Расчет корпуса для сабвуфера и практический взгляд на создание его своими руками

Особенности размещения

В замкнутом пространстве автомобиля мозг человека не в состоянии определить направление на источник низкочастотного звука. Поэтому, в отличие от динамиков средней и высокой частоты, место размещения сабвуфера не влияет на естественность звука и может быть любым. Но внушительную колонку куда попало не пристроишь. Экономя ограниченное пространство, её, как правило, прячут в багажник.

Вариантов расположения сабвуфера в багажнике седана или хэтчбека не так уж и много:

• за спинкой сидений диффузором в багажник,
• в крыле,
• в откидном подлокотнике диффузором в салон,
• в полке диффузором вверх,
• в нише запасного колеса.

Инсталляция сабвуфера за спинкой сидений диффузором в багажник — распространённое решение. Выбирая такой вариант для седана, необходимо обеспечить акустическую связь багажника с салоном.

Инсталляция сабвуфера за спинкой сидений диффузором в багажник — распространённое решение

Суммарная площадь отверстий между ними должна быть не меньше площади диффузора. Чтобы выполнить условие, возможно, понадобится «просветлить» полку: вырезать в ней дополнительное отверстие и замаскировать его сеткой или решёткой. То же самое относится и к варианту размещения сабвуфера в заднем крыле седана.

Суммарная площадь отверстий между багажником и салоном седана должна быть не меньше площади диффузора

В хэтчбеке и в универсале, где багажник не изолирован от салона, инсталляция диффузором назад работает лучше и даже может создать дополнительный прирост звукового давления. Сабвуфер в крыле обеспечивает более глубокий бас.

Низкочастотная колонка в подлокотнике откидного сидения седана более точно воспроизводит звук, поскольку динамик работает непосредственно в салон.

Низкочастотная колонка в подлокотнике откидного сидения седана более точно воспроизводит звук

Размер «окна» для динамика не должен быть меньше площади диффузора. Корпус сабвуфера устанавливают как можно плотнее к спинке сидения, «утечка» звука через щели влияет на качество его воспроизведения.

Размещение сабвуфера в задней полке диффузором вверх — наиболее выигрышное решение. Динамик, как и в случае с подлокотником, работает в салон. Кроме того, заднее стекло выступает в роли акустической нагрузки, обеспечивая дополнительное усиление низких частот.

Размещение сабвуфера в задней полке диффузором вверх — наиболее выигрышное решение

Динамик сабвуфера в полу багажника (в нише запаски) хэтчбека и универсала фактически установлен в большую плоскую поверхность, что положительно влияет на воспроизведение низких частот. При этом следует позаботиться о защите головки и придумать, куда пристроить запасное колесо.

Динамик сабвуфера в полу багажника хэтчбека и универсала фактически установлен в большую плоскую поверхность, что положительно влияет на воспроизведение низких частот

Питание

В мощной активной колонке, которой является сабвуфер, может потребоваться и внутренний блок питания. Он должен выдавать десятки ампер и быть достаточно мощным – без такой мощности разогнать акустическую систему не удастся. Чтобы оставить таким же благозвучие и эффективность «басов», нередко и усилитель, и блок питания размещают в отдельном, наглухо отгороженном от основной акустической ячейки отсеке. Для этого потребуется седьмая стенка ящика, служащая в качестве внутренней перегородки. Её выпиливают с учётом лабиринтного хода, проходящего через неё. Электроника размещена в задней части ящика. Если колонка не является активной, усилитель и блок питания выносятся в отдельный агрегат. К самой колонке подходит лишь силовой провод.

В качестве блока питания нередко берут зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно выдаёт не более 15 В, при этом ток может достигать десятков ампер. Выполнен он по современной схеме импульсного блока питания, в который входят:

1. сетевой выпрямитель – мощный диодный мост на 220 В;
2. преобразователь частоты от единиц до десятков килогерц – он позволяет в десятки раз уменьшить габариты трансформатора;
3. трансформатор – гальванически развязывает выходную часть от сетевого напряжения, защищая от удара током и высоковольтного пробоя;
4. высокочастотный выпрямительный мост на современных диодах с высоким КПД;
5. фильтр – задерживает броски тока;
6. импульсный стабилизатор – избавляет от скачков напряжения.

Всю эту схему, имея нужные детали, можно собрать в колонке и самому. Но чаще ставят готовый блок встроенный или выносной (в одном корпусе с усилителем). Разместив все нужные функциональные узлы внутри колонки, делаем следующее:

1. выводим линии питания и звука;
2. подключаем динамик к выходу усилителя;
3. устанавливаем на место переднюю часть (с динамиком) и закрепляем её.

