Pembesar suara Desktop Fidelity Tinggi * Kecil (Dicetak 3D): 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Saya menghabiskan banyak masa di meja saya. Ini bermaksud bahawa saya menghabiskan banyak masa untuk mendengar muzik saya melalui pembesar suara kecil yang mengerikan yang terdapat di dalam monitor komputer saya. Tidak boleh diterima! Saya mahukan suara stereo berkualiti tinggi dan nyata dalam pakej menarik yang sesuai dengan monitor di meja kecil saya. "Pembesar suara komputer" biasa selalu dikecewakan, jadi saya menetapkan untuk menerapkan beberapa prinsip reka bentuk dan kejuruteraan pembesar suara asas untuk membina sepasang pembesar suara tanpa kompromi (baik, lebih seperti kompromi rendah) yang, untuk ukurannya, akan menarik perhatian mana-mana audiophile.

Memperkenalkan penambahan terbaru untuk keluarga HiFi saya, "Kitten" Nano-HiFi Desktop Speaker. (Sekarang menerima penyerahan untuk nama yang lebih baik)

Pembesar suara ini berukuran kira-kira 4,25 inci (10,8 cm), lebar 2,75 inci (7 cm), dan kedalaman sekitar 4,5 inci (11,4 cm) termasuk tiang pengikat, dan direka untuk bunyi yang hebat dalam bungkusan kecil. Mereka dibuat menggunakan Printer 3D penyemperitan khas, menggunakan filamen PLA. Mari masuk ke dalamnya!

Bekalan

Bahagian dan Bahan:

• Pemacu pembesar suara 4x Aura "Cougar" NSW1-205-8A 1"
• Induktor crossover 2x 0.2 mH
• Perintang 2x 2.4 Ohm "audio grade"
• 'Kayu Plastik' atau pengisi kayu yang serupa
• 'Perfect Plastic Putty' atau pengisi yang serupa
• Semburkan primer dan cat
• Lem super
• Pelekat silikon RTV atau yang serupa
• Terminal wayar / tiang pengikat 4x
• Lebih kurang 3-4 kaki dawai bertebat 18-20 ga
• Penyambung sekop wanita
• Skru mesin 4x M2x12
• Kacang 4x M2
• Mesin basuh 4x M2
• Dua kepingan kecil papan lapis tebal 1/8 "- 1/4" atau papan kukuh yang serupa

Alat:

• Pencetak 3D dan filamen pilihan
• Pateri dan pateri
• Kertas pasir dan / atau fail kuku, pelbagai parut dari 200-1000
• Pelucut wayar / pemotong, pisau xacto, dan beberapa alat asas lain akan sangat membantu

Langkah 1: Matlamat dan Kekangan

Sama ada saya tahu atau tidak, ketika saya membina sesuatu yang saya mulakan, pada asasnya, dengan dua perkara. Matlamat dan Kekangan. Jadi inilah mereka.

Matlamat:

• Sambungan bass serendah mungkin. Semoga 90 - 100 Hz sebelum bass mula terlalu lengang.
• Kelantangan mendengar yang boleh diterima. Sudah ada banyak pembesar suara kecil yang terdengar hebat pada semua frekuensi; Ini dipanggil fon kepala. Masalahnya ialah, anda harus melekatkannya di kepala anda. Itu jelas bukan yang saya harapkan, dan membuat mereka dapat mendengar dengan jauh sedikit lebih sukar untuk dilakukan.
• Tindak balas frekuensi rata. Cuba hilangkan resonans, puncak, dan lembah besar yang diderita oleh kebanyakan pembesar suara kecil.

Kekangan:

• Saiz. Pembesar suara mesti dipasang di bawah monitor komputer saya, jadi tingginya tidak lebih dari 4 inci dan sedalam 5 inci. Saya menentukan bahawa jumlah dalaman kira-kira 500 mL adalah sasaran yang baik. Selain itu, kerana saya menggunakan pencetak 3D di universiti saya, saya terhad kepada kira-kira 250 gram bahan percetakan.
• Kos. Saya tidak mempunyai satu juta dolar untuk dibelanjakan untuk pembesar suara ini, jadi tidak ada bahan, alat, atau alat ganti yang eksotik.
• Kerumitan. Ini agak sesuai dengan kos, tetapi juga tahap dan masa kemahiran saya. Ini mungkin membataskan saya kepada reka bentuk 'fullrange' kerana ia jauh lebih mudah daripada reka bentuk 2 atau 3 arah dan tidak memerlukan komponen crossover yang mahal.
• Reka bentuk yang menyenangkan secara estetik. Kerana saya mesti melihat perkara-perkara ini sepanjang hari.

Langkah 2: Pemilihan Pemandu

Dengan tujuan dan kekangan dalam fikiran, sudah waktunya untuk…. pergi membeli-belah?

