Zbudujmy sobie subwoofer od podstaw

...a raczej wszystko o wszystkim. Debaty na dowolne tematy.

Zbudujmy sobie subwoofer od podstaw

Postprzez Piterxd w 19 Sie 2011, 22:03

Witam.

Jako zapalony audiofil i miłośnik częstotliwości poniżej 100Hz postanowiłem, że nadszedł czas na dopełnienie tonów niskich mojego zestawu Technics, ponieważ reszta pasma akustycznego jest idealna.

Image

Image

Ktoś by pomyślał - dwa woofery o średnicy 27cm w obudowie BassReflex i jeszcze mu mało? Otóż tak. Kolumny dają naprawdę potężny bass, ale jak w każdej tego typu kolumnie (Altusy itd) bass nie jest mocno miękki i nie schodzi bardzo nisko na rzecz lepszej efektywności i impulsu. Dlatego narodziła się myśl, by wzbogacić się o bardzo mocny subwoofer. Po przejrzeniu sklepów internetowych poczułem lekki absmak - w cenie do 1000 zł nie było żadnej rewelacji, konstrukcje i interesujących mnie parametrach cenowo zaczynały się od 3000 zł - kurczę drogo pomyślałem. Jako osoba kreatywna o dużych zdolnościach manualnych postawiłem na najlepsze rozwiązanie - własnoręczna budowa subwoofera.

Ktoś nieobeznany pomyśli sobie tak - kup głośnik, sklep obudowę, włóż jakiś wzmacniacz panelowy i ciesz się mocą. Nic bardziej mylnego.

Wielu z nas uważa obudowę subwoofera jako zwykłe pudło, które ma ten głośnik tylko trzymać w miejscu :D Prawda jest taka, że bez obudowy głośnik niskotonowy nie zagra. A od tego jak zaprojektowana jest obudowa zależy to, jak ten głośnik zagra. Po drodze postaram się wszystko opisywać, by oddać cały proces budowy tej skomplikowanej konstrukcji.

A więc do dzieła.

Pierwsze co postanowiłem zrobić to doszlifować swoją wiedzę na temat akustyki oraz dogłębnie przeanalizować tematykę budowy kolumn.

Po określeniu swoich zapotrzebowań i rozpisce przybliżonych parametrów suba postanowiłem rozejrzeć się za odpowiednim wzmacniaczem.

Subwoofery aktywne posiadają własny wzmacniacz panelowy, zamontowany na tylnej ściance. Subwoofery domowe mają zazwyczaj do 100W mocy ciągłej RMS. Postanowiłem, że mój będzie miał 300W RMS - czyli bardzo ogromną moc jak na sprzęt domowy.

Problem w tym, że dobry wzmacniacz panelowy o takich parametrach ciężko jest znaleźć. Po długotrwałych poszukiwaniach i przejrzeniu kilku amatorskich konstrukcji na jednym forum natrafiłem na osobę, która buduje taki wzmacniacz na zamówienie. Jest to bardzo profesjonalna konstrukcja, przemyślana pod każdym względem, zbudowana na japońskich podzespołach (m. in. najwyższej jakości kondensatory marki Toshiba). 300W mocy RMS przy impedancji 4 ohm - tego właśnie szukałem. Więcej szczegółów na stronie twórcy:

http://www.fratu.pl/irek/?sub300,62

Cena takiego wzmacniacza to 500 zł. Po kontakcie z Panem Irkiem ustaliłem, że dobijemy targu w tym lub następnym miesiącu.

No dobrze wzmacniacz mamy upatrzony - pora na przetwornik (czyt. głośnik) ;-)

Głośników jest całe mnóstwo, jednak tych o mocy 300W oraz interesującej mnie średnicy 12" (sub musi być największy w każdym zestawie) nie było dużo. Szczerze - nie byłem do nich przekonany, wątpiłem czy sprostają one moim wymaganiom. Dlatego po przejrzeniu kilku konstrukcji przeniosłem się w dział Car Audio.

O tak, tu jest w czym wybierać. Jednak łatwo można się pogubić i dać wrobić - sporo głośników to zwykłe buczydła, które nie mają wiele wspólnego z jakością oraz podanymi parametrami. Budżet głośnika ustaliłem na poziomie 300-400zł. Przeanalizowałem naprawdę sporo ciekawych przetworników. Po odrzuceniu wyrobów JBL, Infinity, Lanzar, Hertz, RE itd pozostały 2 marki godne uwagi, które dzięki swej jakości będą odpowiednie do sprzętu domowego - RE oraz PowerBass. Wizyta w sklepie car audio i już wszystko wiemy - wygrał model Powerbass S-12. Zakupiłem go za 329 zł.

