کوچک* بلندگوهای رومیزی با وفاداری بالا (چاپ سه بعدی): 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

زمان زیادی را پشت میز کارم می گذرانم. این به این معنا بود که من زمان زیادی را به گوش دادن به موسیقی خود از طریق بلندگوهای کوچک وحشتناکی که در مانیتورهای رایانه من تعبیه شده بود صرف کردم. غیر قابل قبول! من صداي استريو واقعي و با كيفيت بالا را در بسته اي جذاب مي خواستم كه زير مانيتورهاي روي ميز كوچك من قرار گيرد. "بلندگوهای رایانه ای" معمولی همیشه مأیوس کننده هستند ، بنابراین من سعی کردم برخی از اصول طراحی بلندگو و اصول مهندسی بلندگوها را برای ساختن یک جفت بلندگوی بدون سازش (خوب ، بیشتر شبیه سازش کم) استفاده کنم که به اندازه آنها ، تحت تاثیر قرار دادن هر فرد شنوایی

جدیدترین محصول اضافه شده به خانواده HiFi من ، بلندگوهای رومیزی "Kitten" Nano-HiFi. (اکنون آثار ارسالی برای نامهای بهتر را می پذیرید)

ابعاد این بلندگوها تقریباً 4.25 اینچ (10.8 سانتی متر) ، عرض 2.75 اینچ (7 سانتی متر) و عمق آن 4.5 سانتی متر (11.4 سانتی متر) از جمله ستون های محکم است و برای صدایی عالی در یک بسته کوچک طراحی شده اند. آنها با استفاده از یک چاپگر سه بعدی اکستروژن معمولی ، با استفاده از رشته PLA ساخته شده اند. اجازه دهید وارد آن شویم!

تدارکات

قطعات و مواد:

• درایورهای بلندگو 4x Aura "Cougar" NSW1-205-8A 1"
• 2x سلف متقاطع 0.2 mH
• مقاومتهای 2x 2.4 اهم "درجه صوتی"
• "چوب پلاستیکی" یا پرکننده چوب مشابه
• "پرکننده پلاستیکی کامل" یا پرکننده مشابه
• پرایمر اسپری و رنگ کنید
• چسب فوق العاده
• درزگیر سیلیکونی RTV یا مشابه آن
• 4 برابر پایانه های سیم / پست های اتصال دهنده
• تقریباً 3-4 فوت سیم عایق 18-20 گرم
• اتصالات بیل زنانه
• 4 عدد پیچ دستگاه M2x12
• 4 برابر آجیل M2
• 4x واشر M2
• دو قطعه کوچک از تخته سه لا ضخامت 1/8 " - 1/4" یا تخته محکم مشابه

ابزارها:

• چاپگر سه بعدی و فیلامنت دلخواه
• لحیم کاری و لحیم کاری
• کاغذ ماسه ای و/یا سوهان ناخن ، شن و ماسه های مختلف از 200-1000
• برش دهنده های سیم/برش ، چاقوی xacto و چند ابزار اساسی دیگر مفید خواهند بود

مرحله 1: اهداف و محدودیت ها

چه بدانم چه ندانم ، وقتی چیزی را می سازم ، اساساً با دو چیز شروع می کنم. اهداف و محدودیت ها. بنابراین آنها اینجا هستند.

اهداف:

• پسوند باس تا آنجا که ممکن است کم است. امیدوارم 90 تا 100 هرتز قبل از اینکه بیس خیلی آرام شروع به کار کند.
• حجم گوش دادن قابل قبول در حال حاضر تعداد زیادی بلندگوی کوچک وجود دارد که در همه فرکانس ها عالی به نظر می رسند. اینها هدفون نامیده می شوند. مشکل این است که شما باید آنها را به سر خود بچسبانید. این بدیهی است که من دنبال آن نیستم و شنیدن آنها از راه دور کمی دشوارتر است.
• پاسخ فرکانس تخت سعی کنید طنین ، قله ها و دره های بزرگی را که اکثر بلندگوهای کوچک از آن رنج می برند حذف کنید.

