Сабвуфер своими руками + светотюнинг

Сабвуфер представляет собой отдельную акустическую систему, предназначенную для воспроизведения низких частот звукового диапазона (обычно 20-120Гц).
Применение сабвуфера позволит Вам не напрягать акустическую систему низкими частотами, оставив для них лишь средние и высокие. Так как человеческий слух не может распознать направление низкочастотного звука, достаточно иметь только один сабвуфер и установить в его в любом удобном Вам месте.
Изготовление любого корпуса для сабвуфера нужно начинать с покупки динамика. Рассмотрим основные параметры динамической головки для сабвуфера, которые нужно учитывать при изготовлении сабвуфера.
Размер – обычно динамики для сабвуферов бывают следующих размеров:
6-ти дюймовые головки – редко используются в качестве основного сабвуфера. Для нормального функционирования нужно использовать их несколько. Поэтому обычно их используют как дополнительный источник мид-баса.
8-ми дюймовые головки – Похожи по характеристикам предыдущему варианту. Однако существует мнение, что при правильной установке такие динамики можно использовать при изготовлении основного сабвуфера. Но все же мы рекомендуем не использовать их для этой цели. Подобные динамики можно использовать для получения фронтального баса.
10-ти дюймовые головки позволяют построить функциональную систему благодаря своему небольшому размеру и хорошим характеристикам. Такие динамики способны довольно качественно звучать в корпусе, типа «Закрытый Ящик» размером 15 – 20 литров. Таким образом, можно получить компактный сабвуфер, создающий неплохое звуковое давление.
12-ти дюймовые головки – самый распространенный вариант для изготовления сабвуфера. На наш взгляд, это оптимальный вариант. Сабвуфер будет занимать не очень много места (около 25 – 35 литров объема) и позволит получить качественное звучание.
15-ти дюймовые головки устанавливают, как правило, для соревнований по SPL, так как не каждый автомобиль способен вмещать сабвуфер объемом 60 – 90 литров. Так же система, изготовленная с применением таких динамиков достаточно дорога.
Теперь перейдем к разнице в сопротивлениях звуковой катушки.
Основной принцип – чем меньше сопротивление в нагрузке у усилителя, тем выше мощность.
Однако, зачастую, при использовании 1 - 2 Ом в нагрузке, качество значительно теряется. Исходя из этого, на наш взгляд, лучше отказаться от сопротивления 1 Ом, а свой выбор остановить на 2-4 Ом.
Осталось рассмотреть мощность сабвуфера. Здесь нет единого мнения, но точно можно сказать, что динамик должен быть в любом случае мощнее, чем максимальная выходная мощность усилителя. Однако, стоит помнить, что ни одна система не рассчитана в стандартном режиме на использование ее в максимальной громкости. Так как в этом случае возрастают нелинейные искажения, и качество звука сильно падает. В связи с этим, рекомендуется все же придерживаться баланса.
Теперь перейдем непосредственно к изготовлению корпуса.
Они классифицируются по варианту конструкции:
Стандартный ящик.
Корпус типа «стелс» - размещается в нишах автомобиля.
Рассмотрим каждый из них.
Стандартный корпус выполняется в трех конструкциях – ЗЯ (закрытый ящик) и ФИ (фазоинвертор) и БП (бандпасс). Последний бывает в двух вариациях БП 4 и БП 6



ЗЯ — Преимуществами конструкции закрытого корпуса являются его простота в изготовлении и наименьший размер. Основные недостатки — меньшая эффективность и КПД, по сравнению с другими корпусами.
ФИ и БП требуют более сложных расчетов и настройки, но эффективность и КПД имеют намного выше, чем ЗЯ.
Для расчета сабвуферов существует много различных программ, таких как Blaubox, WinISD Pro Alpha, WinSpeakerz, Perfect Box 4.5,JBL Speakershop, WinISD 0.44 и др. Самой распространенной является программа JBL Speakershop.
Чтобы рассчитать корпус в программу вводятся технические характеристики динамика, которые можно узнать у производителя, в инструкции по эксплуатации или посмотреть в интернете. Программа поможет Вам получить все необходимые данные для изготовления сабвуфера.
Когда все расчеты закончены перейдем непосредственно к изготовлению корпуса.

