
Cześć,
Chciałem Wam przedstawić coś z trochę innej beczki. Są to miniaturowe głośniki do komputera, teoretycznie jakich wiele, ale nie do końca

Zaczęło się od tego, że chciałem zrobić sobie miniaturowe głośniki do laptopa charakteryzujące się możliwie jak najlepszym przenoszeniem basu i ogólnie dobrym brzmieniem. Oczywiście, jako że posiadam drukarkę 3D, to założyłem że za jej pomocą wydrukuję obudowę i po którejś tam iteracji będę zadowolony z brzmienia. Otóż, okazało się, że sprawa nie jest tak prosta. Mamę oszukasz, tatę oszukasz, ale fizyki nie oszukasz. No ale po kolei.
Najpierw zaczerpnąłem w Internecie łyk teorii oraz poszukałem udanych implementacji miniaturowych głośniczków TL. Z tym pierwszym poszło tak sobie, a z tym drugim w ogóle słabo - projekty dużych imponujących kolumn oczywiście są, z pewnością na Elektrodzie też były, ale miniaturowych brak.
Dowiedziałem się, że linia transmisyjna powinna mieć długość równą 1/4 długości fali odpowiadającej częstotliwości trochę poniżej częstotliwości rezonansowej F_s głośnika. Linia wykazuje rezonanse "podbijające" na częstotliwościach, gdzie występuje nieparzysta wielokrotność ćwiartki długości fali, oraz osłabiające dla wielokrotności połówki fali. Logiczne - na razie. Żeby osłabić trochę wpływ rezonansów, linię należy wytłumić, mając świadomość, że tłumienie powoduje pewne obniżenie częstotliwości rezonansowej linii. Problem się pojawił, kiedy szukałem informacji na temat przekroju takiego tunelu. Jedni mówią, że przekrój linii powinien wynosić tyle, ile wynosi powierzchnia aktywna głośnika, gdzie indziej mówią, że może być trochę mniej. Ja pomyślałem sobie, że można zasugerować się średnicą otworu bass-reflex, ale to był karygodny BŁĄD. Jeżeli sięgnąć do teorii, to wyjdzie, że zasady są takie, jak w RF - trzeba zachować dopasowanie impedancji linii do głośnika, w przeciwnym razie będą odbicia i straty.
Osobny temat to dobór odpowiednio małego głośnika o możliwie najniższym F_s. Wybrałem Visaton BF45 o średnicy 45 mm i częstotliwości rezonansowej około 150 Hz. Ćwiartka długości fali dla powiedzmy 120 Hz (czyli trochę poniżej F_s) to około 70 cm. Samo to, wraz z polem powierzchni aktywnej głośnika głośnika (około 12.5 cm^2) daje objętość 0.9 l. Do tego dochodzą ścianki wewnętrzne i zewnętrzne labiryntu - wszystko razem to ponad litr objętości. 10x10x10 cm - to nie jest mało.
Zrobiłem taki głośnik, ale z linią o mniejszym przekroju, żeby zachować te małe wymiary. Efekt - nie wart wzmiankowania

Temat odłożyłem na półkę na parę miesięcy, po czym zdecydowałem się na drugie podejście.
Tym razem wpadł mi w oko głośnik Visaton BF37. Średnica zewnętrzna 37 mm, F_s rzędu 155 Hz. Rozmiar mniejszy niż poprzednika...częstotliwość rezonansowa dość niska... może warto spróbować? Ale tym razem postawiłem na bass-reflex. Wrzuciłem parametry T-S do WinISD, a program wypluł mi takie coś:

