Приветствую всех наших читателей! Не так давно мне, наконец, предоставили отпуск, и я решил провести его с пользой – самостоятельно собрать хорошую акустическую систему для актового зала в своем загородном доме. Для меня качество звука является одним из важных аспектов, потому что оно влияет на способ восприятия и оценки музыки и речи. Если качество звука плохое, как у обычных дешёвых колонок, то можно пропустить некоторые детали в композиции, которые будут ключевыми для понимания ее структуры и глубины. Так и появилась эта инструкция.
Почему меня заинтересовало проектирование акустических систем:
- У меня есть свои особые предпочтения в отношении того, как должна звучать музыка, и качество звука является важным фактором в создании этого звучания.
- Хорошая акустика помогает передать настроение, эмоции и интонации исполнителя или диктора, что делает музыку более цельной и глубокой.
- Для меня прослушивание любимых песен является способом расслабиться и насладиться отдыхом, а плохое качество звука мешает процессу, вызывая раздражение и дискомфорт.
Поэтому я решил собрать свое музыкальное оборудование из готовых электронных комплектующих. Проект акустической системы вполне бы подошел для большого конференц-зала илм актового зала школы, но я буду использовать его в гостиной своего дома. После изучения статьи вы тоже сможете заняться изготовлением профессионального домашнего комплекта АС.
Акустические системы высокого класса: что это
АС – это аудиоустройства, которые обладают отличным качеством звука и предназначены для воспроизведения музыки с наилучшей точностью и чистотой звучания. Они состоят из нескольких компонентов, включая динамики, кроссоверы, усилители и корпус. Каждый компонент должен быть подобран и настроен таким образом, чтобы максимально уменьшить искажение, обеспечить точное и естественное звучание.
Проектирование акустических колонок подразумевает, что в их характеристиках будет широкий динамический диапазон, оптимальная чувствительность и низкий уровень искажений. Системы, в том числе изготовленные самостоятельно, могут иметь различные функции, как подключение к различным источникам звука, регулировка тембра и громкости, беспроводное соединение или встроенные усилители.
Звуковая аппаратура для актового зала или иных больших помещении – дорогое удовольствие. Их цена в Москве достигает сотен тысяч рублей. Они предназначены для любителей музыкальной эстетики, профессиональных певцов и аудиотехников, которые ценят высокое качество звука и хотят слушать музыку в максимально возможном качестве.
От обычных акустических систем такие проекты отличаются лучшими техническими характеристиками. Они создают более точное и естественное звучание, что делает воспроизведение аудиопотока более реалистичным и насыщенным. Проект акустической системы отличается от обычных колонок следующими показателями:
- Качество компонентов – не используются дешевый пластик или электронные комплектующие сомнительного производителя.
- Точность настройки высоких и низких частот, чтобы обеспечить максимально возможное звучание.
- Широкий динамический диапазон, что позволяет передавать звук с большой детализацией и точностью.
- Низкий уровень искажений, позволяющий транслировать поток звука через музыкальное оборудование с сохранением естественности.
При проектировании акустических систем отдельным моментом является их дизайн. Частные проекты могут иметь более эстетически привлекательный вид и изготовливаться из недорогих материалов.
Я долго изучал готовые проекты акустических систем из интернета, но чаще мне попадались модели, которые сложно реализовать. В другой части предложений применялись дорогостоящие компоненты, что шло в разрез с моими планами. В результате было решено изготовить собственный проект акустической системы на основе прошлого опыта.
Как сделать акустическую систему высокого уровня и что для этого нужно
Подготовка, комплектация и монтаж акустических панелей – это достаточно сложный и многошаговый процесс, который требует технических знаний и навыков работы в отрасли. Я начал проект, так как в юности увлекался радиоэлектроникой и имею понимание принципов ее работы. Также к проекту я привлёк своего товарища, который занимается монтажом музыкального оборудования для актовых залов и сцен.
Если у вас есть желание сделать свою аппаратуру, рекомендуется предварительное изучение профильных учебников. Однако, для первого опыта по проектированию и инсталляции акустики можно просто использовать информацию из текста далее. Разберем процесс по шагам:
- Выбор компонентов: перед сборкой потребуется найти и выбрать динамики, кроссоверы, усилители, материалы для корпуса.
- Разработка дизайна: проектирование корпуса, размеров и формы должно быть основано на научных и инженерных принципах, чтобы обеспечить максимальную эффективность и качество звука.
- Настройка и оптимизация: сюда входят отладка тембра, громкости, расположение динамиков и корпуса. Здесь уже не требуется экспертный подход – все определяется личными предпочтениями при прослушивании.
- Тестирование и модернизация: инсталляция акустических систем не всегда возможна с первого раза. Перед вводом в эксплуатацию ее нужно проверить на возможные недостатки и уточнить способы улучшить ее качество звука.
Для проектирования и сборки акустической системы необходимо иметь не только технические знания, но и соответствующее оборудование, инструменты и материалы.
Подбор комплектующих для сборки АС
Покупка динамиков для инсталляции акустической панели
Перед созданием проекта я внимательно изучил все критерии подбора. Технические характеристики готовых колонок могут варьироваться в зависимости от их назначения и особенностей проектирования. Есть несколько основных показателей, на которые следует обратить внимание:
- Частотный диапазон, который динамик способен воспроизводить. Чем шире диапазон, тем больше деталей и нюансов в записи или речи будет воспроизведено. Обычно качественные проекты имеют диапазон от 20 Гц до 20 кГц.
- Чувствительность – мера того, насколько сильным должен быть входной сигнал для достижения заданного пользователем уровня громкости. Чем выше чувствительность, тем меньше мощности потребуется задействовать для достижения нужного уровня. При проектировании звуковой панели следует искать динамики в диапазоне от 85 до 95 дБ.
- Импеданс – уровень сопротивления динамика электрическому току. Импеданс динамика должен соответствовать аналогичному показателю усилителя, чтобы предотвратить повреждение оборудования. Уровень сопротивления для динамика хорошего качества находится в диапазоне от 4 до 8 Ом.
- Мощность – показатель максимальной мощности, которую динамик способен выдерживать без искажений. Измеряется в ваттах, зависит от размера и конструкции аудио проекта. Для актового зала подойдет величина от 50 до 200 ватт.
- THD (Total Harmonic Distortion) – это мера искажений звука, вызываемых динамиком. Чем ниже THD, тем меньше искажений будет в акустике. Оптимальный показатель не должен превышать 1%.
- Qts (Total Q Factor) – мера затухания колебаний. Чем меньше Qts, тем лучше и чище звук в колонках. Я рекомендую купить аппаратуру с Qts менее 0,4.
- Fs (резонансная частота) – чем на ниже, тем больше низких частот динамик способен воспроизводить без искажений. Подходящий показатель лежит в диапазоне от 20 до 200 Гц.
- Vas (эквивалентный объем): это объем воздуха внутри корпуса готовой акустической системы. Для емкого и глубокого звучания низких частот нужно встраивать динамик в корпус от 50 до 150 литров.
- Xmax (максимальный линейный ход диффузора): это максимальное расстояние, на которое компонент динамика может двигаться без искажений звука. Оптимальная величина при установке акустических панелей в обширных помещениях равен от 4 до 15 мм.
Перед тем, как купить динамики для своего проекта, важно обратить внимание на количество полос для воспроизведения. В идеале следует приобретать широкополосные модели, но современные производители делают акцент на выпуске двух- и трехполосных вариантов. Первые используются как полочные или для инсталляции акустической системы на стену, вторые – в большинстве напольные.
Как количество полос влияет на звук
Полоса в звуковой аппаратуре служит для разделения воспроизводимых частот на диапазоны, каждый из которых воспроизводится отдельным динамиком. Обычно акустические системы делятся на двух-, трех-, четырех-, пяти- и даже шестиполосные.
- Двухполосная акустическая система имеет два уровня воспроизведения: низкочастотный и высокочастотный. Она применяется для воспроизведения музыки, фильмов и игр, но не обеспечивает высокой точности воспроизведения звука в широком диапазоне частот.
- Трехполосная модель включает НЧ, СЧ и ВЧ динамики, ввиду чего может использоваться для создания более реалистичного звукового пространства.
- АС с большим числом полос гарантируют точность и детализацию воспроизведения, но являются более дорогими и сложными в проектировании, изготовлении и настройке.
Для инсталляции своего проекта я выбрал модель EIGHTEENSOUND 21LW2500/4 со средней стоимостью. После монтажа колонки будут предназначены для трансляции музыки и в качестве дополнения в к домашнему кинотеатру, поэтому двухполосная вариация вполне подойдёт.
Активные и пассивные динамики в акустике
При проектировании акустической системы важно заранее спланировать, будут ли монтированы дополнительные комплектующие как усилитель.
- Пассивные динамики не имеют встроенного усилителя и требуют покупки внешнего. Они представляют собой просто колонки, состоящие из динамиков, кроссоверов и корпусов, которые размещаются в комнате.
- Активные варианты могут быть подключены напрямую к источнику звука, такому как компьютер, микшерный пульт или мобильное устройство. У них меньше шумов и искажений, так как усилитель находится непосредственно рядом с динамиком. Это сокращает протяженность используемых проводов и снижает уровень электромагнитных помех.
Активные динамики для проекта способны уменьшить его стоимость, а также сократить число работ, нужных для монтажа оборудования в актовом зале, кинотеатре или ином здании. Пассивные динамики будут хорошим выбором для больших комнат, так как они имеют более крупный размер, высокую мощность и способность воспроизводить звук на высоком уровне громкости.
Активные динамики намного компактнее и меньше весом, поэтому они подходят для небольших комнат или пространств, где ограничено место для размещения техники. Отсутствие дополнительных устройств и кабелей позволит избежать беспорядка в помещении.
Как выбрать кроссовер в acoustic-систему
Кроссовер работает с динамиками напрямую и служит для выполнения ряда функций:
- Разделяет входной сигнал на несколько частотных диапазонов и направляет каждый диапазон на соответствующий динамик;
- Выполняет фильтрацию входного сигнала, чтобы исключить частоты, которые не должны воспроизводиться определенным устройством;
- Нужен для управления уровнем звука разных динамиков, например, можно увеличить уровень звука СЧ-драйвера и снизить уровень звука ВЧ-драйвера для воспроизведения.
Кроссовер играет важную роль в оптимизации работы акустической системы, позволяя каждому динамику воспроизводить только те частоты, которые он может обрабатывать наилучшим образом. При выборе электронного компонента нужно учитывать критерии ниже:
- Тип динамика. Они могут быть низкочастотными (для воспроизведения басов), среднечастотными (для голоса и инструментов) и высокочастотными (для вокала и перкуссии).
- Параметры динамика – наиболее значимые включают импеданс (сопротивление переменному току), чувствительность и диапазон частот.
- Назначение системы. Для домашней версии достаточно использовать кроссовер с низкими потерями и хорошей частотной характеристикой. Для профессиональной звуковой нужен более сложный кроссовер с высокой точностью и меньшими искажениями.
- Параметры кроссовера. Расчет производится после определения типа динамика. Я выполнял его с помощью формул, приведённых ниже, но менее опытным пользователям рекомендую использовать онлайн-калькулятор.
- Далее выполняется выбор оборудования, которое соответствует параметрам АС и ее назначению. После приобретения электронного составляющего нужно проверить совместимость техники.
Важно! Неправильное соответствие импеданса в динамике и кроссовере может привести к искажениям звука и повреждению оборудования.
Формулы для расчета параметров пассивного кроссовера для фильтра нижних частот второго порядка:
- Расчет емкости конденсатора (С): С=1/(2*π*f*R) – где f – частота разделения, R – импеданс;
- Расчет индуктивности катушки (L): L=R/(2*π*f *Q) - где Q – коэффициент, который определяет ширину полосы пропускания фильтра;
- Расчет сопротивления резистора (R): R=SQRT(L/(C*Rload)) – где Rload – номинальное сопротивление нагрузки, L – индуктивность, C – емкость, а SQRT обозначает квадратный корень.
Формула предоставляет общий метод расчета параметров, ее использование может быть ограничено конкретными характеристиками динамиков и другими факторами. Лучше использовать оборудование, указанное в каталоге раздела, или онлайн-калькулятор.
Корпус акустической системы своими руками
Покупные вариации не всегда подходят к конкретной звуковой панели. Для частного проекта лучше сделать его самостоятельно или заказать у мастеров.
Из каких материалов можно делать корпус панели
Каждый из видов ниже влияет на звуковые характеристики инсталляции. Хороший корпус должен быть жестким, нерезонансным. Рассмотрим наиболее распространенные материалы, которые используются при проектировании, сборке и установке звуковой аппаратуры:
- ДСП (древесно-стружечная плита) – наиболее популярный материал для изготовления каркасов, поскольку он довольно дешевый и легко обрабатывается. Кроме того, ДСП обладает хорошей жесткостью и устойчив к резонансам.
- МДФ (мелкодревесная фракция) – сырье, которое состоит из сжатых древесных волокон, связанных смолой. МДФ стоит несколько дороже. Может потребовать дополнительной обработки срезов и фасадов.
- Фанера – панель, которая состоит из склеенных листов древесины. Фанера имеет высокую жесткость и стабильность. Зачастую она легче МДФ и ДСП, что делает ее хорошим выбором для проектирования акустики.
Некоторые любители экзотики создают корпуса из металла или камня. Стальные каркасы прочны и защитят электронные компоненты от повреждений, но металл способен создавать нежелательный резонанс. Камень же слишком тяжелый и дорогой в обработке. Официальные производители корпусов крупных акустических систем для актовых залов и иных помещений продают пластиковые корпуса. Они легкие и дешевые, но не слишком прочные, а при воспроизведении звука способны вызывать резонанс и сторонние шумы.
Расчет размеров корпуса динамика с цифрами и примерами
Габариты каркаса зависят от ряда факторов, как размеры динамика, его частотная характеристика, импеданс, тип кроссовера и прочее. Правильно спроектированный корпус помогает улучшить звучание, стабилизирует ответ баса и снижает искажения. Как и при выборе кросовера, здесь я использовал математические формулы, которые учитывают параметры динамика, его мощность и желаемый уровень громкости.
Наиболее простым вариантом для расчета габаритов каркаса является следующая формула: Vb = (Fb/Qb)2 *Vas. Где:
- Vb – объем корпуса в литрах;
- Fb - настройка корпуса в Гц;
- Qb - коэффициент ширины пропускания;
- Vas - объем, необходимый динамику для свободной работы в открытом пространстве.
К примеру, для динамика диаметром 20,32 см, имеющего импеданс 8 Ом и частоту 60 Гц, расчет размеров корпуса будет следующим:
- Определяем параметр Vas, который можно найти в технической документации компонента. Для примера возьмем Vas = 60 литров.
- Вычисляем коэффициент Qb. Он может находиться в диапазоне от 0,5 до 1,5. Для данного примера подходит усредненный показатель Qb = 0,7.
- Находим показатель Fb, который здесь равен 60 Гц.
- Подставляем значения в формулу и вычисляем объем корпуса. Vb = 122 литра.
Эта формула не учитывает такие факторы, как форма корпуса, материал изготовления и толщину его стенок корпуса, что может существенно влиять на звучание динамика.
