Как сделать портативную колонку мощнее. Миниатюрные динамики в самодельной колонке
Данный обзор посвящен миниатюрным 40мм динамикам, которые я использовал в самодельной колонке. Сразу скажу, что динамики оправдали мое ожидание в качестве пищалок и в совокупности с низкочастотным дали вполне приемлемый звук для довольно компактной колонки.
Началось все с миниатюрного сабвуфера, который прилагался к ноутбуку ASUS N55S
Использовал я его довольно редко, но не смотря на это, разъем на ноутбуке 2.5", к которому подключался данный динамик, стал плохо контачить и наконец просто провалился внутрь ноутбука. Особой надобности в ремонте я не видел, так как ноут использовался в основном для работы и в хороших басах особо не нуждался.
А вот мысль, использовать эту колоночку как портативный миниатюрный динамик давно сидела у меня в голове. К сожалению, в тот корпус вместить что-то кроме данного динамика было проблематичным, поэтому решил корпус колонки менять.
Сперва хотел собрать колонку на паре полуваттных динамиков от старых компьютеров.
Диаметр у них был великоват, а звук просто отвратителен. Отталкивающе-скрипящий, а чуть больше громкости - то и сильно-дребезжащим. Низкочастотный динамик не вытаскивал качество звука. Нужно было что-то другой. И вот на просторе интернета нашел динамики из обзора.
Покупал я их на EBAY, хотя можно было и на АЛИ и на ТАО:
Заявленные характеристики
- Диаметр - 40мм
- Высота - 20мм
- Диаметр магнита - 22мм
- Номинальная мощность - 3Вт
- Сопротивление - 4Ом
- Частотный диапазон - 170КГц
- Коэффициент нелинейных искажений - 1%
Используемые компоненты
- Динамики 3 Вт 4 Ом 40 мм по ссылке выше $1.9 x 2 = $3.8
- Корпус (остался от другого проекта), если бы покупал, брал бы без прозрачной крышки размером 115x90x55
- - $0.99 за 2 шт
- ~ $0.5
- Низкочастотный динамик 5 Вт 4 Ом
- Аккумулятор от неисправного телефона на 2200мА/ч
Размер поменьше, чем от спикеров с компьютерных корпусов.
Поэтому подошел валяющийся без дела приборный корпус 120x80x55 мм с прозрачной крышкой, что в данном изделии абсолютно излишне.
Габариты соответствуют заявленным
Вес 25г (может кто-то с ТАО будет заказывать)
Сопротивление тоже вполне в норме
Все динамики в комплекте
Миниатюрные платы усилителей на PAM8403
Платы зарядки литиевых батарей с током 600мА на TP4056 (ток можно настраивать до 1А)
Первоначальное испытание динамиков привело к небольшому дребезжанию на максимальной громкости, поэтому на входе поставил делитель громкости и фильтр ВЧ на конденсаторе 0.1мКФ
Итоговая схема получилась такой
Вырезаем дырки в корпусе под динамики, кнопку и разъем MiniUSB
Вклеиваем динамики, устанавливаем плату, припаиваем аккумулятор
Подключаем к телефону. 
Можно закрыть корпус
Ну что сказать про звук? Качество приятно удивило. Для такой маленькой дребезжалки звук очень громкий и качественный. Звучание можно слегка поправить эквалайзером в телефоне/планшете/компьютере. Есть бас, нормальные верхи.
Потребление 150мА на максимальной громкости, то есть примерно 0.5 Вт. При емкости аккумулятора 2200мА/ч ее вполне хватит на 12-20 часов в зависимости от громкости. Можно и от сети через любой БП с USB разъемом или ль компьютера.
Колоночка нас вполне устроила.
Китайцы бы смело написали на ней HiFi)))
Осталось немного поработать с внешним видом. Закрываю динамики сеткой для окон.
И обклеиваю пленкой «под карбон», что завалялась где то в шкафу. И вот готовое изделий плод нескольких вечеров.
В перспективе доработать данную колонку регулятором громкости, индикатором заряда батареи и заменить линейный вход на блютуз модуль (или FM/MP3/USB)
О всех моих поделках читайте в
Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов.
Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов.
Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.
Как исправить ситуацию?
