USB светодиодный светильник своими руками

Подключаем светодиоды к usb и другим разьемам компьютера своими руками

Автор: xXHelsinGXx
Дата записи

Использование светодиодов в моддинге очень популярно, в связи с невысокой сложностью их подключения и неплохим получаемым визуальным эффектом от их применения. Именно по этой причине к вашему вниманию предлагается практический гайд по подключению светодиодов в компьютере. Данный гайд ориентирован на моддеров, которые только начинают применять светодиоды в своих моддинг-проектах и в нем я расскажу о трех самых популярных способах подключения питания к светодиодам, в зависимости от разъема: от 4-pin molex, от 3-pin или от USB.

Необходимое: Для выполнения этого гвайда по подключению светодиодов нам понадобятся следующие вещи:

  • Светодиоды. Тут все понятно, собственно их мы и будем подключать.)
  • Резисторы. Необходимы для снижения напряжения и силы тока от источника питания до величин, необходимых подключаемому светодиоду.
  • Разъемы. Ими светодиоды будут подключатся к источникам питания в компьютере.
  • Паяльник со всем необходимым для пайки.
  • Термоусадочная трубка. Понадобится для обеспечения аккуратного внешнего вида и безопасности спаянного соединения.
  • Мультиметр (тестер). Для проверки напряжений и целостности соединений.
  • Кусачки и/или лезвие. Для снятия изоляции и работы с проводами.

Как видно из списка приведенного выше, никаких сложных, дорогих или хитрых приспособлений нам для выполнения данного гвайда не понадобится. Да и сама операция по подключению светодиодов тоже не отличается особой сложностью. Перейдет к детальному описанию различных способов подключения светодиодов в компьютере. Подключение светодиода к разъему 4-pin molex4-pin molex является одним из самых распространенных разъемов питания в компьютере. Именно при помощи molex-разъемов подключалось раньше (да и сейчас в старых моделях) питание к жестким дискам и оптическим приводам. Также при помощи molex-разъемов подключается часть вентиляторов и большинство компьютерных аксессуаров, например панелей управления, ламп подсветки и тому подобных устройств. Как видно из его названия, 4-pin molex содержит в себе четыре контакта: +12 В (обычно это желтый провод), +5 В (обычно это красный провод), а так же два контакт земли (черные провода). Соответственно, при подключении светодиода к 4-pin molex у вас есть возможность выбрать куда именно подключать светодиоды, а именно к 12 или 5 вольтам.

В нашем случае я буду подключать четырехкристальный 10мм светодиод зеленого свечения, который работает от 3.2 вольт и потребляет 80 мА к источнику 12 вольт. Понадобится нам резистор с сопротивлением в 120 Ом. Сам разъем 4-pin molex можно либо купить отдельно, либо использовать разъем взятый из чего-то старого/ненужного устройства, например удлинителя, разветвителя или переходника.

Перед подключением светодиода желательно предварительно проверить мультиметром соответствие выбранных контактов, а так же определить где у светодиода положительный (плюс) и отрицательный (минус) контакты. После этого необходимо зачистить провода, которые идут от molex-разъема и припаять к положительному контакту резистор, не забыв закрыть спаянное соединение термоусадочной трубкой. После этого к другому контакту резистора необходимо припаять положительный контакт светодиода также закрыв место пайки термоусадкой. Отрицательный контакт светодиода припаивается к контакту «земля» у molex-разъема, место пайки в очередной раз закрывается термоусадочной трубкой. Вот теперь все готово и можно смело подключать светодиод к питанию для проверки его работоспособности. Проверяем — все работает!

Подключение светодиода к разъему 3-pin

Разъем 3-pin является стандартным разъемом для подключения вентиляторов в компьютере и довольно-таки часто они остаются лишними, соответственно в них можно подключить светодиод. Так иногда делают при установке ватерблоков с прозрачными крышками на процессор, ведь необходимости подключать вентилятор процессорного кулера уже нет, а тянуть провод для подключения светодиода откуда-то издалека не охота — можно воспользоваться разъемом 3-pin. Описанный способ подключения светодиодов практикует, к примеру, Thermaltake со своими процессорными ватерблоками, которые обладают прозрачной крышкой. Как понятно из его названия, разъем 3-pin обладает тремя контактами: +12 В, земля, а так же третий контакт, который является контактом датчика скорости вращения вентилятора.

В нашем случае к разъему 3-pin я буду подключать 10мм светодиод красного цвета, который работает от 2.3 вольт и потребляет 50 мА к источнику 12 вольт. Для подключения светодиода — нам понадобится резистор с сопротивлением в 220 Ом. Как вам должно уже быть понятно, для подключения светодиода мы воспользуемся двумя контактами, а именно +12 В и землей. Стоит помнить, что разъемы 3-pin предназначены для подключения вентиляторов, так что их лучше сильно не нагружать, однако несколько ватт дополнительной нагрузки проблемы не создадут, а для светодиодов их хватит с запасом. Разъемы 3-pin можно либо купить или использовать разъем взятый из какого-нибудь старого/ненужного устройства, например вентилятора, удлинителя, переходника или разветвителя.