Каковы размеры корпуса с Vb = 122 л
Примерно оценить размеры корпуса можно по обычным математическим формулам. Стоит учитывать, что при одинаковых параметрах возможно изменение качества звука в зависимости от материала корпуса, выбранного при проектировании. Найдем величину сторон прямоугольного каркаса из ДВП, используя следующие расчеты:
- 1 литр = 1000 куб.см*122 л = 122000 куб.см.;
- Формула: V = L*W*H;
- V – объем, L – длина, W – ширина, H – высота.
Подставив все значения, мы получим различные варианты размеров корпуса, в зависимости от выбранной формы:
- 90 x 35 x 40 см;
- 80 x 40 x 50 см;
- 70 x 50 x 43 см.
Эти примеры могут варьироваться в зависимости от выбранной формы проекта АС и толщины материала.
Дизайн acoustics-системы
Для проектирования дизайна потребуется специальное программное обеспечение. Применяются графические редакторы или инженерные и мебельные программы. Самыми простыми на мой взгляд являются Sweet Home 3D и AutoCad. В них можно сделать качественные чертежи мебели, в том числе и корпуса колонок. Плюсами их использования я могу назвать простой интерфейс, наличие подсказок в ПО и большое число шаблонов.
Не рекомендую использовать вычурный дизайн с большим количеством фигурной резки – это осложнит задачу и стоимость проекта. Для производства корпуса нужна высокоточная резка на специальных станках. Профессиональное оборудование есть в мебельных мастерских. Если у вас имеются столярные навыки, можно сделать акустическую панель самостоятельно.
Этапы создания корпуса для динамика: алгоритм
Для производства каркаса и его запуска в эксплуатацию потребуются следующие оборудование и материалы:
- Деревянные доски (толщиной не менее 2,5 см);
- Сабельная пила или обычная ножовка (для резки дерева);
- Шурупы ли саморезы;
- Клей для дерева;
- Отвертка;
- Дрель и сверла по дереву;
- Войлочные ножки.
Ножки крепятся как декоративный элемент, дополнительно они защищают от царапин поверхность, на которой будет стоять колонка. Стадии распиловки, сборки и инсталляции проекта АС:
- Измерьте размеры динамика, чтобы определить, какие параметры корпуса вам нужны. Затем нарисуйте план корпуса на бумаге или в компьютерной программе.
- Распилите доски на отрезки для стенок корпуса. Перед началом резки убедитесь, что все замерили правильно.
- Соедините стенки корпуса, используя шурупы и клей для дерева. Обратите внимание на то, чтобы углы были точными, а корпус ровным.
- Вырежьте на передней и задней стенке отверстия для динамика и проводов с помощью дрели и сверла. Чтобы упростить задачу, можно использовать специальное сверло-коронку. Отверстия должны быть достаточно большими, чтобы динамик поместился внутрь, но не колебался при воспроизведении.
- Установите динамик в корпус, закрепите его на передней стенке используя шурупы. Монтируйте кроссовер по инструкции ниже.
- Прикрепите войлочные ножки на дно корпуса и проверьте работу динамика, включив его и проиграв различные аудиозаписи. Убедитесь, что звук чистый и без искажений.
Далее можно выполнить наружную отделку оборудования. Для создания красивого фасада я использовал шпон, а боковые стороны украсил с помощью экокожи. Это легкие элементы, их можно закрепить на обычный клей или строительные гвозди. Если вместо клея по дереву при склеивании досок для каркаса применялась эпоксидная смола, на ее остатки можно прикрепить и отелочные материалы.