Image

Pierwsze wrażenie - kawał bydła :E Waga głośnika to ok 4,5 KG, z czego 4,1 to układ magnetyczny. Moc RMS 300W, moc muzyczna 600W, moc maksymalna 900W, impedancja 4ohm, wentylowany układ magnetyczny, czterowarstwowa membrana, duże zawieszenie - głośnik zrobił na mnie dobre wrażenie.

Czas na projekt obudowy.

Jest wiele rodzajów obudów subwooferów. Najpopularniejsze to zamknięta, BassReflex oraz BandPass.

Obudowa zamknięta jest stosunkowo prosta w budowie, daje bardzo dobry impuls, czyli inaczej szybkość głośnika. Jej wadą jest stosunkowo wysokie strojenie, przez co subwoofer nie jest w stanie efektownie wydać z siebie bardzo niskich tonów poniżej 40Hz.

Obudowa Bass Reflex jest obudową otwartą i to ją wybrałem. Jest to o wiele bardziej skomplikowana konstrukcja.
Odsyłam do uproszczonego opisu na wikipedii:

http://pl.wikipedia....iki/Bass-reflex

Obudowa BR daje nam bardzo przyjemny, nisko schodzący bass. Obudowa jest tutaj tubą rezonansową od której zależy charakterystyka brzmieniowa subwoofera dlatego tak ważne jest jej odpowiednie zaprojektowanie.

Podstawową sprawą w strojeniu obudowy jest odpowiednia objętość obudowy oraz szerokość i długość portu bassreflex.

Głośnik by móc efektownie wyprodukować fale dźwiękowe zwłaszcza na poziomie 30-40Hz potrzebuje obudowy o dużej pojemności. Dlaczego? Ponieważ fale niskich tonów są bardzo długie - od kilku do kilkunastu metrów. W głośnikach 12" jest to zazwyczaj od 40 do 80 litrów. Obudowę zawsze robimy pod konkretny głośnik - dlatego też gotowce na allegro są dla amatorów samochodowego umc umc ;-)

Podstawowe fakty:

Im większa pojemność tym głośnik będzie grał efektowniej niższe częstotliwości jednak będzie tracił na swojej szybkośći - w szybkiej muzyce będzie poprostu nie nadążał.
Im dłuższy port BR tym niższe częstotliwości osiągnie subwoofer - jest on zależny od częstotliwości strojenia jaką zamierzamy uzyskać w naszej konstrukcji. Parametr Fb jakim jest nasza częstotliwość strojenia mamy krótko i prosto opisany w linku, który dałem na wikipedii.

Budowę możemy prowadzić metodą prób i błędów jednak możemy posłużyć się programami które zostały stworzone do projektowania obudów głośnikowych.

Użyłem programów WinISD beta oraz BassBox 6 Pro. By program pomógł nam w projektowaniu musimy wprowadzić dokładne dane głośnika (dostępne w instrukcji lub na stronach producenta) - dlatego tak ważne jest tworzenie obudowy pod konkretny głośnik.
Program zapyta jaki typ obudowy wybieramy po czym musimy sami zmieniać wszelkie parametry obudowy by osiągnąć interesujący nas efekt - pomocne są tu wykresy m. in. pobicia, efektywności czy impulsu. Zaleca się nie przekraczanie impulsu powyżej 15ms na częstotliwościach powyżej 30Hz, ponieważ większe wartości będą powodować przeciąganie się bassu, przez co zmniejszy się szybkość przetwornika. Nie da się dokładnie wyważyć wszystkich wartości - albo bardzo głęboki bass albo bardzo szybka reakcja - coś za coś. Dlatego pozostaje nam metoda długiego grzebania i przestawiania wartości aż do momentu uzyskania satysfakcjonującego nas optimum.

Udało mi się uzyskać to co chciałem - głęboki bass przy impulsie do ok 15 ms na 30 Hz.

Kilka screenów z programu bassbox - możemy zaprojektować obudowę w najmniejszym szczególe:

Image

Image

Image

A tu program WinISD

Image

Po projekcie jeszcze ostatnie przemyślenia i do dzieła.