Исправить сложившуюся ситуацию помогут портативные компьютерные колонки с питанием от порта USB. Сейчас на прилавках магазинов огромный выбор данных приборов, но качество их может отличаться в разы.
Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.
Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.
Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315 . Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.
Разборка компьютерных USB колонок
Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.
Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.
Электронная начинка
Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D . При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N ) при максимальной выходной мощности составляет 1%.
Плата усилителя и динамик
На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.
Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.
Если возникнет желание самостоятельно собрать усилитель на базе микросхемы LM4863, то можно столкнуться с проблемой. Найти на радиорынках данную микросхему не так уж легко (так было на момент написания данной статьи). А вот на сетевых торговых площадках найти такую микросхему не составило труда. Например, в интернет-магазине AliExpress.com микросхему LM4863 легко найти во всевозможных корпусах и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.
Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал .
Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор . Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.
Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet"а) на данную микросхему и показана на рисунке.
Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)
По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone ), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.
Для тех, кто разбирается в электронике и datasheet’ы на английском языке их не пугают, могут легко микросхемы LM4863 в интернете на сайте alldatasheet.com.
Схема усилителя портативных USB колонок
Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см. ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.
Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)
Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.
Размещение элементов на печатной плате
Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.
На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.
Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.
Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.
Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.
Наверно ни один человек не обходится без музыки. А когда музыка всегда с собой, это очень поднимает настроение. В этой статье я расскажу как сделать свою музыкальную колонку.
Для создания нашей колонки понадобится:
Усилитель, его я приобрел в радиомагазине по цене 100 рублей. Собран он на качественной микросхеме PAM8403
Динамик(3w, 4 Ohm)
Немного проводов
Аккумулятор от телефона
Включатель.
Паяльник небольшой.
Корпус, куплен в радиомагазине за 60 рублей
Штекер 3.5 мм от сломанных наушников
Защитная сетка на динамик, взята из сломанной колонки
Термоклей
Гнездо для зарядки.
Канцелярский нож.
Когда все компоненты в наличии можно приступать.
Первым делом аккуратно вырежем канцелярским ножом отверстие под включатель.
Ставим на это место включатель. Держаться от будет на собственных зажимах. Вид получился, как из коробочки.
Этот включатель отличается от обычного размерами, он примерно в 1.5 раза меньше обычно, смотрится он стильно и солидно.
Следующий шаг. Делаем отверстие в передней части корпуса, с помощью того же ножа, там будет располагаться наш динамик, стоять он будет вверху и ставиться снаружи.
Проверим, хорошо ли туда подходит динамик. Если всё хорошо, то можно его залить термоклеем.
Теперь приступим к изучению усилителя.
На фото я максимально быстро передал краткую информацию о сборке усилителя.
Первым делом припаяем вход звука, это джек 3.5 мм, например их старых или сломанных наушников. Базовый это белый провод, зеленый и синий, правый и левый вход звука к усилителю.
После припаиваем выход усилителя к динамику, так как у меня только один динамик, я второй раз усилителя реализовывать не буду.
Тут же припаиваем питание усилителя на плюс аккума через включатель. Для подзарядки сделаем гнездо USB.
После того, как вынесли гнездо на боковую панель, можно приступать к сборке короба. Сложностей нет никаких, стоит лишь закрыть заднюю крышу, спереди ставим защиту от физического воздействия.
В сегодняшней статье мы попытаемся подробно рассмотреть, как сделать беспроводную колонку. Преимущество данной самоделки по сравнению с подобными самоделками, заключается в том, что собирать мы её будем, использовав уже готовые дешёвые китайские модули. И нам не придётся паять какие-либо сложные схемы, да и собрать такую самоделку сможет каждый, даже ребёнок. Собрав данную самоделку, вы получите не только крутую и качественную беспроводную колонку, ни и самое главное улучшите свой навык с работой паяльником, припоем и т.д. Также хочется добавить, что нашу сборку, что описана ниже можно ещё улучшить, а именно добавить в неё Bluetooth модуль. В общем, самоделка очень интересная, поэтому давайте не будем тянуть с длинным предисловием, погнали!