ЗЯ (Закрытый Ящик)

ЗЯ – самый компактный вариант сабвуфера, благодаря чему, его легко можно расположить за задними сиденьями таким образом, чтобы он занимал минимум лишнего пространства.Форму корпуса сабвуфера выберем в виде усеченной пирамиды, как наиболее универсальную, со скошенной задней стенкой с углом в 23 градуса, так как у большинства автомобилей спинка заднего ряда сидений наклонена именно на такой угол.
После определения требуемого объема приступаем к расчету и изготовлению чертежа корпуса сабвуфера. Переднюю стенку корпуса сабвуфера сделаем из ДСП толщиной 23 мм, а боковые - толщиной 20 мм.



Выпиливаем стенки корпуса нужных размеров и в нужном количестве, приступаем к сборке корпуса. Все соединения выполняем с помощью клея и саморезов. Саморезы вкручиваем с шагом в 5 см, предварительно просверлим отверстие под них сверлом на 3 мм и раззенкуем сверлом 10 мм под головки саморезов. После этого, на одной из боковых сторон с помощью циркуля размечаем отверстие под акустический терминал.



Вырезаем отверстие электролобзиком.



акустический терминал при высоком давлении может создавать призвуки. Чтобы этого избежать экранируем его небольшой коробочкой.



Промазываем ее клеем и прикручиваем к боковине с помощью саморезов.





С помощью рубанка срезаем выступающие края корпуса.



Вырезаем на передней стенке отверстие под установку динамика. Крепим ее к корпусу с помощью клея и саморезов.



Для защиты корпуса от влаги и конденсата, пропитаем корпус мебельным нитролаком



Нанесем лак так же и на внутренний торец передней панели



Для красоты можно обклеить корпус карпетом, используя в качестве клея все тот же нитролак.



Осталось лишь соединить сабвуферный динамик с акустическим терминалом и закрепить их в корпусе.



ФИ (фазоинвертор)
Данный тип корпуса более громоздкий, чем предыдущий. Кроме того его сложнее рассчитать и настроить, однако качество и КПД сабвуфера значительно возрастает. Как и в первом случае, для правильных расчетов воспользуемся одной из программ.
Вырезаем по размеру стенки и аккуратно крепим их друг к другу с помощью клея и саморезов.



Рекомендуется изнутри промазать швы силиконовым герметиком.



Можно приступать к шпаклевке. Рекомендуется использовать автомобильную, двухкомпонентную шпаклевку. Постараемся как можно лучше отшлифовать корпус.



Вырежем отверстия для размещения фазоинвертора,



розетки



и специальных ручек-карманов.



Пробуем установить. Проверяем надежность крепления всех деталей



Для красоты можно обтянуть корпус кожей.



Существует вариант ФИ с фазоинвертором щелевого типа. Основное отличие в уникальном щелочном инверторе.



Из-за особенностей конструкции для крепления лучше использовать длинные шурупы, для герметизации можно использовать клей жидкие гвозди «Момент». Однако для дополнительной прочности лучше использовать эпоксидную смолу + ткань.



В остальном процесс схож с обычным фазоинвертором.



БП 4 (бандпас 4-го порядка).
Бандпас 4-го порядка – выбор для людей, имеющих опыт в расчетах и изготовлении. Его намного сложнее рассчитать и достаточно просто ошибиться в размерах. Однако он выдает еще большее качество и КПД. Кроме того, он лучше защищен от внешних воздействий, благодаря тому, что динамик полностью расположен внутри корпуса.
Как обычно рассчитываем с помощью одной из программ размеры корпуса. Важно правильно рассчитать не только размеры корпуса в целом, но и каждой из камер.
Выпиливаем все детали точно по размерам. Далее собираем конструкцию с помощью саморезов. Перед скруткой промазываем торец детали жидкими гвоздями или герметиком. После сбора тщательно промазываем швы теми же жидкими гвоздями, либо герметиком.



