Napakaliit * Mga High-Fidelity Desktop Speaker (3D Printed): 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Gumugugol ako ng maraming oras sa aking mesa. Nangangahulugan ito dati na gumugol ako ng maraming oras sa pakikinig sa aking musika sa pamamagitan ng kakila-kilabot na mga nagsasalita ng tinny na nakapaloob sa aking mga monitor ng computer. Hindi katanggap-tanggap! Gusto ko ng tunay, de-kalidad na tunog na stereo sa isang kaakit-akit na pakete na magkakasya sa ilalim ng mga monitor sa aking maliit na mesa. Karaniwang "computer speaker" ay palaging isang pagbagsak, kaya't naglagay ako upang mag-apply ng ilang pangunahing prinsipyo ng disenyo ng loudspeaker at mga prinsipyo sa engineering upang makabuo ng isang pares na walang kompromiso (okay, mas katulad ng mababang kompromiso) na mga nagsasalita na, para sa kanilang laki, ay mapahanga ang anumang audiophile.

Ipinakikilala ang pinakabagong karagdagan sa aking pamilya HiFi, ang "Kuting" Nano-HiFi Desktop Speaker. (Ngayon tumatanggap ng mga pagsusumite para sa mas mahusay na mga pangalan)

Ang mga nagsasalita na ito ay sumusukat ng humigit-kumulang na 4.25 sa (10.8 cm) ang taas, 2.75 sa (7 cm) ang lapad, at halos 4.5 sa (11.4 cm) ang malalim kasama ang mga nagbubuklod na post, at idinisenyo para sa mahusay na tunog sa isang maliit na pakete. Ginagawa ang mga ito gamit ang isang tipikal na extrusion 3D Printer, na gumagamit ng PLA filament. Pasok tayo dito!

Mga gamit

Mga Bahagi at Materyales:

• 4x Aura "Cougar" NSW1-205-8A 1 "mga driver ng speaker
• 2x 0.2 mH crossover inductors
• 2x 2.4 Ohm na resistors ng "audio grade"
• 'Plastic Wood' o katulad na tagapuno ng kahoy
• 'Perpektong plastik na Putty' o katulad na tagapuno
• Pag-spray ng panimulang aklat at pintura
• Super pandikit
• Ang RTV silicone sealant o katulad
• 4x Mga terminal ng wire / nagbubuklod na mga post
• Tinatayang 3-4 talampakan ng 18-20 ga insulated wire
• Mga konektor ng babaeng pala
• 4x M2x12 machine screws
• 4x M2 na mani
• 4x M2 Washers
• Dalawang maliliit na piraso ng 1/8 "- 1/4" makapal na playwud o katulad na matibay na board

Mga tool:

• 3D printer at filament na pinili
• Panghinang at bakalang panghinang
• Sand paper at / o mga nail file, iba't ibang mga grits mula 200-1000
• Ang mga wire striper / cutter, xacto kutsilyo, at ilang iba pang pangunahing mga tool ay makakatulong

Hakbang 1: Mga Layunin at Paghihigpit

Alam ko ito o hindi, kapag bumuo ako ng isang bagay na sinisimulan ko, panimula, sa dalawang bagay. Mga Layunin at Paghihigpit. Kaya narito sila.

Mga Layunin:

• Ang extension ng bass ay mas mababa hangga't maaari. Sana, 90 - 100 Hz bago magsimula ang bass na maging sobrang tahimik.
• Katanggap-tanggap na dami ng pakikinig. Mayroong maraming mga maliliit na nagsasalita na tunog mahusay sa lahat ng mga frequency; Tinatawag itong mga headphone. Ang problema ay, kailangan mong idikit ang mga ito sa iyong ulo. Malinaw na hindi iyon ang hinahabol ko, at ang pagpapakinig sa kanila sa malayo ay medyo mahirap na hilahin.
• Tugon ng dalas ng dalas. Subukang tanggalin ang malalaking mga resonance, taluktok, at lambak na pinahihirapan ng karamihan sa maliliit na nagsasalita.