Для данной самоделки нам понадобится:
- Корпус. Любой, но лучше использовать деревянный, например фанеру
- Два динамика 1.5 inсh 3W 4 Ом
- Аудио провода (но можно и обыкновенные)
- Модуль PAM8403 (звуковой усилитель)
- MP3 декодер, или иначе плеер
- Аккумуляторная батарея формата 18650
- Выключатель
- Плата управления АКБ
Из инструментов нам также понадобится:
- Паяльник
- Припой
- Кусачки
- Суперклей
- Термоклей
- Лобзик
Ну что, приступим к сборке. Для начала нам следует взять, наверное, самые важные элементы самоделки, и именно динамики. Ссылку на подходящий вариант вы сможете найти в конце статьи. Но я всё равно повторюсь, что динамики должны быть на 3W с сопротивлением 4 Ом. К данным динамика следует Припять по два провода длиной не более 15 см.. Для того чтобы не запутаться рекомендую использовать цветные провода.
Следующим шагом нам необходим корпус, в котором собственно и будем собирать нашу самоделку. Он может быть абсолютно любой формы и из любого материала. Но для акустики лучше всего использовать деревянный корпус. Мы же будем использовать тонкую фанеру. Автор самоделки для изготовления нужных отверстий и для нарезки самой фанеры использовал лазерный ЧПУ станок для нарезки фанеры. Если у вас его нет, то можно обойтись и обыкновенным ручным лобзиком. Для начала из листа тонкой фанеры вырежем прямоугольник, который у нас будет служить лицевой панелью самоделки. Размер этого прямоугольника должен быт примерно, таким как на фото ниже. В вырезанном прямоугольнике следует проделать два круглых сквозных отверстия, диаметром чуть меньше, чем внешний диаметр динамиков. Затем соединяем между собой динамики с заготовкой из фанеры. Соединять следует термоклеем, но также для этого отлично подойдет клей на эпоксидной основе.
После чего нам потребуется взять звуковой усилитель, подходящий нашим динамикам, а именно нам нужен усилитель PAM8403, ссылку на который вы тоже найдёте в конце статьи. К данному модулю следует припаять провода, что припаяли ранее к динамикам. Припаивать следует соблюдая полярность «+» к «+», а «-» к «-», на самой печатной плате усилителя и на динамиках у нужных контактов указана полярность и поэтому перепутать будет сложно. В итоге на данном этапе у нас должна получиться конструкция, как изображена на фото ниже.
Далее нам потребуется взять такой модуль как, MP3 декодер (плеер), ссылка на него также оставлена в конце статьи. На самом деле выбор таких плееров у наших китайских друзей очень велик, с разной стоимостью и функционалом, выбирайте любой, что вам по карману и тот, что по характеристикам вас устроит. Провода от 4-х пионового шлейфа от MP3 декодера следует припаять к нашему звуковому усилителю следующим образом. А именно с обратной стороны относительно ранее припаянных проводов имеются пять контактов. К контакту с условным обозначением «L» следует припаять жёлтый провод, к контакту с условным обозначением перевёрнутой «Т» белый провод, а к контакту с условным обозначением «R» зелёный провод. А черный и красный провода припаяем к контакту «-» и «+» соответственно.
Затем нам потребуется взять аккумуляторную батарею формата 18650, данный формат батарей очень распространён, и найти их где-либо, не составит ни какого труда. Следует отметить, что для корректной и безопасной работы АКБ следует использовать специальную плату управления, что будет следить за зарядом и разрядом АКБ, что продлит срок службы аккумулятора. К батареи следует припаять два провода длинной не более 15см.. Аккумуляторы следует паять очень быстро не дав им перегреться, а иначе они просто на проста, выйдут из строя.
Провода только что припаянные к аккумулятору следует припаять к плате управления АКБ, а именно к контакту с условным обозначением «B+» и «B-», к «B+» плюсовой провод, а к «B-» минусовой провод соответственно. После чего к контактам на плате с условными обозначениями «OUT+» и «OUT-» следует припаять два провода длинной не более 10см. После чего провода, идущие от платы управления АКБ (те, что только что припаяли), припаиваем к контактам на усилителе «+» и «-», то есть «OUT+» к «+», а «OUT-» к «-».
Далее нам следует вырезать из фанеры такой же прямоугольник, что вырезали в самом начале (можно по шире) и приклеим его при помощи супер клея, к вырезанному вначале прямоугольнику так, как это изображено ниже. Данный фанерный прямоугольник будет служить дном конструкции. Потом ещё один точно такой же прямоугольник, но только уже с отверстием под MP3 декодер. И приклеим этот прямоугольник также при помощи суперклея к противоположной стороне (см. фото).
