⚠ Анатомия diy бумбокса

Добрый день, уважаемые читатели. Мне часто в личку и в комментариях пишут, из каких компонентов лучше сделать бумбокс (активную портативную колонку). Я решил обобщить и структурировать свой (и не только) небольшой накопленный опыт в данной статье.


Статья получилась объемная (некоторые фото для экономии места склеены), есть интерактивное оглавление:
Содержание:
Введение
1. Из чего сделать корпус?
2. Динамики и оформление
3. Усилитель
4. Как регулировать громкость?
5. Источник сигнала
6. Питание, аккумуляторы
7. Украшательства
Заключение

Введение
Зачем делать самому, когда можно дешевле купить в магазине?!
А как же удовлетворить зуд рукоделья, желание создать что то свое, авторское.
Помимо денег за компоненты, мы отдаем в самодел частичку себя, своего времени. Мне, например, нравится дарить друзьям портативные колонки.

В начало ▲
1. Из чего сделать корпус?
Начнем с варианта который лежит на поверхности. Корпус из тонкой фанеры. Плюсы — доступность и простота, минусы — тяжесть (что минус для носимой техники) и слабая влагостойкость.
Вариант корпуса из фанеры 6 мм:

Фанера порезана лазерной резкой.
Модуль с тао со встроенным усилителем, автор брать такой не рекомендует — сплошной косяк. Динамики аура тоже с тао.
За рубежом даже не стесняются набирать фанеру по толщине:

выглядит стильно.
Как вариант, изготовление стенок корпуса из текстолита (в моем случае СТЭФ)

Стиль под ретро:


Далее по популярности идут пластиковые корпуса для РЭА:
Простой и изящный вариант активной USB колонки на усилителе PAM8403:

Корпус
Я и сам делал микроколонку для компа в похожем корпусе:

Пластиковые корпуса подкупают простотой обработки.
Вариант в коробке от аптечки:

Да, да, даже Ваш покорный слуга имел неосторожность сделать бумбокс на автодинамиках в таком корпусе, вот такой:

Это было пять лет назад, а недавно я снова купил аптечку — стенки корпуса там очень тонкие, гнется от дуновения, сейчас экономят на пластике.
Продолжая пластиковую тему, есть мысль сделать корпус бумбокса из прямоугольного горшка для цветов (кашпо):

Сделав свою переднюю (заднюю) панель из оргстекла (фанеры).
В ящике от инструментов:

В чемодане:

Если в гугле набрать «diy boombox» там этих чемоданов об буржуев насмотришься…
Военная тема:

Бумбокс в коробе от патронов калибра 0,5''
Продолжая военную тему:
Мой тактический станционарный бумбокс

Сделан из трубы для намотки линолеума, которая даст фору канализационной трубе по качеству звука.

Вот еще легкий и воздушный дизайн из труб:

Рассмотрим теперь корпуса из замкнутых профилей:

алюминиевые профили встречаются в строительных магазинах.
Мини колонка в профиле 85*45


Заглушка торцов напечатана на 3D принтере.
Профиль с раздельным объемом под динамики:


Торцы из дерева:

Колонка из профиля на велосипед:

Колонка с пассивными излучателями:

В качестве заглушки торцов распаячная коробка.
Пластиковые профили более распространены:
Короб для вентиляции 60х120 мм

Профиль не жесткий, поэтому обязательно нужно вводить распорки. С торцами тоже придется пофантазировать.
Зимний бумбокс

Пластиковая труба 80х80 мм:

Существуют прямоугольные трубы из полиэтилена с толстой стенкой, но я пока не нашел где купить.
Комбинация некоторых методов:

Панели из текстолита, объем под динамики из трубы для линолеума, электроника в корпусе РЭА.
Корпус сложной формы:
Технология хорошо знакомая из автозвука:

Каркас обтягивается стеклотканью и покрывается эпоксидной смолой.
Изготовление корпуса:

Отделка:

шпатлевка, покраска.
В итоге 3D бумбокс:

Это далеко не полный перечень возможных идей для корпуса колонки, если Вам есть что дополнить — пишите идеи в комментариях, всем будет полезно!

