220
300	360	220	270
375	510	220	335

Далее измеряют собственную частоту резонанса громкоговорителя, находящегося в свободном пространстве. Для этого его подвешивают в воздухе вдалеке от крупных предметов (мебели, стен, потолка). Схема измерений приведена на рис. 2.

рис. 2

Здесь ЗГ — градуированный звуковой генератор, V — ламповый вольтметр переменного тока и R — резистор сопротивлением 100–1000 ом (при больших значениях сопротивления измерение оказывается более точным).

Вращая ручку настройки частоты звукового генератора в пределах от 15-20 до 200-250 гц, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра. Частота, при которой отклонение максимально и является резонансной частотой громкоговорителя в свободном пространстве F_в.

Следующий этап — определение резонансной частоты громкоговорителя F_в при его работе на «стандартный объем». Для этого громкоговоритель кладут диффузором на отверстие «стандартного объема» и слегка прижимают, во избежание утечек воздуха в месте стыка поверхностей. Метод определения частоты резонанса прежний, но в этом случае она будет в 2–4 раза выше.

рис. 3
рис. 4

Зная эти две частоты, с помощью номограмм находят размеры фазоинвертора. В зависимости от диаметра диффузора громкоговорителя выбирают номограмму, приведенную на рис. 3 (для диаметра ,200 мм), на рис. 4 (для диаметра 250 и 300 мм) или на рис. 5 (для диаметра 375 мм). По выбранной номограмме определяют объем фазоинвертора, для чего соединяют прямой линией точки, соответствующие найденным частотам, на осях «Резонансная частота»

рис. 5

F_в (см. рис. 4 точка А) и «Резонансная частота» F_я (точка В). Отмечают точку пересечения С с вспомогательной осью и отсюда ведут вторую прямую линию через точку D до оси «оптимальный объем». Значение, соответствующее новой точке пересечения Е, и является искомым объемом.

Если нет каких-либо особых соображений для конструирования ящика специальной конфигурации, то расчет внутренних размеров его при заданной объеме может быть сделан по номограмме, показанной на рис. 6. Ширина фазоинвертора будет равна 1,4 высоты, а высота — 1,4 глубины. Пользование номограммой не представляет трудностей: проводят прямую линию между крайними осями, на которых нанесены величины объемов. Точки пересечения прямой с осями А, В, С определят ширину, высоту и глубину ящика. Диаметр выреза для громкоговорителя берется равным размеру С, указанному в таблице.

рис. 6

Далее, задавшись диаметром туннеля, необходимо определить его длину и проверить вмещается ли он в ящик фазоинвертора. Длину туннеля находят из графиков, приведенных на рис. 7, для трех внутренних диаметров: графики А — для диаметра 50 мм, В — для диаметра 75 мм и В — для диаметра 120 мм. Выбрав соответствующие графики, по частоте F_в и объему фазоинвертора, определенным ранее, находят длину туннеля (пример на рис. 7,В). Она должна быть на 35–40 мм меньше внутренней глубины ящика. Если этого не получается, можно нисколько изменить конфигурацию ящика, сохранив его объем, или взять Другой диаметр туннеля.

рис. 8

Фазоинвертор изготавливают из фанеры толщиной около 30 мм. Если нет такой толстой фанеры, то для повышения жесткости нужно приклеить внутри ящика по диагонали или крестообразно бруски размером 25×75 мм. Ящик собирают на винтах и клее и все швы герметизируют. Заднюю стенку рекомендуется крепить шурупами (по пять штук на одну сторону) с фетровой прокладкой. Туннель делают из толстостенной картонной трубки.

Изготовив фазоинвертор и установив в него громкоговоритель, приступают к его демпфированию. Для этого громкоговоритель рекомендуется полностью закрыть с задней стороны слоем стекловаты толщиной 25–50 мм, прикрепляя ее к доске вокруг диффузородержателя с помощью кольца, привинченного шурупами или винтами.

рис. 8

Достаточность демпфирования проверяется с помощью схемы, приведенной на рис. 8. Сопротивление резистора Я берется около 0,5 ом. Если же известен коэффициент демпфирования К усилителя, с которым будет работать агрегат, и сопротивление звуковой катушки громкоговорителя переменному току r, то его можно определять из формулы R=r/K ом.