محدودیت ها:

• اندازه. بلندگوها باید زیر مانیتورهای کامپیوتر من قرار بگیرند ، بنابراین نمی توانند بیش از 4 اینچ ارتفاع و 5 اینچ عمق داشته باشند. من تعیین کردم که حجم داخلی حدود 500 میلی لیتر یک هدف خوب است. علاوه بر این ، چون از چاپگر سه بعدی در دانشگاهم استفاده می کردم ، محدود به حدود 250 گرم مواد چاپ بودم.
• هزینه. من یک میلیون دلار برای خرج این بلندگوها ندارم ، بنابراین هیچ گونه مواد ، ابزار یا قطعات عجیب و غریب ندارم.
• پیچیدگی. این تا حدودی با هزینه ، اما همچنین سطح مهارت و زمان من همخوانی دارد. این احتمالاً من را به یک طرح "کامل" محدود می کند زیرا بسیار ساده تر از یک طرح دو یا سه طرفه است و به قطعات متقاطع گران قیمت نیاز ندارد.
• طراحی زیبا و زیبا. چون باید تمام روز به این موارد نگاه کنم.

مرحله 2: انتخاب راننده

با در نظر گرفتن اهداف و محدودیت ها ، وقت آن است که…. برو خرید؟

درست است. از آنجا که رانندگان قلب هر بلندگو هستند ، من ابتدا یک راننده را انتخاب کردم و بقیه بلندگو را در اطراف آن طراحی کردم. از آنجا که من قصد داشتم در این مورد کمی فکر کنم ، من نه تنها به درایورهای مناسب نیاز داشتم ، بلکه دارای مشخصات و اندازه گیری مناسب توسط سازنده بودم. من در مورد علت اهمیت این موارد در یک دقیقه صحبت خواهم کرد ، اما بدون آنها طراحی بلندگوی من اساساً یک حدس کامل می شود.

بنابراین ، سایت مورد علاقه خود را برای خرید قطعات بلندگو ، Parts Express ، ایجاد کردم و درایورهای "کامل" را در محدوده 1 " - 2" جستجو کردم. من اینها را پیدا کردم ، AuraSound "Cougar" (این جایی است که من "Kitten" را برای نام بلندگوهایم گرفته ام. دریافت؟) که دارای چند ویژگی خوب هستند.

• اندازه کوچک. کوچکتر بهتر.
• ارزان. هر کدام فقط 10.50 دلار
• عملکرد متوسط متوسط و سه برابر عالی و پاسخ بیس فوق العاده کم برای چنین راننده کوچکی.
• استفاده از قدرت خوب ، بنابراین امیدوارم بتوانم بدون نگرانی کمی آنها را بالا ببرم.

با در نظر گرفتن این درایورها ، زمان بارگیری برگه داده و شبیه سازی فرا رسیده بود.

مرحله 3: شبیه سازی بلندگو

با انتخاب نامزد احتمالی راننده ، به چند نرم افزار نیاز داشتم تا بتوانم شبیه سازی ها را اجرا کنم و در مورد تاثیر انتخاب بلندگو و طراحی محفظه قضاوت کنم. بنابراین من چند مرحله را دنبال کردم تا شبیه سازی یک راننده واحد را در محفظه اصلی ایجاد کنم.

اولین برنامه ای که استفاده کردم SplTrace نام دارد. نسخه ای از آن در اینجا به صورت رایگان در دسترس است. این یک برنامه کوچک بسیار ساده است. برای استفاده از آن ، ابتدا تصویری از نمودارهای پاسخ فرکانس و پاسخ امپدانس درایور انتخابی خود را وارد کردم. سپس ، با ردیابی نمودارها با نشانگر ، می توانم تصاویر قطعات را به پرونده هایی تبدیل کنم که نرم افزار شبیه سازی می تواند از آنها استفاده کند.