Перегородку, на которой расположен динамик, делаем из 2 деталей ДСП. Место установки динамика промазываем силиконом или герметиком и плотно стягиваем саморезами. Далее пропиливаем отверстие под клемму и обклеиваем внутри шумопоглощающим материалом(к примеру можно использовать ватин). Клей наносим не на всю площадь, чтобы материал не был статичен. Можно дополнительно закрепить его с помощью строительного степлера.



Припаиваем провода к динамику и к клемме.



Теперь необходимо закончить заднюю камеру (без фазоинвертора) и создать ей полную герметичность. На нее также необходимо поместить ватин.



После чего нужно плотно закрепить ее с помощью саморезов и клея. Для лучшей герметичности можно использовать жидкие гвозди, а также поверх швов нанести скотч.



Фазоинвертор можно приобрести, если же нужного размера нет в наличии, можно сделать его самому из пластиковой трубки. Мы использовали канализационную трубу 100мм. Фазоинвертор с передней и задней части должен иметь раструбы, причем с передней части раструб должен иметь больший диаметр. Чтобы сделать раструб, края трубы нужно немного нагреть и расширить с помощью тарелки или банки.



В крышке лобзиком пропиливаем отверстие, помещаем фазоинвертор вместе с карпетом, предварительно промазав все жидкими гвоздями. С задней стороны обклеиваем фазоинвертор и крышку шумопоглащающим материалом (ватином).



Собираем сабвуфер и обклеиваем его карпетом.




БП 6 (бандпас 6-го порядка)
Самый сложный в расчетах и сборке сабвуфер. Требует серьезной подготовительной работы с расчетами. Сопоставим с БП 4, однако выдает больший диапазон частот.
Правильно рассчитать КПД и мощность такого сабвуфера сложно даже с помощью программ имитации. Как правило, все глубоко индивидуально. Приведем пример с изготовлением сабвуфера с конкретными размерами.



Корпус устроен сложнее, чем в предыдущих примерах, поэтому, для дополнительной прочности, все стыки выполняются на деревянных брусках, которые крепятся саморезами



В вырезанной по размерам перегородке для динамической головки вырезаем отверстие размечаем и просверливаем отверстия для крепления динамика. Далее, крепим брусок по периметру.
Затем, к одной из боковых стенок корпуса сабвуфера крепим днище и крепим перегородку для динамика. Вторую боковую стенку сабвуфера также крепим к днищу перегородке.



После этого крепим бруски по периметру передней и задней камер. Вторую боковую стенку корпуса также крепим к днищу и перегородке. После этого крепим бруски по периметру передней и задней камер.



Далее вырезаем 2 отверстия под фазоинверторы и собираем сабвуфер. Делаем это по той же технологии, что и в случае с БП 4. Однако используем в качестве дополнительного материала для шумоизоляции вату, которая находится между внутренней поверхностью стенки корпуса сабвуфера и ватином.

Дополнительно можно покрасить сабвуфер



Сабвуфер стелс
Теперь рассмотрим один из вариантов установки сабвуфера с корпусом стелс. Такой сабвуфер незаметен и не занимает намного меньше места в багажнике. А потому крайне удобен для использования в автомобиле.
Обычно стелс устанавливают за аркой заднего крыла в багажнике автомобиля. Для хорошего динамика приходится набирать объем до 18 литров и больше. Можно немного вынести переднюю лицевую панель корпуса для сабвуфера стелс в багажник, а можно подрезать пол багажника, чтобы занять часть ниши запасного колеса.
Измеряя пространство в автомобиле, решено было выдвинуть переднюю панель корпуса для сабвуфера стелс за габариты боковой обшивки багажника. При этом видимая поверхность корпуса и панель усилителей будут аккуратно соединяться со штатной обшивкой. Вырезаем обшивку по линии будущего примыкания сабвуфера и усилителей.