Betul betul. Oleh kerana pemandu adalah nadi pembesar suara, saya memilih pemandu terlebih dahulu dan merancang pembesar suara yang lain di sekitarnya. Kerana saya merancang untuk memikirkannya, saya tidak hanya memerlukan pemandu yang sesuai, tetapi juga mempunyai spesifikasi dan ukuran yang baik yang diberikan oleh pengeluar. Saya akan mengetahuinya mengapa ini penting dalam satu minit, tetapi tanpanya reka bentuk pembesar suara saya menjadi tekaan yang lengkap.

Oleh itu, saya menarik laman web kegemaran saya untuk membeli komponen pembesar suara, Parts Express, dan mencari pemacu "fullrange" dalam julat 1 "- 2". Saya menjumpai ini, AuraSound "Cougar" (di sinilah saya berasal "Kitten" dari nama pembesar suara saya. Dapatkan?) Yang mempunyai beberapa kualiti yang baik.

• Saiz kecil. Semakin kecil semakin baik.
• Murah. Hanya sekitar $ 10.50 setiap satu.
• Prestasi midrange dan treble yang sangat baik, dan sambutan bass yang sangat rendah untuk pemandu kecil seperti itu.
• Pengendalian kuasa yang baik, jadi saya harap dapat menaikkannya sedikit tanpa bimbang.

Dengan mempertimbangkan pemacu ini, sudah tiba masanya untuk memuat turun lembaran data dan membuat simulasi.

Langkah 3: Simulasi Pembesar suara

Dengan calon pemandu yang berpotensi dipilih, saya memerlukan beberapa perisian untuk menjalankan simulasi dan menilai keberkesanan pilihan pembesar suara dan reka bentuk kandang saya. Oleh itu, saya mengikuti beberapa langkah untuk membuat simulasi pemacu tunggal di kandang asas.

Program pertama yang saya gunakan dipanggil SplTrace. Versi daripadanya boleh didapati di sini secara percuma. Ini adalah program kecil yang sangat sederhana. Untuk menggunakannya, saya mula-mula mengimport gambar tindak balas kekerapan dan graf tindak balas impedensi pemandu pilihan saya. Kemudian, dengan menelusuri plot dengan kursor saya, saya dapat menukar gambar plot menjadi fail yang boleh digunakan oleh perisian simulasi.

Seterusnya, saya menggunakan program bernama Boxsim. Versi Bahasa Inggeris terkini boleh didapati di sini. Saya membuat projek baru dan mengikuti persiapan awal. Kemudian, merujuk lembaran data yang saya muat turun untuk pemacu saya, saya mengisi semua data pemandu yang diperlukan. Di bahagian bawah, ada pilihan untuk memasukkan data tindak balas frekuensi dan impedensi. Di sinilah saya memuatkan fail yang saya buat menggunakan SplTrace. Kemudian saya mengklik tab dan menambahkan anggaran awal untuk jenis, dimensi, dan frekuensi penyesuaian kandang, kerana saya memutuskan untuk menggunakan kandang port. Kandang berventilasi memberikan dua faedah untuk saya. Pertama, kemampuan untuk menala port dengan frekuensi rendah, semoga dapat meningkatkan respons bass sedikit. Kedua, ia membolehkan pemandu bergerak dengan lebih bebas dan semestinya lebih cekap berbanding dengan penutup tertutup. Memandangkan ventilasi akan dirancang dengan tepat dan dicetak sebagai bahagian yang tidak terpisahkan dari kandang, ia tidak perlu dipertimbangkan.

Dengan semua maklumat yang diperlukan dimasukkan ke dalam Boxsim dengan betul, saya menghubungkan pemacu tunggal ke penguat di bawah menu 'Amplifier 1' dan ketika saya menekan "Ok" saya disajikan dengan grafik menarik yang kelihatan seperti yang ditunjukkan di sini. Berjaya! Saya sekarang mempunyai simulasi tindak balas frekuensi asas untuk mula bermain-main.

Langkah 4: Membangunkan Reka Bentuk Pembesar Suara

Dengan simulasi pertama saya selesai, sudah tiba masanya untuk memahami bagaimana maklumat ini dapat memandu pilihan reka bentuk saya.

Saya diberi plot tindak balas frekuensi khas, dengan SPL (kenyaringan, dalam dB) pada paksi-y dan frekuensi pada paksi-x. Pembesar suara yang sempurna mempunyai garis lurus di grafik ini, dari 20 Hz hingga 20, 000 Hz. Oleh itu, tujuan saya sekarang adalah untuk mengubah parameter apa pun yang saya dapat untuk menjadikan pembesar suara saya sedekat mungkin dengan pembesar suara ideal yang khayalan ini.

Dengan itu, dua masalah segera timbul.

Pertama ialah hentakan ketara dalam grafik di atas sekitar 1000 Hz. Dengan beberapa penyamaan dan / atau beberapa penapis analog, ini boleh menjadi masalah mudah untuk diselesaikan… Sekiranya bukan kerana masalah kedua saya.

Mengklik ke Maks. Tab SPL saya melihat plot tindak balas frekuensi yang serupa. Namun, tidak seperti yang lain, plot ini menunjukkan yang paling kuat yang dapat dimainkan oleh pembesar suara pada frekuensi tertentu sebelum melepasi had daya maksimum atau had lawatan maksimum. Oleh itu, walaupun saya menggunakan beberapa penyamaan (finnicky dan tidak 'berpegang pada' pembesar suara jika mereka bergerak) atau penapisan analog (mahal, rumit, dan besar) untuk menjadikan trek menengah lebih sesuai dengan bass, Saya hanya dapat memainkan muzik saya pada sekitar 80 dB pada tahap paling kuat. Walaupun 80 dB sebenarnya cukup kuat (fikir pembersih vakum atau pembuangan sampah), ingatlah bahawa ini adalah had kemampuan pembesar suara, yang bukan tempat yang baik. Untuk mengelakkan pembesar suara merosakkan diri sendiri atau terdengar seperti sampah yang terdistorsi, saya mahukan ruang kepala yang mencukupi sebelum mereka mencapai had mereka. Satu-satunya cara untuk pergi ke sana adalah dengan memilih pemandu yang berbeza (hampir pasti lebih besar) atau turun dua kali.

Langkah 5: Memuktamadkan Reka Bentuk Pembesar Suara

Oleh itu, seperti yang anda pasti perhatikan pada awal Instructable ini, saya memilih untuk menggandakan. Berbanding dengan pemacu 2 yang ada di Parts Express, dua daripadanya harus memberikan prestasi yang banyak atau lebih untuk harganya. Dan, sejujurnya, saya menyukai penampilan dua pemandu yang disusun. Estetika juga penting:)

Menambah pemacu pendua di Boxsim cukup mudah. Saya membuat projek baru di Boxsim, menyalin pemandu semasa persediaan awal, dan menggunakan tetapan "perumahan luar biasa" untuk menentukan kandang dan sesak. Dengan itu, hasilnya kelihatan lebih menjanjikan. Sekarang saya mempunyai ruang kepala tambahan 5-10 dB, dan keluk keseluruhan yang lebih lancar. Saya bermain-main dengan kelantangan, frekuensi penalaan, dan pemadat sehingga saya menjumpai kombinasi yang sangat saya gemari pada 0,45 liter, 125 Hz, dan 'light stuffed'.

Semasa dalam proses merancang ini, saya belajar mengenai fenomena yang disebut baffle step, seperti kerugian difraksi yang nampaknya merupakan pertimbangan utama bagi kebanyakan pembesar suara berkualiti tinggi. Pada dasarnya, apabila gelombang bunyi datang dari pembesar suara, mereka berusaha memancar ke semua arah. Termasuk di belakang pembesar suara. Kerana bunyi frekuensi tinggi mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek, mereka melantun dari permukaan depan kotak pembesar suara dan ditembak kembali ke arah pendengar. Tetapi bunyi frekuensi yang lebih rendah, dengan panjang gelombang yang lebih panjang, dengan mudah akan membongkok di sekitar penutup pembesar suara. Oleh itu, bunyi frekuensi tinggi kelihatan sedikit lebih kuat bagi pendengar. Nasib baik, ini mudah diperbaiki dengan hanya satu perintang dan induktor. Kalkulator dalam talian ini akan memberitahu anda nilai yang anda perlukan dengan memberikan beberapa input. Dari situ, saya dapat menambahkan litar pembetulan langkah sesak di bahagian silang penguat simulasi saya dan melihat hasil baru. Saya bermain dengan kalkulator sedikit sehingga saya mendapat respons yang saya suka dengan nilai komponen yang terdapat di Parts Express.

Pada ketika ini, saya mesti bersikap bersih dan mengatakan bahawa, saya sedikit menipu.: (Tetapi inilah cara saya menipu dan mengapa, dalam kes ini, tidak mengapa.

Terima kasih kerana membina ini sendiri, saya tahu dengan tepat di mana dan bagaimana ia akan digunakan. Ini memberi saya sedikit pengetahuan yang dapat saya gunakan untuk keuntungan saya. Kedua-dua pembesar suara akan berada di atas meja saya, disandarkan tepat di dinding besar, dan di bawah dua monitor komputer rata dan besar. Anda mungkin melihat ke mana ini berlaku. Permukaan rata ini akan bertindak seperti baffle besar, meningkatkan bass dengan cara yang tidak dapat diketahui oleh Boxsim. Oleh itu, saya mengatakan kepada Boxsim sedikit kebohongan putih dan berpura-pura bahawa sesak saya sebenarnya 100 cm tinggi dan lebar. Maaf tidak maaf, Boxsim. Lebih banyak seni daripada sains yang saya kira:)

Namun, sejak saya melakukan ini, penting untuk diingat bahawa hasil kehidupan sebenar mungkin sebenarnya terletak di antara simulasi "baffle kecil" dan "sesak besar".

Langkah 6: Reka Bentuk Kandang dan Pemasangan (CAD)

Hadiah Pertama dalam Peraduan Pengarang Kali Pertama