بعد ، من از برنامه ای به نام Boxsim استفاده کردم. آخرین نسخه انگلیسی در اینجا موجود است. من یک پروژه جدید ایجاد کردم و راه اندازی اولیه را دنبال کردم. سپس ، با مراجعه به برگه اطلاعاتی که برای درایور خود بارگیری کردم ، تمام داده های مورد نیاز درایور را پر کردم. در پایین ، گزینه ای برای وارد کردن داده های پاسخ فرکانس و امپدانس وجود دارد. اینجاست که من فایلهایی را که با استفاده از SplTrace ایجاد کرده ام بارگذاری می کنم. سپس بر روی برگه ها کلیک کردم و برآورد اولیه را برای نوع محفظه ، ابعاد و فرکانس تنظیم اضافه کردم ، زیرا تصمیم گرفتم از یک محفظه حمل شده استفاده کنم. یک محفظه تهویه دو مزیت برای من به همراه داشت. اول ، توانایی تنظیم پورت برای فرکانس پایین ، امیدوارم پاسخ باس را کمی افزایش دهد. دوم ، به راننده اجازه می دهد آزادانه حرکت کند و در مقایسه با محفظه مهر و موم شده باید کمی کارآمدتر باشد. با توجه به اینکه دریچه دقیقاً به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از محفظه طراحی و چاپ می شود ، هیچ فکری نمی کند.

با تمام اطلاعات مورد نیاز که به درستی در Boxsim وارد شده اید ، من درایور واحد را در زیر منوی "Amplifier 1" به تقویت کننده متصل کردم و هنگامی که "Ok" را فشار دادم ، یک نمودار جالب به من نشان داد که شبیه آنچه در اینجا نشان داده شده است. موفقیت! من در حال حاضر یک شبیه سازی پاسخ فرکانس پایه را برای شروع به کار با آن داشتم.

مرحله 4: توسعه طراحی بلندگو

با انجام اولین شبیه سازی ، زمان آن فرا رسیده بود که بفهمم این اطلاعات چگونه می تواند انتخاب های طراحی من را راهنمایی کند.

یک نمودار پاسخ فرکانسی معمولی ، با SPL (بلندی صدا ، بر حسب dB) در محور y و فرکانس در محور x ارائه شده است. یک بلندگوی کامل دارای یک خط مستقیم در سراسر این نمودار ، از 20 هرتز تا 20 هزار هرتز است. بنابراین ، اکنون هدف من این بود که هر پارامتری را که می توانم تغییر دهم تا بتوانم بلندگوی خود را تا حد ممکن به این بلندگوی ایده آل خیالی نزدیک کنم.

با این کار ، دو مشکل بلافاصله خود را نشان داد.

اولین برآمدگی قابل توجه در نمودار بالای 1000 هرتز بود. با مقادیر یکسان سازی و/یا چند فیلتر آنالوگ ، حل این مشکل می تواند ساده باشد … اگر مشکل دوم من نبود.

روی Max کلیک کنید. برگه SPL من یک طرح پاسخ فرکانسی مشابه را دیدم. با این حال ، بر خلاف مورد دیگر ، این طرح بیشترین صدای بلندگو را نشان می دهد که می تواند قبل از تجاوز از حداکثر قدرت یا حداکثر گشت و گذار در فرکانس معین پخش کند. بنابراین ، حتی اگر از برخی از اکولایزاسیون استفاده کرده باشم (بلندگوها درصورت جابجایی به آنها متصل نمی شوند) یا فیلتراسیون آنالوگ (گران ، پیچیده و حجیم) برای سه برابر شدن بیشتر وسط صدا با صدای باس ، من فقط می توانم موسیقی خود را در حدود 80 دسی بل با حداکثر صدای مطلق پخش کنم. در حالی که 80 دسی بل در واقع نسبتاً بلند است (به جاروبرقی یا دفع زباله فکر کنید) ، به خاطر داشته باشید که این در حد توانایی بلندگوها خواهد بود ، که مکان مناسبی نیست. برای اینکه بلندگوها خود را تخریب نکنند یا مانند آشغال های مخدوش به نظر نرسند ، من مقدار مناسبی از فضای سر را قبل از اینکه به حد خود برسند ، می خواستم. تنها راهی که می توانید به آنجا برسید این بود که یا یک راننده متفاوت (تقریباً بزرگتر) انتخاب کنید یا دوبار پایین بیاورید.

