Довольно часто, ко мне обращаются с такими вопросами: помоги рассчитать/подобрать динамики для портативки. Чаще всего, я стараюсь отговорить людей от подобных начинаний, потому что этот тип акустических систем почти невозможно с наскока сделать лучше, чем заводские образцы. И слишком уж много сложностей в подобном проекте. Попробую аргументировать свою точку зрения, а вам решать - смогут ли вас остановить эти трудности.
Для начала разберемся, что такое портативная акустика и каким функционалом она должна обладать. Раз акустика портативная, читай мобильная, переносная - то она должна быть легкой, компактной, удобной. С вариантами подключения и по проводу, и по голубомузубу, и флешку если сможет воспроизвести - совсем отлично будет. Ну а по звуку все просто - чем громче, чем качественнее и чем глубже по басу - тем лучше.
С требованиями разобрались. Допустим, вы как раз тот человек, который не доволен моделями, представленными на рынке, которые звучат недостаточно качественно, недостаточно громко или недостаточно низко (нужный вариант подчеркнуть) и стоят при этом запредельно много. И вы принимаете волевое решение сделать нормально, своими руками, за не дорого. Хочешь сделать хорошо - сделай это сам:) Осталось только лёгкое недопонимание, что именно нужно сделать, чтобы получилось хорошо, и какие компоненты для этого нужно взять.
Начнем с корпуса. Вероятность того, что вы сможете создать что-то конкурентоспособное стремится к нулю. Заводские корпуса портативок в большинстве случаев сделаны из пластика, с просчитанной толщиной стенок, с многочисленными и не случайными ребрами жёсткости в нужных местах. Неужели вы думаете, что из подручных материалов возможно сделать хотя бы примерно то же самое?) Из фанеры/МДФ и прочих корпус однозначно получится больше и тяжелее, при этом далеко не факт, что жёстче и прочнее. Даже если у вас есть 3д принтер - вы уверены, что с первого раза у вас получится оптимальная конструкция? Или у вас есть возможность распечатать несколько тестовых корпусов и объективно и достоверно их испытать?:)
Увы, составить конкуренцию по компактности и лёгкости конструкции, скорее всего, не получится.
Электроника.
Тут её неожиданно много. Нужен аккумулятор и контроллер заряда, желательно с индикацией уровня, удобство же!
Нужен усилитель, и абы какая китайская платка с регулятором тембра тут не подойдёт. Нужен эффективный усилитель, обязательно д-класс или ему подобный, АБ здесь не прокатит. Потому что нужно беречь аккумулятор, время автономной работы важно! А если у нас есть много аккумов - попадаем на некомфортный вес. Если и это не важно - думаем о теплоотводе, который нужно организовывать для горячих усилителей. Объем то закрытый!
Нужно согласовать динамики, если колоночка двух или многополосная. Идеальный вариант - процессор и поканальное усиление: свой канал усилителя под каждый динамик. Если вы используете ширик - вам наверняка потребуется коррекция его АЧХ - ровных от природы шириков в действительно широком диапазоне я пока не встречал. По коррекциям я еще добавлю в разделе про акустическое оформление.
И обязательно нужно отсечь самые низкие частоты, которые колонка акустически не воспроизводит.
Ну и организовать управление тоже не самая банальная задача. Чем больше у вас будет вариантов подключений - тем лучше. Нужно сделать регулировку громкости, настройку звука (пресеты эквалайзеров или тонокомпенсация, или хотя бы темброблок), переключение треков и т.д. Сделать это красиво, удобно, влаго/пылезащищенно для не специалиста совсем не просто!
Надеюсь, к этому моменту вы уже начинаете ощущать масштабы работы по созданию маленькой бубнилки, а это мы еще тему динамиков и акустического оформления не затрагивали:) Если трудности не пугают - продолжаем, сейчас пойдут конкретные советы и рекомендации.
Акустическое оформление.
Вы задумывались, какое акустическое оформление самое распространенное в портативной акустике? И почему?
Есть один вариант оформления, который идеален для подобных конструкций.
Это пассивный излучатель. По сути, это единственный вариант, любое другое акустическое оформление имеет существенные недостатки для такого рода акустики и практически не имеет преимуществ перед ПИ.
Пассивный излучатель - это вариант фазоинвертора, только вместо резонатора в виде трубы используется мембрана. В остальном суть та же - резонансная система состоит из объема воздуха в корпусе, который взаимодействует с подвижной пластиной.
Фазоинвертор в классическом исполнении зачастую физически невозможно применить в компактных корпусах. У вас есть маленький но злой басовик, с маленьким диффузором, но солидным ходом подвижной системы. Он работает в сверх компактном корпусе, объем которого меньше литра. Иногда кратно меньше. Реализовать в таком объеме порт, имеющий нужное сечение и настройку порядка 100Гц или ниже невозможно из-за размеров порта: он может получиться многометровым:) Если даже такой и сделать - он не будет работать из-за огромных потерь в длинной тонкой трубе, а трубные резонансы будут существенно искажать полезный сигнал. Единственная возможность сделать компактный резонатор - использовать пассивный излучатель. Он практически не занимает места, его настройка зависит от жесткости подвеса и массы подвижки. Настраивают, как правило, подбором массы:)
К тому же, колонка получается герметичной! Это довольно важно для потребительских свойств и удобства эксплуатации.
Применение закрытого ящика не оправдано из-за многократных потерь в уровне громкости на басах. Если ограничивающим фактором по громкости является размер линейного хода диффузора динамика. При одинаковом уровне громкости ход динамика будет пропорционально увеличиваться с пониженим частоты. Другими словами: чем ниже частота, тем больше должен быть ход динамика для поддержания одного и того же уровня громкости. Фазоинвертор работает немного иначе: на частоте настройки резонатора ход динамика резко снижается, громкость при этом не падает, т.к. в этот момент максимально эффективно работают пассивные излучатели.
На частоте ниже настройки ход динамика резко увеличивается, а эффективность (уровень громкости) при этом падает. Но мы можем отсечь нижние частоты от частоты настройки и ниже! Получаем гораздо больший запас громкости при тех же ограничениях линейного хода по сравнению с закрытым ящиком.
В общем, идеальное оформление для портативной колонки - пассивный излучатель, при этом сигнал должен быть обрезан ниже частоты настройки резонатора.
Динамик.
Какими параметрами должен обладать динамик? Так как он будет работать с фазоинверотором (ПИ), у него должна быть относительно низкая добротность, 0,3-0,5 - отличные значения. Резонанс обычно получается в районе 100гц. Чем ниже он будет - тем более качественно колонка сможет отыграть низкие частоты. Но, учитывая размеры типичных динамиков для портативок, и 100Гц вполне норм:)
Важна характеристика Хмах - величина линейного хода. Чем этот ход больше, тем громче на НЧ сможет сыграть колонка. По приведенной картинке динамика видно (по его катушке), что у него ход никак не меньше, чем у 12дюймовой ноэмы 50ГДН:)
Есть идеи, где достать подходящий динамик?:)
Реальность такова, что подобные системы не делаются в строгом согласовании с параметрами динамика и акустического оформления. Как правило, объем колонки делают меньше расчетного, это нужно для более точного контроля пассивных излучателей основным динамиком. И для большей компактности колонки, это тоже очень важно. Настройка резонатора уводится ниже оптимальной, это делается для получения более низких частот. Если использовать усилитель с ровной АЧХ и только с сабсоник-фильтром (обрезка НЧ), то мы получим существенный завал в районе резонанса.
Подавляющее количество заводских портативок имеют на борту процессор, в которых этот завал компенсирован.
Надеюсь, в общих чертах мне удалось расписать самые базовые сложности, с которыми вы столкнетесь при самостоятельном изготовлении подобной акустики. Ну, это конечно в том случае, если вам важно, чтобы ваше творение могло конкурировать с заводскими моделями по размерам, уровню максимальной громкости, частотному диапазону, цене, и т.д.
Можно конечно взять пару динамиков, китайскую платку (автомагнитола тоже отличный вариант), собрать все из остатков комода и получать удовольствие от собственной пряморукости и от полета инженерной мысли! Можно постить свои творения в сеть, рассказывать о невероятном звуке и о том, как оно уделает любую "жибиэль".
Но, напрямую лучше не сравнивать:)
Не рассматривайте этот материал как повальную критику самодельшиков. Своими руками можно сделать действительно красивые и хорошо звучащие вещи, которые невозможно купить. Ну, или они будут стоить конских денег:) Отделка из натурального дерева, кожи - это то, что реально сделать своими руками, но заводской аналог в такой отделке будет нереально дорог.
Не надейтесь, что это будет просто. Не надейтесь по всем характеристикам превзойти заводские аналоги. Но, получить кайф от процесса и получить качественную и уникальную вещь по итогу - очень даже можно. Но постараться придется:)