До проведения работ по дизайну и эргономике колонки испытайте её:

1. подключите к входу усилителя любой источник звука (например, смартфон);
2. включите блок питания;
3. также подключите к выходу усилителя высокочастотные колонки («сателлиты»);
4. запустите какой-нибудь музыкальный трек на вашем гаджете.

Большинство сабвуферов ориентированы на низкие частоты от десятков до сотен герц, остальные воспроизводятся при помощи высокочастотных колонок. В этом можно убедиться, временно отключив эти «сателлиты» во время работы. Если испытание прошло успешно (не выявлено дребезжания, хрипа или других помех в звучании), проведите акустический расчёт помещения или авто.

1. Установите сабвуфер где-нибудь на полу комнаты. В авто это чаще всего багажник или пространство под задним сиденьем.
2. Пройдитесь по комнате (или вблизи авто, пересаживайтесь в машине на разные сидения), прислушиваясь к естественному звучанию басов. Если звук приобретает гудящие оттенки – переместите сабвуфер в другое место.
3. Попробуйте перенастроить эквалайзер (если вы музыкант, то сэмплер) усилителя или самого гаджета. Добейтесь оптимальных настроек, чтобы колонка не уходила в область слегка завышенных нижних частот (100-250 Гц).

Если от размытости басов полностью избавиться не удалось, причины следующие:

• неправильный расчёт ящика и канала;
• динамик не соответствует заявленным характеристикам;
• щели между стенками колонки недостаточно тщательно загерметизированы;
• слишком тонкая фанера, из которой вырезаны стенки.

Расчет корпуса

Теперь нужно определить, какие размеры будут ограничивать наш корпус с наклонной стенкой.

Основной параметр — это высота динамика, так как если сделать переднюю стенку (h) короче, то саб попросту не поместится. И лучше сделать небольшой запас по краям динамика.

Для расчета чертежа нужен еще один ограничивающий размер. Это может быть как ширина ящика (f), так и его глубина по основанию (b), либо по потолку (a).

Если задача  сделать ящик наименее глубоким, то в этом случае ограничивающим размером для нас станет монтажная глубина динамика.

Нужно, подобрать размер a так, чтобы магнит не упирался в заднюю стенку (c). Самое простое и эффективное решение — это выбрать размер a, равным монтажной глубине саба. Таким образом он точно не упрется в стенку, а скос добавит достаточное расстояние за магнитом.

Затем, нужно определить расстояние b. Его можно измерить таким же образом как и угол —  с помощью картонного шаблона. Но если такой возможности нет, то можно и вычислить.

Длина b рассчитывается через котангенс угла L. Зная котангенс этого угла, а так же размеры h и a вычисляется сторона b.

Но чтобы не тратить ваше время на мучительные попытки вспомнить тригонометрию, я убрал расчеты под кат, а для вас накидал вот такой удобный файлик.

Скачать файлик exel

В таблицу вводятся известные параметры и она посчитает  все остальные размеры.

Тут есть возможность считать форму по основанию через расстояние b, через a по потолку и через f, если нужно отталкиваться от ширины корпуса. Для каждого способа есть отдельная вкладка.

Сделать деталировку на корпус с наклонной стенкой посложнее чем стандартного, поэтому понятный чертеж очень поможет в этом деле. Обязательно обратите внимание, что рассчитываются внутренние размеры и при построении чертежа нужно будет учитывать толщину материала

Для чего нужна программа расчета корпуса сабвуфера на русском

Перед тем, как использовать программу расчета корпуса сабвуфера на русском, стоит разобраться с тем, какие детали потребуется приобрести.

Динамик

Для качественного звучания акустики придется купить:

• динамик – лучше всего, если это будет импортный вариант, который составит десять, а лучше двенадцать дюймов;
• бандпасс четвертого порядка – который будет разделен на несколько камер, способные ограничить те частоты, которые могут ограничиваться при помощи диффузора;
• бандпасс шестого порядка – имеет еще одну камеру, а также, наличие дополнительного фазоинвертора, при этом можно отыскать два типа бандпассов, то есть с одним или двумя фазоинверторами;
• фазоинвертор – деталь, которая представляет собой трубку, выводящую воздух, который может обеспечить дополнительное, более качественное звучание акустики.

Фазоинвертор для акустики

При этом все вышеуказанные части обязательно заключены в корпус сабвуфера, который представляет собой ящик закрытого типа с определенным объемом. Как правило, качественный корпус сабвуфера представляет собой корпус из дерева, который полностью герметичен. Конечно же, этот вариант самый простой, но динамики, расположенные в нем показывают самый низкий уровень КПД.

