Bluetooth-колонка на 40Вт своими руками (оченьдлиннопост)
Доброго времени суток, пикабушники! Прошлый мой пост получил награду "Самый сохраняемый пост недели". Поэтому я продолжу выкладывать интересные посты посвященные самоделкам из дерева. Приятного чтения, друзья!
ШАГ 1: НЕОБХОДИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Все предложенные детали были тщательно проверены на совместимость и в таком сочетании работают прекрасно. Что требуется:
1. низкочастотный динамик — 2шт.
2. высокочастотный динамик («пищалки») — 2шт.
3. двухканальный кроссовер — 2шт.
4. пассивная мембрана — 2шт.
5. аккумуляторный блок из трех 3S батарей
6. плата защиты
8. усилитель
9. Bluetooth-модуль с заземляющим изолятором
10. модуль повышения напряжения (повышающий преобразователь)
11. разъем питания и переключатель
12. фанера толщиной 18мм
13. фанера толщиной 3мм.
Шаблоны для лазерного резака лежат здесь.
ШАГ 2: РАЗРАБОТКА ПЕРЕДНЕЙ И ЗАДНЕЙ ПАНЕЛЕЙ
На дизайн корпуса этой поделки я был вдохновлен многослойной древесиной. Глядя на нее можно подумать, что на собрана из 10-ти сложенных вместе слоев, на самом же деле корпус состоит из трех слоев 18мм-й фанеры, которые склеены друг с другом, и еще двух слоев 3мм-й фанеры с лицевой и задней сторон. Конструкция корпуса такова, что он имеет объем около 2.25 литра, и это прекрасно подходит для электронной начинки и выбранных пассивных мембран.
Изготовление лицевой панели:
Самым быстрым способом создания панелей является лазерная резка, и шаблон для этого здесь. Мой лазерный резак не справлялся с фанерой толще 3мм, поэтому переднюю панель, для большей прочности, я сделал из двух склеенных частей, и которую дополнительно еще усилил полосками из МДФ. Замечу, что все деревянные детали в этом мозгопроекте склеиваются только столярным клеем. В передней панели есть отверстия под «пищалки» и низкочастотные динамики, а еще для доступа электрокомпонентов. На задней панели сделаны отверстия под пассивные мембраны, а так же небольшие отверстия для разъема зарядки и переключателя.
Если вы проектируете панели собственного дизайна… то я бы посоветовал все же сделать отверстие для быстрого доступа к электронной начинкесамоделки, которое весьма полезно, если что-то потребует настройки или ремонта.
ШАГ 3: ИЗГОТОВЛЕНИЕ БОКОВЫХ ПАНЕЛЕЙ
После этого я приступил к созданию боковых панелей, и сделал их из высококачественной 18мм-й фанеры. Каждый слой этой мозгофанеры толщиной 3мм, а ее внешние стороны это тонкий шпон. Вам я также рекомендую использовать фанеру высокого качества, так как внутренние слои корпуса-«сендвича» должны быть достаточно твердыми и плотно сжатыми. При резке менее качественной фанеры она расщепляется или даже разваливается на слои. Для вырезания боковых составляющих корпуса необходимы лишь лобзик и дрель с коронкой или сверлом по дереву.
Для начала необходимо приложить к фанере переднюю панель и обвести ее контур, а затем повторить его внутри на расстоянии около 8мм от внешнего, можно тоньше или толще, в зависимости от качества самой фанеры и вашего опыта (вы быстро разберетесь с этим). Затем по углам внутреннего контура нужно высверлить 4 отверстия, так чтобы часть окружности этих отверстий совпадала с внутренним контуром, а потом лобзиком допилить контур полностью.
Выпилив внутренний контур, деталь выпиливается из фанерного листа по внешнему контуру.
ШАГ 4: СКЛЕИВАНИЕ БОКОВЫХ ПАНЕЛЕЙ
Боковые панели просто склеиваются вместе столярным клеем, большим количеством столярного клея. Промазанные панели складываются стопкой и плотно прижимаются каким-нибудь утяжелителем, либо сжимаются струбцинами, и оставляются в таком состоянии до высыхания клея.
Когда боковая часть корпуса самоделки высохнет, то лобзиком или на циркулярном столе стачиваются выступающие части, чтобы она обрела ровную обтекаемую форму. Это можно сделать и путем шлифования, но тогда потребуется больше времени. Далее изнутри боковую часть следует покрыть толстым слоем столярного клея, чтобы после окончательной сборки мозгоподелка была герметичной.
ШАГ 5: ПОДГОТОВКА ЗАДНЕЙ ПАНЕЛИ
На заднюю панель приклеиваются пассивные мембраны, которые являются альтернативой бас-рефлектору и позволяют расширить частотный диапазон динамиков, но в более компактном варианте. Подключения к электронике им не требуется, они просто реагируют на перепады давления внутри корпуса (то есть, когда основные динамики движуться наружу, мембраны втягиваются внутрь, и наоборот). И поэтому очень важно, чтобы готовый корпус поделки был на 100% герметичен.