Перед подключением светодиода к разъему 3-pin желательно дополнительно предварительно проверить мультиметром соответствие выбранных контактов, а так же определить где у светодиода положительный (плюс) и отрицательный (минус) контакты. Теперь необходимо зачистить провода, которые идут от разъема 3-pin и припаять к положительному контакту резистор, закрыв спаянное соединение термоусадочной трубкой для лучшего внешнего вида и безопасности. К второму контакту резистора необходимо припаять положительный контакт светодиода и также закрыть место пайки термоусадкой. Отрицательный контакт светодиода припаивается к контакту «земля» у разъема 3-pin, и еще раз место пайки закрывается термоусадочной трубкой. Теперь все готово, можно смело подключать разъем 3-pin к питанию для проверки работоспособности светодиода. Проверяем — все, как и ожидалось, работает!

Подключение светодиода к разъему USB

Для тех кто не знает, USB является интерфейсом передачи данных для периферийных устройств, однако помимо данных в разъеме USB передает и напряжение для питания разных устройств. Если быть точным, то в USB-разъеме расположены четыре контакта: два контакта отвечают за передачу данных и еще два — за питание. В разъеме USB доступен источник напряжения 5 В с силой тока до 500 мА. USB-разъемы редко встречаются в продаже отдельно, так что проще всего будет купить USB-кабель или взять ненужный вам кабель от какого-то устройства. Полноразмерные USB-разъемы бывают двух видов, которые отличаются размерами:USB тип А — 4 x 12 ммUSB тип B — 7 x 8 ммВсе отличия заключаются только в форме, с точки зрения доступных контактов они одинаковы. В моем случае я воспользовался USB-удлинителем с разъемами USB тип A .

К разъему USB я буду подключать 10 мм светодиод синего цвета, который работает от 3.4 вольт и потребляет 20 мА к источнику 5 вольт, для подключения светодиода — понадобится нам резистор с сопротивлением в 82 Ом.Перед подключением светодиода к разъему USB желательно проверить мультиметром соответствие выбранных контактов, а так же определить где у вашего светодиода положительный (плюс) и отрицательный (минус) контакты. Теперь необходимо зачистить провода с питанием, которые идут от разъема USB и припаять к положительному контакту резистор, закрыв соединение термоусадочной трубкой. К оставшемуся контакту резистора необходимо припаять положительный контакт светодиода и тоже закрыть место пайки термоусадкой. В свою очередь, отрицательный контакт светодиода припаивается к контакту «земля» у разъема USB, место пайки закрывается все той же термоусадочной трубкой. Все готово, можно подключать USB-разъем в компьюетр для проверки работоспособности светодиода. Проверяем — в очередной раз все работает.

Как сделать умный светильник своими руками. Лучше, чем Xiaomi в магазине

В умном доме или простой квартире без других smart-гаджетов всегда найдется место красивому и стильному светильнику. Устройство может выполнять роль тематического осветителя, дополнительной подсветки или прикроватного ночника.

В данной нише представлено сразу несколько удачных моделей от Xiaomi и суб-брендов компании.

Модели имеют свои преимущества, но и недостатков у гаджетов хватает.

Обычно при хорошей начинке страдает программная часть. Разработчики не раскрывают весь потенциал железа, не добавляют красивые эффекты или полезные фишки.

Китайские производители выпустили уже несколько поколений умных ламп, а их возможности находятся на уровне первых моделей 7-летней давности.

Предлагаем собрать свой умный светильник с кучей настроек и крутых фишек. Попытаемся повторить популярный проект Алекса Гайвера.

Для большинства пользователей собрать подобное устройство не составит никакого труда, особенно, если вы уже делали крутую новогоднюю гирлянду вместе с нами.

Какие компоненты потребуются

Все необходимые компоненты можно разделить на электронную начинку и корпус. Всю необходимую электронику можно заказать на AliExpress:

▶ диодная матрица WS2812B 16х16 – от 886 рублей

▶ блок питания 5В/3А – 271 рубль

▶ модуль управления Wemos D1 mini от 124 рублей или NodeMcu v2/V3 – от 153 рублей

Корпус и элементы каркаса приобретаются или заказываются в любом строительном магазине.

▶ пластиковая труба и заглушка: диаметр 50мм – длина 250мм, диаметр 40мм – длина 100-150мм, заглушка диаметр 40мм. В любом строительном магазине все вместе обойдется примерно в 100 рублей.