Do budowy kolumn głośnikowych używamy płyty MDF lub płyty wiórowej - popularnie wykorzystywanych przy budowie np mebli.
Lite drewno absolutnie się nie nadaje, ponieważ ma nierównomierną strukturę, gęstość i tendencje do wypaczania się.

Do budowy wykorzystałem płyty wiórowe 18mm ze starej, dużej komody - jeśli płyty ze starych mebli nie są uszkodzone, przesiąknięte wodą lub napuchnięte nadają się tak samo jak nowe, możemy je spokojnie wykorzystać.
Spojrzenie na niepocięte jeszcze deski, obmyślenie konstrukcji. Tniemy. Deski przycięte z dokładnością 1mm - taki sam standard jak w stolarni ;)

Image

Wpadłem na pomysł, by frontowa ściana posiadała zaokrąglone frezy co da dobry efekt wizualny. Wstępny wygląd frontowej płyty - wyszło bardzo ładnie, dokładne wyszlifowanie nastąpi później

Image

Obudowa będzie na koniec w całości oklejana czarną okleiną drewnopodobną - identyczną co kolumny Technics - także nie kierujcie się obecnym wyglądem - estetyka na koniec :)

Spasowanie części płyt, usztywnienie zaciskami, wiercenie otworów prowadzących pod wkręty (mniej więcej co 10 cm), frezowanie pod łebki od wkrętów. Po tych czynnościach nakładamy klej, wkręcamy wkręty i dociskamy.

Image

Tak samo postępujemy z kolejnymi ściankami.

Image

Już widać, że obudowa jest naprawdę duża - porównanie z SE W200i ;)

Image

Pod koniec przypasowanie frontu, trochę szlifów nierówności krawędzi

Image

W międzyczasie przyszedł zamówiony kołnierz BR - 10,2 cm średnicy wewnętrznej

Image

Kołnierz specjalnie zaprojektowany do subwooferów - łagodnie rozszerzająca się końcówka zapobiega powstawaniu świstów powietrza przy krawędziach.

Także w międzyczasie odbywam dogrzewanie głośnika, czyli coś co powinien przejść każdy głośnik. Jest to tzw dogrzewanie cewki w celu polepszenia ogólnej sprawności. Polega na pracy głośnika przy stosunkowo niedużym obciążeniu przez pewien czas, np połowa mocy. Nie należy odrazu "katować" głośnika, "niedotarty" układ może ulec uszkodzeniu lub utracić na swej sprawności. różne osoby podają różny czas dogrzewania, zazwyczaj 2-4tygodnie. Niektórzy twierdzą że wygrzewanie nie ma sensu, ale wprawne ucho wychwyci różnicę.

Tak wygląda swobodna praca głośnika, ok 1-3 godzinki dziennie. "Leże" pod suba zrobione niczym "makgajwer" :idea: - trzeba korzystać z tego, co pod ręką :E

Image

Wracając do portu BR - rura kołnierza ma długość ok 15 cm - z obliczeń programu by uzyskać żądane strojenie rura musi mieć długość ~31,5 - 32 cm. Najprostszym i najpopularniejszym rozwiązaniem jest przedłużenie z rury kanalizacyjnej PCV - w tym przypadku o średnicy 10 cm. Przedłużenie wykonam prawdopodobnie jutro. Ważne, by na styku nachodzących na siebie rur wygładzić krawędź rury znajdującej się wewnątrz i uszczelnić je - inaczej mogą powstawać świsty wylatującego powietrza. Ważne jest także, by początek rury BR znajdował się w odległości od ściany tylnej subwoofera nie mniejszej niż średnica danej rury - w innym wypadku zostanie ograniczony przepływ powietrza. Jeśli nasz port nie spełnia tego warunku ponieważ jest bardzo długi i się nie mieści z powodzeniem możemy zagiąć rurę np przy pomocy kolanka 90 stopni - oczywiście połączenia w kolanku również muszą być wygładzone i uszczelnione.