В начало ▲
2. Динамики и оформление
Я считаю, что в переносных устройствах нужно применять динамики с редкоземельными магнитами (неодимовыми). На это есть ряд причин:

• Малая масса по сравнению с ферритовыми магнитами
• Большая эффективность магнитной системы
• Меньшие размеры магнита

Лучше пустить массу на более ёмкий аккумулятор.
Диффузор у динамика для портатива лучше брать не бумажный, а из полипропилена или композитный — они стойкие к влаге.

Сортировку динамиков для бумбокса логичнее сделать по размеру:
Динамики 2” и меньше. Подойдут для небольшой колонки, для прослушивания в ближнем поле (до 1 метра от ушей).
Размер 2,5-3’’ – это золотая середина. Самое то для носимых устройств и оптимум в соотношении отдача/размер.
Размер 4-5” – для большой и тяжелой конструкции или для стационара для домашнего прослушивания.
Тут уже можно использовать две полосы — НЧ/СЧ динамик + ВЧ пищалка, до этого размера просто широкополосной динамик.
Можно использовать коаксиальные автомобильные динамики (из тех что ставят в дверь).
Из того что я обозревал (с замерами):
Динамики 2"
2,5"
3"
еще 3" Peerless P830986
Из своего опыта скажу, лучше использовать широкополосные динамики с неодимовыми магнитами. Звук устройства на 90% будет определяться динамиками и их оформлением. Из качественных брендов со средней ценой: Peerless, Vifa, Dayton, Aura.

Измерение параметров динамиков
Если есть возможность измерить параметры Тиля-Смолла динамика, то лучше это сделать. Когда выбираем акустическое оформление динамика по измеренным параметрам, то есть шанс выжать из динамика все, на что он способен.
Это важно даже для небольшой колонки (например бумбокс с рассчитанным оформлением, сделанный два года назад, меня радует до сих пор, а тот, где динамики впихнул наобум — разобрал через неделю). Типичные проблемы неправильно подобранного типа оформления и объема — либо гул на низах либо отсутствие баса.
Для расчета оформление есть много софта, я использую bassbox 6 pro.

Выбор акустического оформления — подробная статья.
Для переносной колонки мне видится три основных варианта:
1. Закрытый ящик (ЗЯ) — самое простое оформление, трудно накосячить в чем то. Туда подходят динамики с низким резонансом и высокой добротностью. Не забываем добавлять в ящик синтепон. Главный недостаток — плавный спад на низах, мало драйва.
2. Фазоинвертор (ФИ) — Тут уже нужно добавить в ящик трубу определенного диаметра и длины. ФИ не получится настроить от балды, нужен расчет. Правильно настроенный ФИ (настройка корректируется длинной) дает подпорку АЧХ на низких частотах и расширяет диапазон частот в низ. Для бумбокса реже применим, реализация в компактном корпусе затруднена.
3. Пассивный излучатель (ПИ) — Вот самый интересный вариант для бумбокса, тот же ФИ по сути, но проще реализация. Площадь ПИ должна быть больше или равна площади динамика, а настройку частоты можно подкорректировать добавочной массой.
В продаже есть ПИ как динамик без магнитной системы:

они удобны в применении.
С магнитной системой (его можно подстроить резистором).
И просто рамка с подвесом:


Бытие определяет сознание, а динамик и задумка корпуса — акустическое оформление динамика.

В начало ▲
3. Усилитель
В переносных устройствах оправдано применение усилителей класса D и вот почему:

• Высокий КПД (до 95%)
• Удобное однополярное питание
• Отсутствие массивных радиаторов
• Малое потребление в режиме ожидания

Усилители класса D уже вытеснили обычные (дискретные и интегральные) усилители из всех сфер применения, остался последний бастион — упёртые аудиофилы.
В переносном устройстве вариантов нет, только класс D. В стационарном можно повыделываться: поставить трансформатор и двух полярный блок питания и подключить плату усилителя на LM1875, LM3886, TDA7293 и пр.

