Проекты

Акустическая колонка своими руками. Выгодно ли собрать ее самому

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Электроника
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1392 имени Д.В. Рябинкина
Предметы: Физика, Радиоэлектроника
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Создание собственной акустической колонки.

Задачи

  1. Разработать проект будущей акустической системы.
  2. Выбрать комплектующие и купить их, выбрать материал для корпуса.
  3. Изготовить корпус, пассивные излучатели.
  4. Установить все комплектующие и пассивные излучатели.
  5. Сравнить себестоимость колонки с конкурентами.

Описание

Для изготовления корпуса изделия автор выбрал фанеру и клей ПВА в связи с низкой стоимостью и простотой в использовании. Корпус получился надёжным и практичным.

Для реализации своего проекта автор сначала выбрал акустическое оформление. Наиболее распространенные варианты акустического оформления низкочастотных громкоговорителей:

1)     закрытое;

2)     фазоинвертор с простым отверстием, в которое может быть помещен пассивный радиатор;

3)     самый распространенный фазоинвертор в виде трубы;

4)     лабиринт – технически сложное и дорогое решение.

Автор выбирал между оформлением с фазоинвертором и пассивным излучателем, так как они, на его взгляд, наиболее эффективные и простые в расчете.

Расчёты параметров для пассивного излучателя были сделаны «на глаз», объём корпуса для динамика получился меньше, чем требуется. В АС с пассивным излучателем отсутствуют магниты, центрирующая шайба, электромагнитная катушка. За счёт этого размеры и вес всей системы получились намного меньше, чем с фазоинвертором.

Аккумуляторную батарею автор изготовил из 32 аккумуляторов формата 18650. Разделив их на 8 блоков по 4 в каждом, подключил блоки параллельно. Внутри блока аккумуляторы подключены последовательно. К каждому блоку припаян контроллер заряда, для того чтобы видеть, что аккумуляторы не разрядились ниже номинального (2,5 В) и не перезарядились выше максимального значения (4,2 В).

Чтобы запитать мощный усилитель, автору потребовалось установить повышающий преобразователь, так как питание усилителя 42−50 В, а аккумуляторная батарея получилась на 16 В. После преобразования перед усилителем был установлен фильтр питания, который был выпаян из блока питания старого DVD-проигрывателя.

Для того чтобы запитать bluetooth-модуль и не получить земляную петлю (вызывает сильные помехи), автору пришлось сначала понизить напряжение с 16 до 12 В понижающим преобразователем. Это было нужно для питания преобразователя с гальванической развязкой. Преобразователь с гальванической развязкой, в свою очередь, понижает напряжение с 12 до 5 В. После этого в обход встроенного в bluetooth-модуля преобразователь был подключен bluetooth -модуль питание.

Результат

В результате автор изготовил самодельную акустическую систему, проанализировал рынок акустических систем и нашёл схожую по цене от производителя JBL колонку JBL PartyBox 300.

Колонка

Изделие автора

 JBL PartyBox 300

Цена (руб.)

25 000

28 000

Мощность (Вт)

600

60

Качество (+/-)

+

+

Громкость

Бренд (+/-)

-

+

Дизайн (+/-)

 

 

Время автономной работы (часов)

30

18

Оснащение и оборудование

В своей акустической системе автор использовал:

1) динамики

2) усилитель

3) аккумулятор

4) преобразователи

5) вluetooth-модуль

6) кнопку

7) кроссоверы

Перспективы использования результатов работы

Изготовив акустическую систему, автор помог собрать аналогичные для школы и использовать их для уличных мероприятий.

Награды/достижения

74-я серия Дней науки школьников НИТУ «МИСиС» − победитель