Проект оказался довольно популярным, китайцы предлагают купить все компоненты разом – за 2853 рубля. В набор входит все кроме пластиковых труб, но при покупке комплектующих раздельно выходит дешевле.

Бюджет проектадо 2000 рублей. Это на 500 рублей дешевле самого доступного умного ночника от Xiaomi.

В итоге мы получим более крутой по возможностям гаджет, который при этом будет сделан своими руками.

Как прошить умную начинку

На сайте проекта (в очередной раз говорим “Спасибо” Алексу Гайверу) есть несколько вариантов прошивки для будущей лампы:

Читайте описание и выбирайте понравившуюся прошивку. При тестировании лампы можно будет попробовать разные прошивки и окончательно определиться.

Для начала загрузим прошивку в “мозги” лампы. Ими будет выступать одни из модулей Wemos D1 mini или NodeMcu v2/V3. Платы практически идентичные по своим возможностям и стоимости. Выбирайте любую, возможно, у вас остался такой модуль от других самодельных проектов.

1. На Mac или Windows скачиваем и устанавливаем среду разработки Arduino IDE.

2. Скачиваем и устанавливаем библиотеки Java Runtime Environment для работы приложения.

3. Скачиваем и устанавливаем кекст (драйвер) для работы с китайскими аналогами платы Arduino и производных от нее модулей. Для этого переходим на GitHub и загружаем последнюю версию.

4. Скачиваем архив проекта со страницы Алекса Гайвера и распаковываем его на компьютере.

5. В папке с проектом находим папку libraries и копируем ее содержимое в /Documents/Arduino/libraries.

6. В архиве находим файл прошивки GyverLamp_v1.5.5.ino (или более свежую версию) и открываем его в Arduino IDE.

7. На первой вкладке проекта находим ссылку для менеджера плат и копируем ее.

8. В Arduino IDE переходим в меню Arduino – Preferences… и вставляем скопированную ссылку в поле Дополнительные ссылки для менеджера плат.

9. Открываем меню Инструменты – Плата – Менеджер плат… и устанавливаем плагин ESP8266 (рекомендуется выбрать версию 2.5.2).

10. В меню Инструменты – Плата выбираем используемую плату Wemos D1 mini или NodeMcu.

11. Если плата подключена к компьютеру и драйвер (кекст) установлен, в меню Инструменты – Порт увидите новое устройство. Его и нужно выбрать перед прошивкой.

Можете пройтись по настройкам прошивки в приложении. Все важные опции снабжены понятными комментариями. По умолчанию можно не менять ничего и сразу же загрузить прошивку на плату.

Как спаять всю электронику


Тестовая сборка компонентов на макетной плате

Перед тем, как начнете паять всю конструкцию, лучше соберите компоненты на макетной плате или просто на скрутках проводов. Так точно проверите, что правильно прошили модуль управления, а еще сможете поэкспериментировать с разными прошивками и их настройками.

Только после того, как убедились, что все работает, а нужная прошивка со всеми изменениями загружена в блок управления, приступайте к пайке.


Схема сборки компонентов при использовании Wemos mini

Схема предельно простая и понятная. Привожу оригинал с сайта автора.

Даже люди без опыта пайки без труда справятся со сборкой данного проекта.


Схема сборки компонентов при использовании NodeMCU

Не торопитесь припаивать матрицу, ведь идущие к ней проводки потребуется проложить через другие элементы конструкции.

Лучше всего предусмотреть несколько коннекторов, чтобы иметь возможность отсоединить матрицу для сборки или блок управления для перепрошивки.


Проверка работоспособности

Есть возможность сделать светильник без сенсорной кнопки, управлять им можно будет через приложение. В этом случае придется внести некоторые правки в прошивку. Специальные строки, которые нужно закомментировать помечены в каждом варианте ПО для лампы.

Как сделать корпус

Когда электронная начинка будет готова, нужно будет собрать для нее корпус.

Как вы поняли, основа лампы – стеклянный или пластиковый плафон. Лучше всего подойдет матовое стекло с хорошим рассеивающим эффектом. Если плафон прозрачный или плохо рассеивает свет, можно приклеить на внутреннюю часть слой пекарской или пергаментной бумаги.

В качестве основного крепления будет использоваться пластиковая труба 50-го диаметра. Диодная матрица идеально охватывает ее с наружной стороны.

Верхний торец трубы можно закрыть пробкой того-же диаметра или заглушкой меньшего размера. Все зависит от диаметра отверстия в используемом плафоне.


Важный момент. Для лучшей подачи питания следует соединить соответствующие контакты на обратной стороне матрицы

Если выберите плафон по ссылке выше, в него идеально впишется труба диаметром 40мм, в моем случае пришлось наматывать несколько слоев изоленты, чтобы пробка не болталась.