Устанавливаем MP3 декодер, в своё посадочное место предварительно сняв шлейф. И закрепим MP3 декодер при помощи суперклея, затем установив шлейф обратно. Так же к внутренней части корпуса следует приклеить звуковой усилитель для того чтобы он там не болтался. Вырежем ещё один деревянный прямоугольник подобный тем, что ранее, и к данному прямоугольнику при помощи термоклея следует приклеить аккумуляторную батарею и плату её управления. И приклеим этот прямоугольник в указанное на фото место.
Далее из той же самой фанеры нам следует вырезать квадрат с отверстиями, под выключатель, разъём питания и под проход воздушного потока. И приклеим его, стой стороны, где приклеили плату управления АКБ (просунув через отверстия провода под выключатель). Далее к просунутым проводам припаиваем выключатель, и установи его в свое посадочное отверстие. В завершении вырежем такой же квадрат из фанеры, что с отверстиями, но только без них. И приклеим его с противоположной стороны (см. фото).
Вот и всё! Все готово, осталось только зарядить АКБ, вставить в нашу колонку SD-карту с музыкой поддерживаемого формата и наслаждаться музыкой.
Сначала возникла идея купить мощную мобильную блютус колонку, но фирменные JBL стоят до 300$, к тому же мощность их редко превышает 40 ватт, поэтому решено было взяться за сборку собственной. «Бумбокс колонка» была основана на УМЗЧ модуле TDA7492P мощностью 2×50 Ватт и Li-Ion аккумуляторной батарее общим напряжением 21 В и емкостью 3500 мАч (70 Вт).
Большинство деталей заказано на известном сайте AliExpress, в том числе и динамики. Пока заряжаются батареи отдельным зарядным устройством IMax, в будущем надо будет сделать готовое зарядное устройство в самом корпусе.
Динамики — два широкополосных мощностью по 25 Вт и два высокочастотных мощностью по 10 Вт, что дает нам в общей сложности 70 Вт, но в пиках выдержит и 100. Компания производитель этих динамиков — малоизвестная Aiyima, но качество их исполнения и качество звука приятно удивило, что позволяет её рекомендовать для сборки небольших колонок. Их параметры следующие:
- Частотный диапазон диапазон: 81 — 5400 Гц
- Чувствительность: 87 дб
- F рез. около 115 Гц
Добавлен модуль USB, в роли Power-Bank. Корпус изготовлен из МДФ толщиной 10 мм и имеет размеры 12x12x27 см. Он была склеен столярным клеем, а также усилен винтами с каждой стороны, кроме плиты на задней панели, которую приклеили термоклеем, на случай необходимости какого-либо ремонта или модификации.
Испытания самодельной колонки
Испытания показали, что эти два широкополосных динамика воспроизводить весь диапазон частот, к сожалению, не способны в полной мере, поэтому вместе с ними поставили твитеры 10 Вт. ВЧ динамики подключили последовательно с пленочными конденсаторами.
Что касается усилителя НЧ на TDA7492 (звук принимается модулем bluetooth 4.1), качество звука очень хорошее, чистое. Единственная проблема этой платы — динамики слегка шумят при тихом прослушивании музыки. В интернете есть решение этой проблемы, необходима лишь легкая модификация платы, но это особо не мешает.
Корпус должен быть очень герметичным, иначе давление внутри колонки приводит к тому, что воздух начинает выходить наружу через маленькие отверстия, что вызывает неприятные «пуканья» динамика.
Стоимость всех расходов на сборку
- TDA7492P 2x50w 10$
- Преобразователь USB 0.8$
- Блютус приёмник 2$
- 5S Литий-Ионный аккумулятор 2.5$
- МДФ 10 мм прибл. 1 $
- Динамики 3″ ШП 36$
- Динамики 1.5″ ВЧ 12$
- АКБ 18650 упаковка Panasonic 3400 мАч 5х4$
- Плюс провода, переключатели, конденсаторы: итого 70 долларов
Микросхема TDA7492 является , схема работает в диапазоне 8-25 В, так что 21 В ещё не предел — можно поставить и 6 банок. По спецификации на м/с при THD 10%, суммарно получается почти 100 ватт мощности.