Работа, связанная с формовкой стеклопластика, начинается с маскировки поверхностей автомобиля в местах возможного контакта с полиэфирной смолой. В нашем случае мы совмещаем маскировку обшивок багажника с изготовлением формы сабвуфера в крыле. Из гофрокартона делаем форму, склеивая малярным скотчем куски.



При формовании, рекомендуется добавить аэросил (стеклянную пудру) или другие сыпучие материалы в полиэфирную смолу. Аккуратно накладываем стекломат 8-10 слоями, чтобы добиться толщины 8мм.



Выламываем из крыла стеклопластиковою коробку корпуса сабвуфера



Необходимо собрать металлический каркас, для установки усилителей ориентируясь на корку из стеклопластика. После чего примеряем оборудование.



Панель облицовки усилителей также делаем из стеклопластика, причем делать это уже на установленном каркасе с усилителем. Для этого закроем все промежутки в блоке аппаратуры листами тонкого МДФ скотче и полиэтиленом.



Совместим обе детали.



Передняя стенка сабвуфера с отверстием для динамика выпиливается из МДФ толщиной 16 мм. После можно монтировать ее с помощью саморезов на стеклопластиковой коробке корпуса. Используем гофрокартон в качестве опалубки для устранения зазоров в корпусе сабвуфера. В зазорах между деталями необходимо набираем такую же толщину пластика как и на всех изделиях.



С помощью стеклопластика и шпаклевки создаем более эстетичный вид корпуса.



Осталось только поместить сабвуфер в крыло и установить его к панели облицовки усилителей и обшивке багажника. После этого можно удалить неровности корпуса полиэфирной шпаклевкой и выравнивания наждачной бумагой.



Обклеиваем корпус сабвуфера карпетом и прикручиваем динамик.



Подсветка сабвуфера.
Для подсветки можно использовать отдельные светодиоды, либо светодиодную ленту.
У светодиодов есть 2 контакта, Анод (А) и Катод (К). Чтобы светодиод работал, нужно его правильно подключить: А подключается к «плюсу» источника питания, К – к «минусу». В данном примере будут использоваться вот такие диоды.


Именно к А мы будем припаивать резисторы. Сопротивление резисторов рассчитывается по формуле закона ОМА
Исходим из того что рабочее напряжение светодиода (Uсв=3В), рабочий ток светодиода  Iсв=10мА=0.01А
Припаиваем резисторы к А каждого светодиода.



Нужно заранее продумать, как светодиоды будут закреплены внутри сабвуфера, В нашем случае было удобно расположить их так, чтобы они крепко держались вместе, поэтому мы спаяли их следующим образом:



В случае использования светодиодной ленты этот процесс не заменен самой конструкцией ленты, в которой светодиоды тщательно закреплены.

прикрепить светодиоды к внутренней поверхности сабвуфера можно с помощью двухстороннего скотча.





Для этих целей можно использовать светодиодную ленту. Работа с ней намного проще. К тому же она позволяет делать более яркие и интересные подсветки. Например диодное кольцо вокруг динамика


Рекомендуем использовать такую ленту. Цвет и яркость выберите на свой вкус.

Еще одним интересным направлением было бы использование эквалайзера на заднем стекле авто. Неоновый эквалайзер реагирует на пиковые амплитуды сабвуфера и заставляет световые столбики прыгать.


Важный момент!

Мы рекомендуем не располагать датчик звука эквалайзера очень близко к сабвуферу. Это может его повредить.


Ознакомиться более подробно с этим устройством, а так же увидеть разновидности можно здесь.