Kolejnym krokiem było wywiercenie otworów pod wkręty na płytę frontową. Tu zastosowałem dłuższe i grubsze wkręty, ponieważ płyta będzie dźwigać głośnik oraz jest najbardziej narażona na drgania. Przykręciłem płytę na 4 wkręty bez kleju by mieć łatwiej przy następnej czynności - robienie otworów. Otwór pod głośnik musi mieć 278mm, pod port BR ok 144mm. Po obmyśleniu położenia głośnika i BR wyznaczyłem środek okręgów. Przy pomocy deseczki i 3 gwoździ wyżłobiłem w desce dokładne okręgi o wymiarze 278 oraz 142 mm. Z dokładnością 1mm wyrzynarka pozwoliła mi wyciąć pożądane otwory.

Po wycięciu wykręcam wkręty i zabieram się za zamontowanie frontu na stałe. Do tego użyłem specjalnego kleju montażowego który jest mocniejszy od klejów stolarskich. Po gęstym nałożeniu nakładam ścianę i bardzo mocno dociskam - klej jest bardzo gęsty. Trzeba się śpieszyć - jego twardnienie wstępne zaczyna się po 5 minutach. Najpierw po jednym wkręci na krótszych bokach i po dwa na dłuższych - szybkie wkręcanie wkrętarką i mocne dociąganie śrubokrętem - klej wypływa leniwie bokami - to dobry znak że nie jest go za mało. Następnie reszta wkrętów - razem jest ich 16. Dodatkowo zaciski i tak zostawiona stoi przez 4 godziny.

Po wyschnięciu kleju:

Image

Dlaczego otwór BR jest nieco mniejszy niż 144mm? Kołnierz montuję się przy pomocy 8 wypustek wciskając w wycięty otwór, zrobiłem więc szpary na te wypustki aby spasowanie było bardzo mocne

Image

Teraz przymierzenie portu - wszyło idealnie

Image

Przy pomocy heblarki wyrównałem boki frontu na stykach z resztą płyt. Później dokładne szlify papierem "setką". By frezy nie kruszyły się posmarowałem je grubą warstwą lakieru do drewna - jutro wystarczy tylko wyszlifować i mamy twardą jednolitą powłokę pod okleinę ;)

Image

Po nałożeniu lakieru postanowiłem wykonać listewki wzmacniające w kształcie długich graniastosłupów trójkątnych aby nie zajmowały dużo przestrzeni (inaczej mogłyby za mocno zmniejszyć litraż netto obudowy, który ustaliłem w programach).

No cóż najpierw obrobienie kawałka drewna w duży klocek na heblarce.

Image

Później kładziemy na stół z piłą tarczową, ustawiamy kąt 45 stopni i tniemy.

Image

Postanowiłem, że klocki optymalnie będą miały długość 15 cm każdy.

Image

A tak będą rozmieszczone.

Image

W międzyczasie lakier wysechł, więc zabrałem się za pierwsze szpachlowanie. Wypełniłem wszystkie ubytki powstałe przy budowie i obrabianiu.

Image

Zostawiam to tak na noc :wink:

Rano szlifowanie, później szpachlowanie tego, co za pierwszym razem nie udało się wyłapać.

Czas zabrać się za wzmocnienia. Po ostatnich przymiarkach doszedłem do wniosku, że tylna ściana dostanie 4 zamiast 6 wzmocnień by zachować planowaną pojemność netto. Reszta ścianek zgodnie z planami.

Image

Image

Wieczorem jeszcze jedna szpachelka

Image

I ostateczne szlifowanko. Sporo tego było przez moją pedantyczną dokładność :P Mała przymiarka

Image

Następnego dnia zabrałem się za oklejanie. Z oklejania jestem zadowolony, jak to z okleiną bywa jest kilka małych niedociągnięć, ale na szczęście ledwo widoczne tylko pod światło. Błędem było wycięcie otworu na głośnik przed oklejaniem, utrudniło mi to znacznie robotę. Ale musiałem tak zrobić, wyrzynarka ma sporą stopkę i by mocno porysowała okleinę wokół pierścienia głośnika.

Image

Image

Image

Następnie przedłużenie rury Bass-Reflex. Dokupiłem PCV 104 mm średnicy wewnętrznej, kołnierz skróciłem o ok 3 cm ponieważ od pewnego momentu rura kołnierza zaczyna mieć trochę mniejszą średnicę. Koniec rury kołnierza wygładziłem, żeby nie było ostrych kantów (powodowałyby furczenie powietrza przy pracy głośnika). Na złączeniu z uszczelką dałem sporą ilość kleju montażowego aby połączenie było mocne i szczelne.
Następnie uciąłem rurę do długości podanej przez program - ~32 cm - ten koniec również wygładziłem aby nie było ostrych kantów.