Parametry dość imponujące, rozmiar skrzynki mały (0.4 l) - nic, tylko zaprojektować obudowę i drukować.
Pełny opis i pliki STL do druku 3D znajduje się tutaj:
https://www.thingiverse.com/thing:4371857
Jako wzmacniacz głośnikowy wykorzystałem moduł 2x3 W, z potencjometrem, na bazie PAM8403, ukryty w prawej skrzynce. Wzmacniacz zasilany jest z micro USB - tutaj wykorzystuję najbardziej podstawowy moduł ładowarki TP4056, jednak z rzeczonego modułu przydaje mi się tylko samo gniazdo i PCB. Można oczywiście użyć reszty ładowarki i jakiś akumulator, wówczas głośnik staje się przenośny, ale ja to odpuściłem. Do laptopa mi to nie potrzebne, a w razie potrzeby użycia z komórką gdzieś w plenerze, głośnik można zasilić z powerbanka. Można też użyć modułu bluetooth, ale jak pisałem - do laptopa tego nie potrzebuję.
Od razu napiszę mały spoiler: moduł wzmacniacza wymaga dolutowania kondensatora elektrolitycznego rzędu 1000 uF na linii zasilania. Bez tego wzmacniacz łatwo osiąga przesterowanie przy głośniejszym graniu, w szczególności przy większym udziale basu. Przysiadanie napięcia zasilania w takt basu da się zauważyć na oscyloskopie.
Pora na efekty:
głośniczek gra zadziwiająco dobrze. Naprawdę - tym razem coś na kształt sukcesu, aczkolwiek skrzyneczki nie są aż takie małe. Brzmienia można posłuchać tutaj:
https://www.youtube.com/watch?v=MFXrRalvIiA&t=39s
Piosenki, jakie wykorzystałem, to nie są znane hity, ponieważ nie chciałem naruszać praw autorskich, ale jakiś tam obraz dają. W nagraniu nie ma żadnej manipulacji equalizerem, dlatego w dobrych słuchawkach można z grubsza usłyszeć jak to naprawdę brzmi. Jest dość głośno, jest sympatyczny środek - przesterowania gitara brzmi, że tak powiem, masywnie. Głośnik ma dość ostre odcięcie od dołu, dlatego zdarzają się takie piosenki, gdzie "stopy" prawie nie słychać, ale przy Daft Punk, Łąki Łan, Muse, Comie albo jazzowych oszczędnych utworach jest przyjemne zejście. Oczywiście jak na tak małe kolumienki

Skrzynki wypełnione są watą poliestrową. Można ją wsunąć od strony głośnika, jak i od tylnej strony. Tunel bas refleks ma średnicę 1.4 cm (jeśli dobrze pamiętam. edit: jednak 1.2 cm, ale to bez znaczenia, model jest OK) i długość 10 cm. Model na thingiverse zawiera dłuższą tubkę (12 cm), którą można dociąć "na ucho", albo zaufać WinISD i dociąć na 10 cm, tudzież, dla oszczędności czasu, zakończyć drukowanie na odpowiedniej wysokości.
Co do kosztów:
- głośniki BF37 w wersji 4-omowej: 2 x 40...50 zł,
- wzmacniacz to jakieś 4.5 zł,
- moduł ładowarki - 2.5 zł
- kabel jack-jack, który trzeba rozpołowić (jedna połówka transmituje sygnał z line-in komputera do wzmacniacza w głośniku aktywnym, a druga służy do podłączenia pasywnego głośnika): jakieś 10 zł,
- gniazdo jack - 3 zł
- 21 śrubek M2.5 z łbem stożkowym i jedna nakrętka ~ 3 zł.
- druk... kilka złotych, wiadomo

Jeśli ktoś sobie życzy, to może wprost powielić mój "projekt", a jeśli chce i czuje się na siłach - może zrobić skrzynki w jakimś innym kształcie, albo w ogóle z innego materiału, np. z drewna. W każdym razie te małe i niepozorne Visatony naprawdę miło mnie zaskoczyły.
Słowo końcowe: w 90 Hz dolnej częstotliwości granicznej tak za bardzo nie wierzę

Metodę pomiaru parametrów T-S głośnika można znaleźć np. tutaj:
http://audiojudgement.com/measuring-thiele-small-parameters-part1/
Przy okazji - jako obciążnik do wykorzystałem monetę 1-groszową. Może gdzieś popełniłem błąd?... no ale akurat F_s mierzy się łatwo bez żadnych dodatkowych akcesoriów.
Zdaję sobie sprawę, że moim nieprofesjonalnym opisem i podejściem kalam sztukę tworzenia kolumn głośnikowych, wybaczcie mi. Te głośniki to takie zabawki, które czynią dźwięk z laptopa znośnym i nie zajmują dużo miejsca na biurku.
Może komuś udało się okiełznać linię transmisyjną tak, by rozmiar skrzynki był malutki? A może trzeba robić tak, jak to obecnie robią wszyscy producenci głośników bluetooth - pasywna membrana? Zapraszam do dyskusji i pozdrawiam

Fimek





Cool? Ranking DIY