صغيرة * مكبرات صوت سطح المكتب عالية الدقة (طباعة ثلاثية الأبعاد): 11 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

أقضي الكثير من الوقت على مكتبي. كان هذا يعني أنني أمضيت الكثير من الوقت في الاستماع إلى الموسيقى الخاصة بي من خلال مكبرات الصوت الرهيبة المدمجة في شاشات الكمبيوتر. غير مقبول! كنت أرغب في الحصول على صوت استريو حقيقي وعالي الجودة في حزمة جذابة يمكن وضعها أسفل الشاشات الموجودة على مكتبي الصغير. تعتبر "مكبرات صوت الكمبيوتر" النموذجية دائمًا مخيبة للآمال ، لذلك شرعت في تطبيق بعض المبادئ الأساسية لتصميم مكبرات الصوت والهندسة لإنشاء زوج من مكبرات الصوت التي لا تقبل المساومة (حسنًا ، أشبه ما تكون بمستوى منخفض) من السماعات ، بالنسبة لحجمها ، اعجاب أي عشاق الموسيقى.

تقديم أحدث إضافة إلى عائلتي HiFi ، مكبرات الصوت "Kitten" Nano-HiFi Desktop Speakers. (قبول الطلبات الآن لأسماء أفضل)

يبلغ قياس هذه السماعات حوالي 4.25 بوصة (10.8 سم) ارتفاعًا ، 2.75 بوصة (7 سم) ، وعمق حوالي 4.5 بوصة (11.4 سم) بما في ذلك أعمدة الربط ، وهي مصممة للحصول على صوت رائع في حزمة صغيرة. لقد تم تصنيعها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد نموذجية بالبثق ، باستخدام فتيل PLA. دعنا ندخله!

اللوازم

الأجزاء والمواد:

• 4x Aura "Cougar" NSW1-205-8A 1 "برامج تشغيل مكبرات الصوت
• 2x 0.2 mH محاثات كروس
• 2x 2.4 أوم مقاومات "درجة الصوت"
• "خشب بلاستيكي" أو حشو خشب مماثل
• "معجون بلاستيك مثالي" أو حشو مماثل
• رش الطلاء التمهيدي
• صمغ ممتاز
• RTV سيليكون مانع التسرب أو ما شابه
• 4x محطات سلكية / أعمدة ربط
• تقريبا. 3-4 أقدام من 18-20 ga سلك معزول
• موصلات الأشياء بأسمائها الحقيقية
• 4x M2x12 مسامير آلة
• 4x M2 صواميل
• غسالات 4x M2
• قطعتان صغيرتان من الخشب الرقائقي السميك 1/8 "- 1/4" أو لوح قوي مماثل

أدوات:

• طابعة ثلاثية الأبعاد وخيوط من اختيارك
• لحام الحديد ولحام
• ورق رملي و / أو ملفات أظافر ، حبيبات مختلفة من 200-1000
• ستكون أدوات تقشير / قواطع الأسلاك وسكين xacto وبعض الأدوات الأساسية الأخرى مفيدة

الخطوة الأولى: الأهداف والقيود

سواء كنت أعرف ذلك أم لا ، عندما أقوم ببناء شيء ما ، أبدأ ، بشكل أساسي ، بأمرين. الأهداف والمعوقات. لذا ها هم.

الأهداف:

• تمديد الجهير منخفض قدر الإمكان. نأمل أن 90-100 هرتز قبل أن يبدأ الجهير في الهدوء الشديد.
• حجم الاستماع المقبول. يوجد بالفعل الكثير من مكبرات الصوت الصغيرة التي تبدو رائعة على جميع الترددات ؛ هذه تسمى سماعات الرأس. المشكلة هي ، عليك أن تلصقهم برأسك. من الواضح أن هذا ليس ما أسعى إليه ، وجعلهم مستمعين عن بعد أكثر صعوبة.
• استجابة التردد المسطح. حاول التخلص من الرنين الكبير والقمم والوديان التي تعاني منها معظم السماعات الصغيرة.

القيود:

• مقاس. يجب أن تتناسب السماعات مع شاشات الكمبيوتر ، لذا لا يمكن أن يزيد ارتفاعها عن 4 بوصات وعمق 5 بوصات. لقد قررت أن حجمًا داخليًا يبلغ حوالي 500 مل هو هدف جيد. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأنني استخدمت طابعة ثلاثية الأبعاد في جامعتي ، فقد كنت مقيدًا بحوالي 250 جرامًا من مواد الطباعة.
• كلفة. ليس لدي مليون دولار لإنفاقها على هذه السماعات ، لذلك لا توجد مواد أو أدوات أو أجزاء غريبة.
• تعقيد. هذا يتوافق إلى حد ما مع التكلفة ، ولكن أيضًا مع مستوى مهارتي ووقتي. ربما يقصرني هذا على تصميم "كامل النطاق" لأنه أبسط إلى حد كبير من تصميم ثنائي أو ثلاثي الاتجاه ولا يتطلب مكونات كروس أوفر باهظة الثمن.
• تصميم جميل من الناحية الجمالية. لأنني يجب أن أنظر إلى هذه الأشياء طوال اليوم.

الخطوة 2: اختيار السائق

مع وضع الأهداف والقيود في الاعتبار ، حان الوقت…. اذهب للتسوق؟

هذا صحيح. نظرًا لأن السائقين هم قلب أي مكبر صوت ، فقد اخترت السائق أولاً وصممت بقية السماعة حوله. نظرًا لأنني خططت لوضع بعض التفكير في هذه الأمور ، فأنا لست بحاجة فقط إلى برامج تشغيل مناسبة ، ولكن أيضًا لدي مواصفات وقياسات لائقة مقدمة من الشركة المصنعة. سوف أتطرق إلى سبب أهميتها في غضون دقيقة ، ولكن بدونها يصبح تصميم مكباري في الأساس تخمينًا كاملاً.

لذلك قمت بسحب موقعي المفضل لشراء مكونات مكبرات الصوت ، Parts Express ، وبحثت عن برامج تشغيل "كاملة النطاق" في النطاق 1 "- 2". لقد وجدت هذه ، AuraSound "Cougar" (هذا هو المكان الذي اشتقت منه كلمة "Kitten" لاسم المتحدثين. احصل عليها؟) والتي لها بعض الصفات الجيدة.

• حجم صغير. الأصغر كلما كان ذلك أفضل.
• الرخيص. فقط حوالي 10.50 دولارات لكل منهما.
• أداء ممتاز للمدى المتوسط والثالث ، واستجابة صوت منخفضة بشكل مذهل لمثل هذا المشغل الصغير.
• التعامل الجيد مع الطاقة ، لذلك آمل أن أتمكن من تشغيلها قليلاً دون قلق.

مع وضع برامج التشغيل هذه في الاعتبار ، فقد حان الوقت لتنزيل ورقة البيانات والحصول على محاكاة.

الخطوة الثالثة: محاكاة السماعات

مع اختيار مرشح محتمل للسائق ، كنت بحاجة إلى بعض البرامج لتشغيل عمليات المحاكاة والحكم على فعالية اختيار السماعة وتصميم الغلاف. لذلك اتبعت بعض الخطوات لإنشاء محاكاة لمحرك واحد في حاوية أساسية.

البرنامج الأول الذي استخدمته يسمى SplTrace. نسخة منه متاحة هنا مجانا. هذا برنامج صغير بسيط للغاية. لاستخدامه ، قمت أولاً باستيراد صورة للرسوم البيانية لاستجابة التردد والمقاومة للسائق الذي اخترته. بعد ذلك ، من خلال تتبع المؤامرات باستخدام المؤشر ، تمكنت من تحويل صور المؤامرات إلى ملفات يمكن لبرنامج المحاكاة استخدامها.

بعد ذلك ، استخدمت برنامجًا يسمى Boxsim. أحدث إصدار باللغة الإنجليزية متاح هنا. لقد أنشأت مشروعًا جديدًا واتبعته مع الإعداد الأولي. بعد ذلك ، بالرجوع إلى ورقة البيانات التي قمت بتنزيلها لبرنامج التشغيل الخاص بي ، قمت بملء جميع بيانات برنامج التشغيل المطلوبة. في الجزء السفلي ، هناك خيار لإدخال بيانات استجابة التردد والمقاومة. هذا هو المكان الذي قمت فيه بتحميل الملفات التي قمت بإنشائها باستخدام SplTrace. ثم نقرت على علامات التبويب وأضفت تقديرات أولية لنوع الحاوية ، والأبعاد ، وتكرار الضبط ، منذ أن قررت استخدام العلبة المنقولة. قدمت حاوية ذات فتحات تهوية فائدتين بالنسبة لي. أولاً ، القدرة على ضبط المنفذ لتردد منخفض ، ونأمل أن يوسع استجابة الجهير قليلاً. ثانيًا ، يسمح للسائق بالتحرك بحرية أكبر ويجب أن يكون أكثر فاعلية مقارنة بالهيكل المغلق. نظرًا لأن فتحة التهوية سيتم تصميمها وطباعتها بدقة كجزء لا يتجزأ من العلبة ، فلا داعي للتفكير.

مع إدخال جميع المعلومات المطلوبة في Boxsim بشكل صحيح ، قمت بتوصيل برنامج التشغيل الفردي بمكبر الصوت ضمن قائمة "Amplifier 1" وعندما ضغطت على "Ok" ، تم تقديم رسم بياني مثير للاهتمام يشبه ما هو موضح هنا. النجاح! لدي الآن محاكاة أساسية لاستجابة التردد لبدء العبث بها.

الخطوة الرابعة: تطوير تصميم مكبر الصوت

بعد إجراء المحاكاة الأولى ، حان الوقت لفهم كيف يمكن لهذه المعلومات أن توجه اختيارات التصميم الخاصة بي.

لقد تم تقديم مخطط استجابة تردد نموذجي ، مع SPL (جهارة الصوت ، بوحدة ديسيبل) على المحور y والتردد على المحور x. سيكون للمتحدث المثالي خط مستقيم عبر هذا الرسم البياني ، على طول الطريق من 20 هرتز إلى 20000 هرتز. وبالتالي ، كان هدفي الآن هو تعديل أي معلمات يمكنني جعل المتحدث الخاص بي أقرب ما يكون إلى هذا المتحدث الخيالي المثالي قدر الإمكان.

مع ذلك ، ظهرت مشكلتان على الفور.

الأول كان الارتفاع الكبير في الرسم البياني أعلاه حوالي 1000 هرتز. مع بعض المعادلة و / أو بعض المرشحات التناظرية ، قد تكون هذه مشكلة بسيطة لحلها … لولا مشكلتي الثانية.

النقر فوق إلى الحد الأقصى. علامة التبويب SPL رأيت مخطط استجابة تردد مشابه. ومع ذلك ، على عكس الآخر ، تُظهر هذه المؤامرة أعلى صوت يمكن أن يلعبه مكبر الصوت بتردد معين قبل إما تجاوز الحد الأقصى للطاقة أو الحد الأقصى للرحلة. وبالتالي ، حتى لو استخدمت بعض المعادلة (دقيقة ولا تلتصق بالسماعات إذا تم نقلها) أو الترشيح التناظري (باهظ الثمن ، ومعقد ، وضخم الحجم) لجعل صوت الوسط أكثر تماشيًا مع الصوت الجهير ، سأتمكن فقط من تشغيل الموسيقى الخاصة بي عند حوالي 80 ديسيبل بأعلى صوت مطلق. بينما يكون صوت 80 ديسيبل مرتفعًا إلى حد ما (فكر في المكنسة الكهربائية أو التخلص من القمامة) ، ضع في اعتبارك أن هذا سيكون في الحد الأقصى لقدرة السماعات ، وهو ليس مكانًا جيدًا لك. لمنع مكبرات الصوت من التدمير الذاتي أو الظهور وكأنها خردة مشوهة ، أردت قدرًا مناسبًا من الإرتفاع قبل أن تصل إلى حدودها. كانت الطريقة الوحيدة للوصول إلى هناك هي إما اختيار سائق مختلف (يكاد يكون من المؤكد أكبر) أو مضاعفة.

الخطوة الخامسة: الانتهاء من تصميم مكبر الصوت

لذلك ، كما لاحظت بالتأكيد في بداية هذا Instructable ، اخترت المضاعفة. بالمقارنة مع 2 برامج التشغيل المتوفرة على Parts Express ، يجب أن يوفر اثنان منها أداءً أكبر أو أكبر بالنسبة للسعر. ولكي أكون صادقًا ، أحببت مظهر اثنين من برامج التشغيل المكدسة. الجماليات مهمة أيضًا:)

كانت إضافة برنامج تشغيل مكرر في Boxsim أمرًا سهلاً للغاية. لقد أنشأت مشروعًا جديدًا في Boxsim ، وقمت بنسخ برنامج التشغيل عند الإعداد الأولي ، واستخدمت إعدادات "السكن الخارجي المشترك" لتحديد العلبة والحيرة. مع ذلك ، بدت النتائج واعدة أكثر. أصبح لدي الآن 5-10 ديسيبل من الإرتفاع الإضافي ، ومنحنى عام أكثر سلاسة. لقد خدعت حجم العلبة ، وضبط التردد ، والحشو حتى وجدت تركيبة أعجبتني حقًا عند 0.45 لتر ، و 125 هرتز ، و "محشوة قليلاً".

أثناء عملية تصميم هذه ، تعلمت عن ظاهرة تسمى خطوة يربك ، ويعرف أيضًا باسم فقدان الانعراج الذي يبدو أنه اعتبار رئيسي لمعظم المتحدثين ذوي الجودة العالية. في الأساس ، عندما تأتي الموجات الصوتية من مكبر صوت ، فإنها تحاول أن تشع في جميع الاتجاهات. بما في ذلك خلف السماعة. نظرًا لأن الأصوات عالية التردد لها طول موجي قصير جدًا ، فإنها ترتد عن السطح الأمامي لصندوق السماعات ويتم إطلاقها مرة أخرى على المستمع. لكن الأصوات ذات التردد المنخفض ، بأطوالها الموجية الأطول ، ستنحني بسهولة حول حاوية السماعة. وبالتالي ، يبدو أن الأصوات عالية التردد أعلى قليلاً للمستمع. لحسن الحظ ، يتم إصلاح هذا بسهولة بمقاومة ومحث واحد فقط. ستخبرك هذه الآلة الحاسبة عبر الإنترنت بالقيم التي تحتاجها في ضوء بعض المدخلات. من هناك ، يمكنني إضافة دائرة تصحيح خطوة يربك في قسم التقاطع لمكبر الصوت المحاكى الخاص بي ومشاهدة النتائج الجديدة. لقد تلاعبت بالآلة الحاسبة قليلاً حتى تلقيت إجابة أعجبتني بقيم المكونات التي كانت متوفرة من Parts Express.

في هذه المرحلة ، من المهم أن أكون واضحًا وأقول ، حسنًا ، لقد خدعت قليلاً.: (ولكن إليكم كيف غشيت ولماذا ، في هذه الحالة ، لا بأس.

بفضل بنائها بنفسي ، عرفت بالضبط أين وكيف سيتم استخدامها. أتاح لي هذا القليل من المعرفة التي يمكنني استخدامها لمصلحتي. سيكون كلا مكبري الصوت على مكتبي ، مدعومين مباشرة على حائط كبير ، وتحت شاشتين كبيرتين مسطحتين للكمبيوتر. قد ترى إلى أين يتجه هذا. ستعمل هذه الأسطح المسطحة إلى حد ما مثل الحاجز الكبير ، مما يعزز الجهير بطرق لا يستطيع Boxsim معرفتها. لذلك أخبرت Boxsim كذبة بيضاء صغيرة وتظاهرت أن حواجزي يبلغ طولها 100 سم وعرضها. آسف لا آسف ، بوكسيم. أفترض أنه فن أكثر من كونه علمًا:)

ومع ذلك ، منذ أن فعلت هذا ، كان من المهم أن تضع في اعتبارك أن نتائج الحياة الواقعية ربما تكمن في الواقع في مكان ما بين محاكاة "الحاجز الصغير" و "الحاجز الضخم".

الخطوة 6: تصميم الضميمة والتجميع (CAD)

الجائزة الأولى في مسابقة المؤلف لأول مرة