Монтаж кроссовера в динамик
При проектировании и инсталляции акустической системы для актового зала или холла важно соблюдать все инструкции, что требует определенных электротехнических навыков. Если у вас получилось правильно выбрать кроссовер по подсказкам из статьи – можно устанавливать его. Если нет – используйте звуковое оборудование из каталога с уже встроенными компонентами. Когда параметры кроссовера определены, к нему подбирают резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Далее осуществляется сборка:
- Собирайте комплектующие по готовой или разработанной схеме. Резисторы и конденсаторы монтируются в печатную плату, а катушки индуктивности могут быть установлены в виде бобин на ядре из ферритового материала.
- Соедините кроссовер с динамиком, используя провода. При инсталляции кроссовер подключается к терминалам динамика, а затем провода подсоединяются к усилителю.
- Проверьте работу аудиосистемы, включив музыку или речь. Если звук воспроизводится с искажениями, необходимо отрегулировать параметры кроссовера или проверить надежность всех соединений.
Неправильная инсталляция электроники в панель может нанести вред динамикам и сопутствующему оборудованию.
Варианты испытания акустической системы после ее сборки
Перед окончательной инсталляцией панели АС следует провести ее испытания, чтобы убедиться в том, что она работает правильно и соответствует заявленным характеристикам. Вот несколько тестов, которые нужно сделать:
- Измерение частотной характеристики. Для этого применяется звуковой генератор и анализатор спектра, чтобы проверить, как частоты воспроизводятся готовым проектом АС
- Проверка уровня искажений. Из оборудования нужен анализатор спектра и специальные программы, чтобы измерить искажение при разных уровнях громкости. Чем ниже полученные показатели, тем выше качество акустики.
- Измерение чувствительности. Здесь потребуются источник звука и мультиметр, чтобы измерить громкость при разных частотах. Показатель отвечает за уровень акустики в ДБ при учете конкретных настроек звуковой панели.
- Слуховое тестирование. Это самый простой и доступный способ проверки работоспособности. Звук должен быть чистым и сбалансированным, если это не так, рекомендую проверить настройки и скорректировать их.
Чаще всего любители используют последний метод. Он простой и не требует покупки дополнительных инструментов. В качестве источника звука также следует тестировать разные сочетания. Можно проверить акустику и просто подключив ее через аудиовыход телефона, но лучше работать с более профессиональными. У меня тест системы производился в следующих конфигурациях:
- Ресивер Sherwood VR-758R;
- Компьютер + Unicorn (USB-ЦАП) + самодельный стерео-усилитель;
- Ноутбук + E-mu 0204 + Sherwood VR-758R.
К каждому сочетанию подключалась звуковая панель, качество всегда было на высоте. В первом случае я добился более ровного и глубоко звучания, вторая комбинация идеально подошла бы для актового зала. Третий вариант способен обеспечить потребности в акустике для кинотеатра, дома, летней площадки и других мест.
Сколько стоит собрать акустику высокого класса дома
Стоимость сборки и инсталляции зависит от многих факторов. В их число входят: качество компонентов, сложность дизайна, профессиональный опыт мастера, регион, в котором происходит сборка, и иное. В зависимости от требований к системе, ее цена колеблется от 15 до 150 тысяч рублей. Для дома или небольшого актового зала следует покупать компоненты из среднего ценового сегмента. Проектирование моей АС складывалось из таких цен:
- НЧ и ВЧ динамики: по 65000 за единицу;
- Кроссовер: уже встроен в звуковую систему;
- Материалы для корпуса – доски и крепления стоили прядка 2000 рублей;
- Корпус был изготовлен лично, отделка выполнялась материалами, оставшимися от прошлых проектов.
Так как сборка всех деталей выполнялась мной лично и помощником, деньги за создание корпуса не учитываются. Итого я потратил 132000 рублей и 10 часов на покупку комплектующих. Если вы захотите заказать корпус у мастера, стоит добавить к стоимости еще порядка 5 тысяч рублей без учета расходного сырья.
Если нет времени и сил делать колонки самостоятельно, рассмотрите предложения от сайта электроники «Назаров».
Заказать услугу ЧИТАТЬ ДРУГИЕ СТАТЬИ