Mga hadlang:

• Sukat Ang mga nagsasalita ay dapat magkasya sa ilalim ng aking mga monitor ng computer, kaya't hindi hihigit sa halos 4 pulgada ang taas at 5 pulgada ang lalim. Natukoy ko na ang isang panloob na dami ng tungkol sa 500 ML ay isang mahusay na target. Bilang karagdagan, dahil gumamit ako ng isang 3D printer sa aking unibersidad, nalimitahan ako sa halos 250 gramo ng materyal sa pag-print.
• Gastos Wala akong isang milyong dolyar na gagasta sa mga nagsasalita na ito, kaya walang mga kakaibang materyales, tool, o bahagi.
• Pagiging kumplikado Medyo umaayon ito sa gastos, ngunit pati na rin ang antas ng aking kakayahan at oras. Marahil ay nililimitahan ako nito sa isang 'fullrange' na disenyo sapagkat ito ay mas simple kaysa sa isang 2- o 3-way na disenyo at hindi nangangailangan ng mga mamahaling sangkap ng crossover.
• Aesthetically nakalulugod na disenyo. Dahil kailangan kong tingnan ang mga bagay na ito buong araw.

Hakbang 2: Pagpili ng Driver

Sa mga layunin at hadlang sa isip, oras na upang…. mamili?

Tama iyan. Dahil ang mga driver ay puso ng sinumang nagsasalita, pumili muna ako ng driver at dinisenyo ang natitirang speaker sa paligid nito. Dahil binalak kong ilagay ang ilang pag-iisip sa mga ito, hindi ko lang kailangan ng mga driver na akma, ngunit mayroon ding disenteng mga panukala at pagsukat na ibinigay ng gumagawa. Makukuha ko kung bakit ang mga ito ay mahalaga sa isang minuto, ngunit nang wala ang mga ito ang aking disenyo ng speaker ay naging isang kumpletong hula.

Kaya hinila ko ang aking paboritong site upang bumili ng mga bahagi ng speaker, Mga Bahagi Express, at hinanap ang mga driver ng "fullrange" sa saklaw na 1 "- 2". Natagpuan ko ang mga ito, ang AuraSound "Cougar" (dito ko nakuha ang "Kuting" para sa pangalan ng aking mga nagsasalita. Kunin ito?) Na mayroong ilang magagandang katangian.

• Maliit na sukat. Ang maliit ay mas mahusay.
• Mura naman Mga $ 10.50 lamang bawat isa.
• Mahusay na pagganap ng midrange at treble, at kamangha-manghang mababang tugon ng bass para sa isang maliit na driver.
• Mahusay na paghawak ng kuryente, kaya maaari kong pag-crank sila nang kaunti nang walang pag-aalala.

Sa pag-iisip ng mga driver na ito, oras na upang i-download ang data sheet at makakuha ng simulate.

Hakbang 3: Simulation ng Speaker

Sa napiling isang potensyal na kandidato sa pagmamaneho, kailangan ko ng ilang piraso ng software upang magpatakbo ng mga simulation at hatulan ang pagiging epektibo ng aking piniling speaker at disenyo ng enclosure. Kaya't sinundan ko ang ilang mga hakbang upang lumikha ng isang simulation ng isang solong driver sa isang pangunahing enclosure.

Ang unang program na ginamit ko ay tinatawag na SplTrace. Ang isang bersyon nito ay magagamit dito nang libre. Ito ay isang napaka-simpleng maliit na programa. Upang magamit ito, nag-import muna ako ng isang imahe ng mga graphic na tugon sa dalas at impedence na tugon ng aking napiling driver. Pagkatapos, sa pamamagitan ng pagsunod sa mga plots sa aking cursor, nagawa kong i-convert ang mga imahe ng mga plots sa mga file na maaaring magamit ng simulation software.