Podłączyłem subwoofer (narazie pod kanał 150W/4Ohm w Technicsie) i testowałem - najpierw dźwięk sinus od 100Hz w dół, później kilka kawałków dla sprawdzenia brzmienia i impulsu. BR dostrojony - powietrze z rury nie furczy, sub gra bardzo przyjemnie. Efekt jest taki, jakiego oczekiwałem. Subwoofer ma dobry impuls - spokojnie daje radę nawet w kawałkach rockowych. O mocy nic nie trzeba pisać - siła dźwięku i wibracji jest wręcz brutalna :P

Image

Image

Narazie prace skończone, czekam na wzmacniacz - jego budowa potrwa ok 2 miesiące. Jak będzie gotowy dam zdjęcia. Jeśli dostanę kamerę z dobrym mikrofonem postaram się coś nagrać :wink:

Komentarze mile widziane :)

Chętnie odpowiem na pytania i doradzę, być może ktoś też się wciągnie w takie konstrukcje :wink:
Image

Za ten post Piterxd otrzymał następujące punkty reputacji:
Positive The Witcher, Nyguz, dorian, apg2312, kolokolo98, Kontroler, Sony95.
Awatar użytkownika
Piterxd
Przewodnik

Posty: 947
Dołączenie: 20 Sty 2008, 18:15
Ostatnio był: 06 Maj 2014, 22:05
Miejscowość: Braniewo
Frakcja: Samotnicy
Ulubiona broń: Vintar BC
Kozaki: 182

Reklamy Google

Re: Zbudujmy sobie subwoofer od podstaw

Postprzez Nyguz w 19 Sie 2011, 22:21

Wygląda zajebiaszczo :D Sam jestem audiofilem i z tydzień ustawiałem eQ w kompie i szukałem miejsca na suba, również podjąłem próbę zbudowania subwoofera, ale na planach się skończyło. Gratuluję determinacji i chęci. Dopełnieniem tematu mógłby być nagrany z twojej strony film jak gra cały zestaw, bo wyglądać to wygląda, ale fajnie byłoby usłyszeć jak gra :D

Oczywiście w pełni zasłużona wóda :D Szacun !
CPU: i7 7700 GPU: Gigabyte RTX2060 Super RAM: 16GB DDR4 PSU: Be-Quiet 750W
Ludzie wierzą w to, że system zmieni sytuację w miastach... kiedyś wierzyli, że Ziemia jest płaska.
Awatar użytkownika
Nyguz
Weteran

Posty: 646
Dołączenie: 26 Mar 2010, 13:52
Ostatnio był: 25 Cze 2021, 00:49
Frakcja: Samotnicy
Ulubiona broń: GP 37
Kozaki: 112

Re: Zbudujmy sobie subwoofer od podstaw

Postprzez Kontroler w 19 Sie 2011, 22:22

Nie no super robota, dużo rzeczy też mi się rozjaśniło, wszystko bardzo obrazowo opisane, fajnie się czyta i zacne fotki. Jestem ciekawy jak to będzie dawać :wink: czekam na filmik z dobrą jakością dźwięku.
Awatar użytkownika
Kontroler
Ekspert

Posty: 780
Dołączenie: 11 Lis 2009, 21:29
Ostatnio był: 24 Paź 2022, 10:53
Miejscowość: Świebodzin
Frakcja: Samotnicy
Ulubiona broń: Fast-shooting Akm 74/2
Kozaki: 131

Re: Zbudujmy sobie subwoofer od podstaw

Postprzez Piterxd w 20 Sie 2011, 22:35

Jak zdobędę kamerę z dobrym mikrofonem to nagram, na zwykłych niestety słychać tylko jeden wielki przester :wink:
Image
Awatar użytkownika
Piterxd
Przewodnik

Posty: 947
Dołączenie: 20 Sty 2008, 18:15
Ostatnio był: 06 Maj 2014, 22:05
Miejscowość: Braniewo
Frakcja: Samotnicy
Ulubiona broń: Vintar BC
Kozaki: 182


Powróć do Prawie o wszystkim

Kto jest na forum

Użytkownicy przeglądający to forum: Brak zarejestrowanych użytkowników oraz 5 gości