Сделаем подборку по размаху напряжения питания:
1S (3-4.2 В)
Тут лидирует PAM8403 2х3 Вт (при 5 В на 4 Ом)

2S
Есть конечно PAM8610 2x15 Вт, но мне больше нравится TA2024

3S-4S
Тут уже выбор больше. Тех же вариаций 3116 вагон и маленькая тележка, он и удобен в применении: широкий диапазон напряжения питания и неплохой, не плоский звук.
TPA3116
TPA3116 аудиофильский
Дабл TPA3116
Есть еще моно платки на TPA3118
Помощнее — это 7498 и 2050

В начало ▲
4. Как регулировать громкость?

Самый простой и надежный вариант — сдвоенный переменный резистор на входе сигнала. Часто им оснащена плата усилителя, тогда просто выводим его наружу. Если его нет, вешаем резистор сами. При использовании mp3 модуля громкость можно регулировать с него.
Но есть еще варианты:
Цифровое регулирование громкости:

Есть интересный вариант энкодера с экранчиком:

Для гиков потенциометр с моторчиком и пультом:

Для стационарных конструкций есть варианты предов на PGA2311.

В начало ▲
5. Источник сигнала

Источник сигнала в портативной колонке можно реализовать по разному:
1. Просто сделав линейный вход к усилителю.
2. Поставить радиомодуль Wi-Fi или Bluetooth (есть платы усилителя с Bluetooth чипом)
3. Поставить много функциональный модуль mp3/радио/Bluetooth

Подробнее поговорим про третий вариант.
Таких универсальных модулей есть у китайских производителей множество, на любой вкус и цвет, и я обозревал довольно много вариантов.

Есть в виде просто платы:

Микро размера, с панелью, но без экрана:

Со встроенным усилителем на пару ватт:

Помню, раньше на DX продавался модуль с 7'' экраном для просмотра видео, но это экзотика.

Мы рассмотрим полноценные проверенные варианты среднего размера с экраном:
Flac (и mp3) модуль с управлением со смартфона:


Еще один но с экраном попроще:

тоже управляется со смартфона
Модуль с переходом по папкам:

Классический дизайн:

Появилась еще такая новинка:

Беру обычно у этого продавца, выбор большой и нормальная доставка.
Можно встроить в модуль начинку посерьезней плеер с ЦАПом:

Есть модули с поддержкой видео и видео выходом:
такой и такой
но, я не могу их рекомендовать, они тормознутые и видео выход композитный.

Есть интересные модули от фирмы Tendaelectronics

всем хороши, но купить их можно только на алибабе.

Как источник сигнала mp3 модуль удобное решение: есть пульт, есть радио, в наличие слот под карту и usb и смартфон можно приконнектить по Bluetooth.

В начало ▲
6. Питание, аккумуляторы

Организовать питания бумбокса можно от нескольких типов аккумуляторов:

• литий ионные
• литий полимерные
• свинцовые

У интернет шопперов в ходу литий.
При использовании li-ion аккумуляторов формата 18650 (самый ходовой) нам понадобятся платы для зарядки и балансировки и желательно кейсы:
Для 1S используем плату зарядки с защитой на tp4056

Так же хорошо бы использовать качественный холдер.
Для 2S плата:

Для 3-4S плата:

Для монтажа более крупных аккумуляторных сборок можно использовать одинарные рамки:


В начало ▲
7. Украшательства

После подбора компонентов нужна изюминка, которая придаст индивидуальный характер устройству.
Если театр начинается с вешалки, но электронное устройство с кнопки включения.
У китайцев большой выбор кнопок с подсветкой, есть пластиковые, есть антивандальные.
Крупная пластиковая с подсветкой

Можно добавить «светомузыки» поставив светодиодный анализатор спектра.

Одноцветный:

Не будет лишней и ручка или ремень для переноски.
Так же рекомендую поставить индикатор заряда аккумуляторов:

Есть для литиевых и свинцовых АКБ.

В начало ▲
Заключение

Нельзя объять необъятное, да и объем поста ограничен.
Я постарался собрать в единую статью все что делал по портативным колонкам, но это, на самом деле, не много. У кого есть интересные идеи или примеры готовых конструкции — дополняйте в комментариях.

Еще интересная тема на форуме vegalab.ru.

Спасибо за внимание! Удачных конструкций!