Корпус сабвуфера

В интернете имеется программа для расчета корпуса сабвуфера, русский вариант будет также доступен, она напоминает обычный калькулятор, но обладает рядом других функций.

К примеру, популярная программа Speaker Workshop позволяет произвести расчет онлайн таких параметров, как:

• корпус;
• фильтр;
• динамический импеданс;
• АЧХ;
• искажений гармонического характера;
• количества конденсаторов, резисторов.

Программа Speaker Workshop

Проектирование самодельного сабвуфера

Автомобильные сабвуферы устанавливаются в багажном отсеке или на задней полке, поэтому такая система получила название тыловой.

Самый серьёзный момент в изготовлении — это определение его размера и устройства. В зависимости от поставленных задач конструкция может иметь самые разные вариации.

Виды сабвуферов

Существует всего два основных вида сабвуферов. Если говорить об отношении к усилителю мощности звука, то условно они делятся на:

• активные. Они имеют уже встроенные усилитель и кроссовер, которые обеспечивают высокое качество звука и убирают из звучания высокие частоты. Активный сабвуфер получает сигналы от любого источника, с которым имеет связь;
• пассивные. Устройство не оснащается дополнительными усилительными элементами, поэтому подключается к основной аудиосистеме салона. Единственный недостаток пассивного сабвуфера заключается в том, что он серьёзно загружает все каналы системы, поэтому понижается и качество звучания.

Активные сабвуферы не загружают штатную аудиосистему салона, поэтому они отличаются более качественным звучанием

Как собрать сабвуфер

После подготовки всех инструментов и материалов, можно начинать работы по изготовлению конструкции. Сделать короб для сабвуфера 12 дюймов с диаметром 30 см достаточно просто. В первую очередь следует проделать отверстие под будущий динамик, выдерживая расстояние от центра до стенок в 20 см.

Дальше нужно руководствоваться следующей инструкцией:

Подготавливаем основные элементы будущего самодельного корпуса. Их параметры рассчитывают заранее на проверенном ресурсе с онлайн-калькуляторами.
Проделываем отверстие спереди фанерного листа или МДФ, ДСП-плиты.
Вырезаем над отверстием щель под фазоинверторную трубку и прикручиваем отсек.
Склеиваем боковые элементы клеем ПВА и скрепляем с помощью саморезов

Важно закручивать крепежные элементы до упора, поскольку любые пустоты негативно скажутся на качестве звука.
Вырезаем места под провода сзади корпуса.
Перед соединением всех составляющих помещаем в короб динамик.
Завершающий этап подразумевает проведение отделки внутреннего пространства. Следует замазать стыки и щели герметиком или эпоксидной смолой, чтобы улучшить герметизацию.
Внешняя отделка заключается в обтягивании корпуса карапетовой тканью

Карапет натягивается и крепится эпоксидкой или мебельным степлером.

После завершения всех этапов осуществляется финальная сборка с подключением к штатной автомагнитоле.

Поскольку закрытый фазоинверторный короб (ФИ) отличается крупными размерами, владельцы авто предпочитают устанавливать компактный сабвуфер «Стелс», сделанный своими руками. Мини-модель демонстрирует отчетливое звучание широкого диапазона частот и занимает меньше места в машине.

Смотрите » Как правильно установить и подключить магнитолу в машине ВАЗ-2110

В большинстве случаев короб под 10 сабвуфер размещается в багажнике, однако некоторые люди практикуют монтаж в крыле или нише запаски.

Чтобы правильно сделать короб для сабвуфера, можно рассматривать упрощенный вариант с созданием закрытого ящика. Его создают по тем же принципам, что и фазоинверторную модель, но без проделывания щели. ЗЯ обладает отверстием под динамик, поэтому его конструктивное исполнение выглядит достаточно просто.

Всевозможные разновидности бандпассов представляют собой полноценный фазоинвертор, но в видоизмененном формате. Поэтому собрать самодельный саб достаточно просто.

Наиболее сложной конструкцией считается сабвуфер в виде рупора. Из-за сложностей изготовления начинающие мастера отказываются от этого варианта, отдавая предпочтение более упрощенным моделям. Однако рупор отличается объемными низами и обеспечивает глубокое звучание всех частот. Но любое отклонение от чертежей сделает все усилия бесполезными, т.к. саб не будет звучать как нужно.

Поэтому специалисты рекомендуют выбирать вариант закрытого ящика или фазоинверторного короба для саба. Еще простым исполнением характеризуется бандпасс.

Собирая короб под сабвуфер, важно соблюдать все правила техники безопасности и быть осторожным. Работа подразумевает использование колющих и режущих предметов, а также электрического инструмента

Применять неисправные приспособления запрещено.