Пассивные мембраны приклеиваются к панели супер-клеем, в данном случае лучше гелевым супер-клеем, так как он не столь жесткий и позволяет небольшие движения, в отличии от обычного супер-клея. На заднюю панель, чтобы она не изгибалась, также следует добавить несколько МДФ полос, используя для этого тот же гелевый супер-клей. Ведь любые вибрации корпуса будут портить звучание.
ШАГ 6: РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОНИКИ
Как можно заметить на представленном фото, внутри корпуса поделки располагается довольно много электрокомпонентов. Прежде чем разместить всю эту электронику, важно найти правильное положение каждого компонента, и убедиться что все «влезает» как это требуется! Еще важно найти такое положение электродеталей, чтобы при необходимости к ним был доступ для ремонта.
В данной поделке я разместил детали таким образом, чтобы такие платы, как усилитель и Bluetooth-модуль были легкодоступны, а кроссовер, который, скорее всего, не потребуется проверять, расположил дальше от отверстия для обслуживания. Находится этот кроссовер непосредственно под отверстием для правого низкочастотного динамика, так что при необходимости все же получить к нему доступ можно открутив сам динамик. Остальные электродетали расположены под отверстием для обслуживания, то есть легкодоступны.
ШАГ 7: СХЕМА ЭЛЕКТРОЦЕПИ
На рисунке представлена схема для сборки электроцепи самоделки. Если использовать те же компоненты, что и в предложенном списке деталей, то собрать элекроцепь достаточно просто, понадобятся лишь паяльник и припой (ну и кабельные стяжки, чтобы сделать все более аккуратным). Длина проводов зависит от того, как вы расположите электрокомпоненты, следует лишь знать, что чем меньше припуски проводов, тем лучше.
Если вы мало понимаете в электронике, или хотите разобраться в ней по-лучше, то читайте следующие шаги. А если вам это не интересно, то смело пропускайте теорию.
ШАГ 8: РАБОТА АККУМУЛЯТОРНОГО БЛОКА
Для многих людей безопасное использование литий-инонных аккумуляторов кажется запутанным, на деле же все не так уж и сложно. Для литий-ионных аккумуляторных блоков важны три вещи:
1. Собственно аккумуляторные батареи.
2. Плата защиты батарей.
3. Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов.
Приобретение литий-ионных батарей момент очень важный, так как в сети продаются множество поддельных батарей. Поэтому проще всего выбрать дешевые, но в тоже время настоящие и надежные батареи, например, Samsung’s pink 18650. Из-за того, что они дешевые, то подделывать их, то есть создавать еще более дешевые мозгокопии, не выгодно. И в итоге мы имеем недорогие надежные брендовые аккумуляторные батареи.
Следующий момент, это плата защиты батареи, которая предотвращает ее от перезаряда, чрезмерного разряда, короткого замыкания и многого другого. Точные защитные функции для разных плат немного отличаются. Такие платы защиты являются обязательным элементом, потому как литий-ионные батареи весьма чувствительны и нуждаются в особых условиях для своего функционирования, и без защитной платы возникает риск возгорания/взрывания батареи, либо она просто «умрет».
И, наконец, немаловажным является и само зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. Такие зарядники непосредственно заряжаютмозгобатареи, а так же, в зависимости от их напряжения, понижают мощность или полностью прекращают заряд, поэтому следует убедиться, что ваше устройство для литий-ионных батарей именно ЗАРЯДНИК, а не блок питания. Многие устройства в сети продаются как зарядники, но на деле являются обычными блоками питания, поэтому при выборе и заказе данного устройства обязательно читайте характеристики и описание!
Для большей информации по зарядке и использовании литий-ионных аккумуляторов переходим сюда, Шаг 3 и 4.
ШАГ 9: СБОРКА АККУМУЛЯТОРНОГО БЛОКА
Прежде чем приступить к спайке аккумуляторного блока необходимо убедиться, что напряжение всех батарей имеет одинаковое значение, так как в противном случае это будет путать плату защиты и во время зарядки может «убить» батарею. Если напряжение батареи немного ниже требуемого, то, собрав специальную цепь, можно зарядить её отдельно, и добиться одинакового напряжение на всех батареях.
Сбалансировав батареи можно приступать к сборке аккумуляторного блока. Подобный кейс для батарей стоит того, чтобы его приобрести, ведь с помощью него батареи компактно располагаются в одном месте, я лишь советую перепаять проводки на более толстые, чтобы они выдерживали необходимую мощность.