Susunod, gumamit ako ng isang programa na tinatawag na Boxsim. Ang pinakabagong bersyon ng Ingles ay magagamit dito. Lumikha ako ng isang bagong proyekto at sumunod kasama ang paunang pag-set up. Pagkatapos, pagsangguni sa data sheet na na-download ko para sa aking driver, pinunan ko ang lahat ng kinakailangang data ng driver. Sa ilalim, mayroong pagpipilian upang dalhin ang dalas ng input at impedence data sa pagtugon. Dito ko na-load ang mga file na nilikha ko gamit ang SplTrace. Pagkatapos ay nag-click ako sa mga tab at nagdagdag ng paunang mga pagtatantya para sa uri ng enclosure, sukat, at dalas ng pag-tune, dahil nagpasya akong gumamit ng isang naka-port na enclosure. Ang isang vented enclosure ay nagbigay ng dalawang benepisyo para sa akin. Una, ang kakayahang ibagay ang port para sa isang mababang dalas, inaasahan na palawakin nang kaunti ang tugon ng bass. Pangalawa, pinapayagan nitong gumalaw ang driver nang mas malaya at dapat ay medyo mas mahusay kumpara sa isang selyadong enclosure. Dahil sa ang vent ay tiyak na idinisenyo at mai-print bilang isang mahalagang bahagi ng enclosure, ito ay walang utak.

Sa lahat ng kinakailangang impormasyon na ipinasok nang tama sa Boxsim, ikinonekta ko ang solong driver sa amplifier sa ilalim ng menu na 'Amplifier 1' at nang ma-hit ko ang "Ok" ay iniharap ako sa isang kagiliw-giliw na grap na mukhang isang ipinakita rito. Tagumpay! Nagkaroon ako ngayon ng isang simulain na simulasi ng tugon sa baseline upang magsimulang mag-tinkering.

Hakbang 4: Pagbuo ng Disenyo ng Loudspeaker

Sa aking unang simulation tapos na, oras na upang maunawaan kung paano maaaring gabayan ng impormasyong ito ang aking mga pagpipilian sa disenyo.

Ipinakita sa akin ang isang karaniwang balangkas ng tugon sa dalas, na may SPL (lakas, sa dB) sa y-axis at dalas sa x-axis. Ang isang perpektong nagsasalita ay magkakaroon ng isang tuwid na linya sa grap na ito, hanggang sa 20 Hz hanggang 20, 000 Hz. Sa gayon, ang aking hangarin ngayon ay upang mai-tweak ang anumang mga parameter na magagawa ko upang ang aking tagapagsalita ay maging malapit sa haka-haka na ideal na nagsasalita hangga't maaari.

Sa pamamagitan nito, agad na ipinakita ang dalawang problema.

Una ay ang makabuluhang paga sa graph sa itaas tungkol sa 1000 Hz. Sa ilang pagkakapantay-pantay at / o ilang mga analog na filter, maaaring ito ay isang simpleng problema upang malutas … Kung hindi para sa aking pangalawang problema.

Ang pag-click sa Max. SPL tab nakita ko ang isang katulad na naghahanap ng balangkas ng tugon sa dalas. Gayunpaman, hindi katulad ng isa pa, ipinapakita ng balangkas na ito ang pinakamaingay na maaaring i-play ng speaker sa isang naibigay na dalas bago lumampas sa maximum na limitasyon ng kuryente o maximum na limitasyon ng excursion. Kaya, kahit na gumamit ako ng ilang pagpapantay (finnicky at hindi 'mananatili' sa mga nagsasalita kung sila ay inililipat) o analog na pagsasala (mahal, kumplikado, at napakalaki) upang makuha ang mids treble higit na naaayon sa bass, Magagawa ko lang tumugtog ng aking musika sa halos 80 dB sa ganap na malakas. Habang ang 80 dB ay talagang napakalakas (isipin ang vacuum cleaner o pagtatapon ng basura), tandaan na ito ay nasa pinakadulo na limitasyon ng kakayahan ng mga nagsasalita, na hindi magandang lugar na mapuntahan. Upang mapanatili ang mga nagsasalita mula sa self-destructing o tunog tulad ng pangit na basura, gusto ko ng disenteng dami ng headroom bago nila maabot ang kanilang mga limitasyon. Ang tanging paraan lamang upang makarating doon ay pumili ng ibang (halos tiyak na mas malaki) na driver o i-double down.