Переводи переключатель из одного положения в другое, прислушиваются к щелчку в громкоговорителе. Если он вполне отчетлив я нет «бубнения» или «звона», значит демпфирование достаточно. Окончательное решение принимают после прослушивания оркестровой музыки с хорошо выраженными басами и верхними котами.

Вариант №3. Расчет размера фазоинвертора по номограмме

В области низких частот работа громкоговорителя не зависит от формы ящика или типа фазоинвертора, а определяется лишь двумя параметрами акустического оформления — объемом ящика-фазоинвертора V и частотой его настройки F_b. К нахождению этих величин и сводится в основном расчет акустического оформления.

Для того чтобы уяснить методику расчета громкоговорителей с помощью номограммы, рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.Рассчитать оптимальное акустическое оформление для известной низкочастотной головки. Допустим, что с помощью измерений параметры головки определены: Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м 3 , f_s=40 Гц. При работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением (R_g=0) Q_t головки составит 0,3. Отметим на оси абсцисс точку Q_t=0,3, проведем через нее перпендикулярную оси прямую и найдем ординаты точек пересечения прямой с кривыми в верхней и нижней частях номограммы: V_as/V=3, f_b/f_s=1,25, f₃/f_s=1,47. Подставляя в полученные отношения измеренные значения параметров головки V_as=0,120м3, f_s=40 Гц, находим: V=0,04 м 3 , f_b=50 Гц, f₃=59 Гц. Таким образом, если не принимать мер к дополнительному регулированию Q_t, для получения гладкой частотной характеристики громкоговорителя заданную головку достаточно поместить в ящик-фазоинвертор объемом 0,04 м 3 и настроить его на частоту 50 Гц. Частота среза громкоговорителя при этом окажется равной 59 Гц.

Пример 2.Для той же исходной головки с Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м 3 , f_s=40 Гц требуется так рассчитать параметры ящика-фазоинвертора, чтобы частота среза громкоговорителя оказалась равной 35 Гц. При оговоренной частоте среза расчет начинается с определения f₃/f_s. В рассматриваемом случае f₃/f_s=0,875. Далее через точку с ординатой 0,875 на кривой f₃/f_s проводится прямая, перпендикулярная оси абсцисс, и определяются координаты точек пересечения ее с кривыми V_as/V и f_b/f_s , т. е. Q_t=0,415, V_as/V=1.05, f_b/f_s =0.93. Подставляя в полученные отношения значения параметров головки V_as=0,12м 3 , f_s=40 Гц, находим V=0,114 м 3 , f_b=37 Гц. Следовательно, для того чтобы получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя с частотой среза f3=35 Гц, объем ящика-фазоинвертора должен составлять 0,114 м 3 , а частота настройки — 37 Гц. Кроме того, поскольку требуемое значение общего Q головки отличается от измеренного (при работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением Q_t=0.3), для достижения желаемой формы частотной характеристики потребуется дополнительное регулирование этого параметра.

Пример 3.Дана низкочастотная головка (Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,12м 3 , fs=40 Гц) и задан объем акустического оформления 19 V=0,06 м 3 . Требуется рассчитать громкоговоритель, обладающий гладкой частотной характеристикой. Определим отношение V_as/V =2. Через точку с ординатой 2 на кривой V_as/V проведем прямую, перпендикулярную оси абсцисс, и найдем координаты точек пересечения ее с кривыми f_b/f_s и f₃/f_s : Q_t=0,345; f_b/f_s=1,1; f₃/f_s=1,2. Подставляя в последние отношения значения параметров головки, находим fb=44 Гц, f3=48 Гц. Таким образом, чтобы с данной головкой и в ящике оговоренных размеров получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя, потребуется настроить ящик-фазоинвертор на частоту f_b=44 Гц и с помощью средств регулирования довести общее Q головки до значения 0,345.

Калькуляторы фазоинвертора онлайн

В калькуляторе фазоинвертора Параметры набирать через точку, ноль перед точкой вводить не обязательно.

Источник