Согласно выше представленной схеме к кейсу батарей припаивается плата защиты, а так же переключатель и разъем питания. При впайке последнего обязательно убедитесь, что сделали это правильно! (Для лучшего понимания см. фото). Правый контакт (отогнутый) можно удалить, левый — к заземлению, а средний — положительный. Прежде чем впаивать разъем в цепь защиты, следует ставить в него включенное зарядное устройство и мультиметром проверить напряжение, чтобы убедиться в правильной полярности контактов разъема.
Далее, для проверки работоспособности питающей цепи в кейс вставляются батарейки, и если все правильно, провода компактно крепится скотчем к задней стороне кейса. После этого припаивается повышающий преобразователь, подключив который, мультиметром необходимо измерить напряжение на его выходных контактах. Нужное нам напряжение составляет 14В, и чтобы получить его необходимо мелкой отверткой подкрутить медный винт на плате модуля преобразователя, до получения требуемого параметра. Все как на следующем видео, лишь плата другая.
ШАГ 10: ПОДКЛЮЧЕНИЕ BLUETOOTH-МОДУЛЯ И УСИЛИТЕЛЯ
Для экономии места внутри самоделки и компактного расположении деталей, Bluetooth-модуль я прикрепил на плату усилителя. Если вы решите разместить их подобным образом, то оставьте достаточно свободного пространства между чипами усилителя и Bluetooth-модуля, так как обе микросхемы требуют притока воздуха для охлаждения, да и при их соприкосновении может произойти замыкание. Друг с другом платы модуля и усилителя я скрепил с помощью горячего клея. Если вы будете использовать Bluetooth-модуль от какой-либо другой поделки, работающей от 5В, то я настоятельно рекомендую к проводам питания модуля присоединить заземляющий изолятор, чтобы избежать нежелательных помех от чипа модуля.
Выходные контакты модуля соединяются с входными контактами усилителя. Если вы захотите задействовать дополнительные функции Bluetotth-модуля, то сейчас самое время. Самый простой способ для этого, спаять кнопки вместе, как показано на фото. Далее контакты питания усилителя соединяются с выходными контактами повышающего преобразователя, то есть запитываться усилитель будет от 14В. А вот Bluetooth-модуль, в зависимости от напряжении на аккумуляторе, будет получать 10-12.6В, так как он подключается к входным контактам повышающего модуля.
Этот разброс напряжения будет «мониторится» модулем, и если у вас Android последней версии, то рядом со значком Bluetooth на смартфоне будет отображаться информация о оставшемся времени автономной работы колонки. Bluetooth-модуль будет работать пока напряжение не опустится до 10.5В, и с батареями типа 3S он работает отлично. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ модуль к источнику питания 14В, так как он рассчитан максимум на 12.7В!
ШАГ 11: ПОДКЛЮЧЕНИЕ КРОССОВЕРОВ
Переходим к кроссоверам, которые будут разделять звуковой сигнал на высокие и низкие частоты для «пищалок» и низкочастотных динамиков соответственно. Как только они распаяны их можно, как и другие детали самоделки, приклеить горячим клеем. Этим же клеем крепятся переключатель и разъем питания. Еще раз заостряю внимание на важности 100% герметичности поделки, что отлично достигается с помощью горячего клея!
ШАГ 12: ПРИКЛЕИВАНИЕ БОКОВОЙ ПАНЕЛИ
Настал момент приклеить боковую панель, и для этого на заднюю панель по краям наносится столярный клей и она прижимается к боковой. После того, как клей высохнет, изнутри корпуса шов герметизируется горячим клеем, это к тому же добавит прочности самому корпусу.
ШАГ 13: ПОДГОТОВКА ПЕРЕДНЕЙ ПАНЕЛИ
Как упоминалось ранее, для придания передней панели можно приклеить полоски из МДФ. Далее к ней приклеиваются «пищалки», и так так они неподвижны, то сделать это можно горячим клеем. Сами «пищалки» сейчас следует соединить проводами с кроссоверами, поскольку после крепления панели к корпусу это сделать будет невозможно. А вот низкочастотные динамики прикручивать пока не стоит, это будет сделано позднее, как только все будет склеено и подключено.
Края передней панели промазываются клеем, она прижимается к корпусу поделки, и все оставляется для полного высыхания.
ШАГ 14: КРЫШКА ОТВЕРСТИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ
Когда клей высох можно смонтировать низкочастотные динамики — сначала подсоединить к ним провода, а затем закрепить винтами. Проведя тестирование почти готовой самоделки и получив положительные результаты, прикручивается крышка закрывающая отверстие для обслуживания электроники. После этого поделка зачищается и, по желанию, покрывается прозрачным лаком, чтобы сохранить ее натуральный вид дерева.
Остается только сказать: готово! И, опять же по своему усмотрению, можно прикрепить к колонке ткань и решетку на динамики путем добавления нескольких дополнительных слоев из 3мм-й фанеры, к нижней стороне верхнего из них приклеить ткань.