Hakbang 5: Pagtatapos sa Disenyo ng Loudspeaker

Kaya, tulad ng tiyak na napansin mo sa simula ng Instructable na ito, pinili kong mag-doble. Sa paghahambing sa magagamit na 2 mga driver sa Parts Express, dalawa sa mga ito ay dapat magbigay ng mas marami o higit pang pagganap para sa presyo. At, sa totoo lang, nagustuhan ko ang hitsura ng dalawang nakasalansan na driver. Mahalaga rin ang Aesthetics:)

Ang pagdaragdag ng isang duplicate na driver sa Boxsim ay medyo madali. Gumawa ako ng isang bagong proyekto sa Boxsim, kinopya ang driver sa paunang pag-set up, at ginamit ang mga setting ng "karaniwang panlabas na pabahay" upang tukuyin ang enclosure at baffle. Sa tapos na, ang mga resulta ay mukhang mas may pag-asa. Mayroon na akong 5-10 dB ng karagdagang headroom, at isang mas maayos na pangkalahatang kurba. Nagloko ako sa dami ng enclosure, dalas ng pag-tune, at pagpupuno hanggang sa makakita ako ng isang kombinasyon na talagang nagustuhan ko sa 0.45 liters, 125 Hz, at 'lightly stuffed'.

Habang nasa proseso ng pagdidisenyo ng mga ito, natutunan ko ang tungkol sa isang kababalaghan na tinatawag na baffle step, isang pagkawala ng diffraction na kung saan ay tila isang pangunahing pagsasaalang-alang para sa karamihan ng mga nagsasalita ng mataas na kalidad. Mahalaga, kapag ang mga tunog ng alon ay nagmula sa isang nagsasalita, tinangka nilang magningning sa lahat ng direksyon. Kasama sa likod ng nagsasalita. Sapagkat ang mga tunog ng dalas ng dalas ay may isang napakaikling haba ng haba ng haba ng alon, tumalbog sila sa harap na ibabaw ng kahon ng nagsasalita at ibabalik sa nakikinig. Ngunit ang mga tunog ng mas mababang dalas, kasama ang kanilang mas mahabang haba ng haba ng daluyong, ay madaling yumuko sa paligid ng enclosure ng speaker. Kaya, ang mga tunog ng mataas na dalas ay lilitaw na medyo mas malakas sa nakikinig. Sa kabutihang palad, madali itong maayos sa isang resistor at inductor lamang. Sasabihin sa iyo ng online na calculator na ito ang mga halagang kailangan mo na bigyan ng ilang mga input. Mula doon, maaari kong idagdag ang aking baffle step correction circuit sa seksyon ng crossover ng aking simulated amplifier at makita ang mga bagong resulta. Kinalikot ko nang kaunti ang calculator hanggang sa nakakuha ako ng tugon na nagustuhan ko sa mga halaga ng sangkap na magagamit mula sa Mga Bahagi ng Express.

Sa puntong ito mahalaga na malinis ako at sabihin na, mabuti, medyo nandaya ako.: (Ngunit narito kung paano ako nandaya at bakit, sa kasong ito, ok lang.

Salamat sa pagbuo ng mga ito mismo, alam ko nang eksakto kung saan at paano sila gagamitin. Nagbigay ito sa akin ng kaunting kaalaman na magagamit ko sa aking kalamangan. Ang parehong mga nagsasalita ay nasa aking mesa, nai-back up mismo laban sa isang malaking pader, at sa ilalim ng dalawang malaki, flat monitor ng computer. Maaari mong makita kung saan ito pupunta. Ang mga patag na ibabaw na ito ay kumikilos tulad ng isang malaking olffle, na nagpapalakas ng bass sa mga paraang hindi nalalaman ng Boxsim. Kaya't sinabi ko kay Boxsim ng isang maliit na puting kasinungalingan at nagkunwari na ang aking mga baffle ay talagang 100 cm ang taas at lapad. Paumanhin hindi paumanhin, Boxsim. Higit pa sa isang sining kaysa sa isang agham na inaakala kong:)

Gayunpaman, dahil ginawa ko ito mahalaga na tandaan na ang tunay na mga resulta sa buhay ay marahil talagang namamalagi sa isang lugar sa pagitan ng "maliliit na baffle" at "malaking baffle" na mga simulation.

Hakbang 6: Disenyo ng Enclosure at Assembly (CAD)

Unang Gantimpala sa First Time na Paligsahan ng May-akda