Для основания нет единого решения, все опять же будет зависеть от используемого плафона. У одних нижний торец может идеально закрыться заглушкой для трубы диаметром 100мм, у других найдется подходящая пластиковая емкость, из которой придется вырезать дно, а третьи просто напечатают заглушку на 3D-принтере.


Огромная самодельная диодная лампочка

Теперь нужно намотать матрицу на трубу, заранее просверлив в ней отверстие для проводов, и собрать конструкцию воедино. Сенсорную кнопку нужно будет приклеить термопистолетом ко внутренней стороне верхней пробки, аналогично можно связать основание с днищем.

Последним сложным решением будет подвод питания.

Можно просто припаять кабель от адаптера и проделать для него отверстие в днище. При наличии бормашины лучше просверлить отверстие в самом плафоне.


Просверлил отверстие под штекер питания при помощи бормашины

Теперь можно собирать все компоненты. Не стоит наглухо склеивать все узлы конструкции, предусмотрите вариант разборки через верхнюю или нижнюю пробку.

Первый запуск и настройка Wi-Fi

Я использовал прошивку от gunner47, для настройки других прошивок читайте их описание на странице разработчика.

1. Подаем питание на лампу, а на смартфоне находим появившуюся точку доступа LedLamp с паролем 31415926 (имя точки доступа и пароль настраивается в прошивке)

2. Подключаемся и ждем появление окна авторизации.

3. Выбираем пункт Configure WiFi и подключаемся к домашней сети.

4. После перезагрузки лампы находим ее в веб-интерфейсе или приложении своего роутера, чтобы узнать полученный IP-адрес.

5. Устанавливаем приложение Arduino Lamp из App Store (для других прошивок нужно использовать другие приложения).

6. Вводим IP-адрес лампы и подключаемся.

Все! Наша умная лампа готова, можно показывать свое творение и готовиться к порции похвалы от жены и детей.

Что умеет такой умный светильник

Получившийся светильник имеет такие интересные фишки.

Во-первых, это яркий ночник с большим количеством настраиваемых эффектов. В зависимости от прошивки, в светильник можно загрузить до 60 эффектов. Каждый эффект имеет настройки яркости, скорости отображения и цвета.

Во-вторых, в светильнике есть режим огненной лампы. Диоды имитируют горение свечи или небольшого источника огня. Выглядит очень реалистично.

В-третьих, в прошивке добавлен классный режим для комфортного пробуждения по утрам.

За несколько минут до установленного будильника светильник начинает заполнять комнату теплым светом. Чем ближе к срабатыванию будильника, тем ярче будет свечение.

В-четвертных, доступно управление со смартфона. Можно переключать эффекты, управлять их яркостью, скоростью и цветом. Есть возможность создавать свой список эффектов для циклического переключения. В приложении будет настраиваться время срабатывания будильника для каждого дня недели.

Читайте также:  Как усилить сигнал Wi-Fi с помощью пивной банки

В-пятых, при использовании прошивки от Whilser ночник можно подключить к самым распространённым системам управления умным домом. Ночник можно интегрировать в Home Assistant, Apple Home Kit, или управлять устройством при помощи голосового ассистента Алиса.

При этом у гаджета несколько десятков параметров, которые поддаются точной настройке в прошивке. Можно менять абсолютно любую мелочь, которая вас не устраивает.

Если сравнивать с умными лампами от Xiaomi, то последние не имеют гибких настроек, не все умеют подключаться к Home Kit или умному дому от Яндекс из коробки и даже близко не дотягивают до самодельного ночника по количеству отображаемых эффектов.

На уровне железа лампы Xiaomi могут выдавать подобные варианты свечения, но программно этого не предусмотрено. В китайском ночнике можно лишь изменить цвет, яркость или включить циклическую смену оттенка.

Ни одна из существующих на рынке моделей ночников и светильников не обладает таким набором возможностей, как получившаяся у нас лампа.

Подключение светодиода или светодиодной ленты к USB

Чтобы подсветить клавиатуру компьютера необязательно покупать портативный светодиодный модуль. Решить вопрос можно самостоятельно с помощью одного или нескольких светодиодов, резистора и USB разъёма. Вся конструкция легко собирается своими руками в считаные минуты. Более изощрённые пользователи ПК могут сделать подсветку от USB из светодиодной ленты. Но обо всём по порядку.

Распиновка USB

Всем известно, что телефон при подключении к компьютеру начинает заряжаться. Этот факт говорит о том, что на контактах USB присутствует напряжение, которое можно использовать для питания светодиода. Стандартный разъём USB 2.0 имеет 4 контакта, два из которых нужны для передачи данных, а два – для питания подключаемого устройства. Подробная распиновка USB 2.0 показана на рисунке. