Сферические колонки, шарики-глазики

Возникла у меня потребность в колоночках рядом с компьютером.

Музыку поискать, послушать, видео послушать, посмотреть. Вот и задумал сделать колоночки с приятным, качественным звуком. Чтоб слушать и не раздражаться.

Несколько лет назад мне принесли на ремонт китайский бумбокс, деревянный, да так он у меня и остался.

3D принтера тогда не было, встроил туда МРЗ модуль с радио, блютузом, да послушивал иногда радио. Но очень уж звук был не потребный. Корпус забросил, динамики снял, измерил их параметры, удивился удивительно гладкой АЧХ. Ну и стал думать насчет колонок.

И вот, с появлением 3D принтера решено - колонки шарики. Ведь это самое лучшее акустическое оформление по сравнению с прямоугольным коробком.

Практически отсутствуют стоячие волны внутри, нет дифрационных и рефракционных искажений звуковых волн снаружи.

Звучание колонки "шарика" я услышал еще 15 лет назад - здоровенные шары под метр диаметром, широкополосный динамик 20cм, B200. Неизгладимое на всю жизнь впечатление.

Главным образом впечатлила удивительная пространственная звуковая картина. Ну словно в концертном зале.

И вот мечта осуществилась.

Параметры у динамиков довольно капризные, и имеют большой разброс.

Поэтому расчёт внутреннего объёма был очень простым - вписаться в размер столика принтера ZAV mini. Диаметр не более 90-95мм. А это как раз примерно то что нужно.

Первый вариант был странным, сфера с трубой фазоинвертора наружу. Эдакий графин - отправился в мусор.

Но это дало понять, что фазоинвертор не подходит. А размерчик, может маловат?!

Нарисовал побольше, да повыше. Эдакое яйцо. А чтоб подобрать нужную трубу фазонвертора не перепечатывая весь корпус, сделал отдельно колпак.

Это дало окончательно понять, что фазоинвертор данным динамикам ну вообще не подходит. Закрытый ящик тоже. Гудит и воет. А вот внутренний обьём - многовато. Нужно среднее между первым и вторым вариантом.

Эх, уже 100 грамм пластика в мусор.

Разочарованный, снял колпак, отверстие заткнул тряпочкой и вклюючил музыку. 

И вот он, чистый, завораживающий звук. Измерил микрофоном, прямо в точку.

Значит вот что ему нужно - ПАС называется, Панель Акустического Сопротивления.

Дело продвинулось, в голове моментально сформировался образ.

Сел рисовать, практически заново. Нарисовал!

Шарик, сзади отверстие закрытое ПАС. Заодно и проблема печати верхнего купола решена, нечему провисать. Углы подбирал таким образом, чтоб печатать с минимумом поддержек. Распечатал 1 шарик пластиком PETG, отверстием динамика к столу. Поддержки только под паз установки динамика и сеточки.

Вставил динамик, начал подбирать ПАС. В качестве ткани отлично подошла нетканная салфетка, в рулонах продаётся.

Толщину ткани подбирал в "прямом эфире" по измерительному микрофону и розовому шуму. Получил 3 слоя салфетки.

Нарисовал ПАС колпак.

Защелкивается в, Кхм... заднее отверстие шарика. Просто так, за счёт слоистой структуры. Держится очень хорошо. И при этом можно поддеть ногтём и извлечь.

Подставочку нарисовал. К шарику крепится М3 болтом.

Наклон динамика по вертикальной оси 30 градусов.

Когда сидя за столом, откидываешься на спинку кресла - находишься как раз на оси. Во время работы за компьютером, динамики вещают чуть ниже, таким образом слегка приглушаются ВЧ, вызывая меньшее утомление от фоновой музыки.

В основании предусмотрел свинцовый груз, очень уж лёгкие были.

Прослушивание, и измерение микрофоном показало, что динамики имеют слишком сильный подъём чувствительности на ВЧ, бьют по ушам. Надо их усмирять.

Решение есть проверенное и надежное - катушка индуктивности последовательно с динамиком. А чтоб лишнего не завалить, резистор впараллель катушке.

Одновременно, катушка является гайкой для надежного крепления ножки.

Болтик желательно использовать алюминиевый, то есть немагнитный, чтоб на звук не влиял. Я использовал акриловый. Впрочем, этого влияния не услышать.

Катушки мотаются проводом, диаметром по лаку 0.8-0.9мм до заполнения. Индуктивность получается примерно та, что нужно, 0.12-0.17 миллигенри, резистор 8.2 ом.

Получаем удивительно гладкую и ровную, АЧХ. 

Большой провал на 8кГц вызывает досаду, но таков динамик, с этим ничего не сделать. Хотя можно на компьютере узкополосным эквалайзером вытянуть.

Впрочем, вред от самого эквалайзера перекрывает преимущества от компенсации этой неравномерности АЧХ.

Нижняя граница 150-180Гц. Ни о каком басе и речи быть не может. Хотя, это хороший результат для таких копеечных динамиков.

Звук удивительный, завораживающий, приятный. Особенно впечатляет построение пространственной панорамы. Очень обёмный звук. В процессе прослушивания колонки перестают существовать. 

Да, есть претензии к качеству звучания ВЧ. Но средние частоты и нижняя серидинка звучат великолепно. Очень красиво звучит женский и мужской волкал.

Если эти сателлиты глазики подпереть снизу от 150Гц сабвуфером, в оформлении  закрытый ящик, с пиком чувствительности 40Гц, получим великолепный трифоник 2.1

Именно так я и сделал. Вон он, черный угол на картинке.

О сабвуфере рассказывать не буду, он не печатался на 3D принтере. Дешевый компьютерный микролаб, основательно переделанный и перепаянный, находится всё еще в процессе.

Динамики для сателлитов поближе:

Знакомые в восторге от звучания этих шариков. Уже 2й заказ делаю.

Ссылка на динамики. По параметрам и АЧХ очень близки.

Провода, да самые обычные ШВП2х0.75, без претензий. Вполне подходят по цвету. Какие были, такие и поставил. 1 метр сколь нибудь заметно не скажется на качестве звука.

Особенности печати соплом 0.4мм:

Шарики - толщина слоя 0.16мм, 3-4 периметра, заполнение 30%, поддержки 65градусов, только от стола - 4.5 часа, 50 грамм пластика. 

Настоятельно рекомендую HIPS, он самый лучший по звуку.

PLA, ABS тоже хороши. PETG сойдёт, на троечку.

Подставка - толщина слоя 0.2мм, заполнение 20%, поддержек нет - 2 часа, 20 грамм пластика.

ПАС толщина слоя 0.18-0.2мм, заполнение 30% шестигранник или гироид, дно и крышка - нет, 5 периметров,  - 30 минут, 10 грамм. 

Катушки состоят из двух половинок, + 3я часть, проставочка. Мелочь. Во внутреннем цилиндре одной из половинок нарезать резьбу М3.

Свинцовый грузик - отливается в металлическом корпусе от советского переменного резистора СП-1. Диаметр болванки - 27мм, толщина 6-7мм.

Отличный пример использования 3D принтера. Можно очень быстро добиться хороших результатов.

Самому вытачивать из дерева очень трудно, клеить из газет долго и плохо. А колонки штука такая, с первой попытки корпус почти никогда не удаётся настроить. Теория здесь очень далека от практики.

Приятного звучания!