مرحله 5: نهایی کردن طراحی بلندگو

بنابراین ، همانطور که مطمئناً در ابتدای این دستورالعمل متوجه شده اید ، من دو برابر کردن را انتخاب کردم. در مقایسه با درایورهای 2 اینچی موجود در Parts Express ، دو مورد از آنها باید به نسبت قیمت بیشتر یا بیشتر عملکرد کنند. و صادقانه بگویم ، من از ظاهر دو درایور روی هم خوشم آمد. زیبایی شناسی نیز اهمیت دارد:)

افزودن درایور تکراری در Boxsim بسیار آسان بود. من یک پروژه جدید در Boxsim ساختم ، درایور را در هنگام راه اندازی اولیه کپی کردم و از تنظیمات "محفظه خارجی مشترک" برای تعریف محوطه و گاف استفاده کردم. با انجام این کار ، نتایج بسیار امیدوار کننده تر به نظر می رسید. من در حال حاضر 5-10 دسی بل فضای سر اضافی و یک منحنی کلی نرم و صاف داشتم. من با حجم محفظه ، فرکانس تنظیم و چاشنی گول خوردم تا اینکه ترکیبی را پیدا کردم که در 0.45 لیتر ، 125 هرتز و "کمی پر شده" بسیار دوست داشتم.

در حین طراحی این موارد ، من با پدیده ای به نام گام گنگ ، از دست دادن پراش ، آشنا شدم که ظاهراً ملاحظات اصلی اکثر بلندگوهای با کیفیت بالا است. در اصل ، وقتی امواج صوتی از بلندگو می آیند ، سعی می کنند در همه جهات تابش کنند. از جمله پشت بلندگو. از آنجا که صداهای فرکانس بالا طول موج بسیار کوتاهی دارند ، از سطح جلویی جعبه بلندگو بیرون می زنند و به سمت شنونده شلیک می شوند. اما صداهای فرکانس پایین تر ، با طول موج بسیار بیشتر ، به راحتی در اطراف محفظه بلندگو خم می شوند. بنابراین ، صداهای با فرکانس بالا برای شنونده کمی بلندتر به نظر می رسد. خوشبختانه فقط با یک مقاومت و یک سلف این مشکل به راحتی برطرف می شود. این ماشین حساب آنلاین مقادیر مورد نیاز را با توجه به چند ورودی به شما می گوید. از آنجا ، می توانم مدار تصحیح گام بافل خود را در قسمت تقاطع تقویت کننده شبیه سازی شده ام اضافه کنم و نتایج جدید را ببینم. کمی با ماشین حساب سر و کار داشتم تا زمانی که با مقادیر اجزای موجود در Parts Express به پاسخی که دوست داشتم رسیدم.

در این مرحله مهم است که من تمیز شوم و بگویم ، خوب ، من کمی تقلب کردم.: (اما در اینجا نحوه تقلب و دلیل آن ، در این مورد ، اشکالی ندارد.

به لطف ساختن اینها ، من دقیقاً می دانستم کجا و چگونه از آنها استفاده می شود. این اطلاعات کمی به من داد که می توانم از آن به نفع خود استفاده کنم. هر دو بلندگو روی میز من خواهند بود ، درست پشت دیوار بزرگی قرار گرفته اند و زیر دو مانیتور بزرگ و مسطح کامپیوتر قرار گرفته است. شما ممکن است ببینید این به کجا می رود. این سطوح مسطح تا حدودی مانند یک گاف بزرگ عمل می کنند و باس را به طریقی تقویت می کنند که Boxsim قادر به دانستن آنها نیست. بنابراین من به Boxsim یک دروغ سفید کوچک گفتم و وانمود کردم که کوره های من در واقع 100 سانتی متر طول و عرض دارند. ببخشید متأسف نیستم ، باکسیم. من فکر می کنم بیشتر هنر است تا علم:)

با این حال ، از آنجا که من این کار را انجام دادم ، مهم است که به خاطر داشته باشم که نتایج واقعی زندگی احتمالاً در واقع در جایی بین شبیه سازی های "بافل کوچک" و "گاف بزرگ" قرار دارد.

مرحله 6: طراحی محفظه و مونتاژ (CAD)

جایزه اول در مسابقه نویسنده اولین بار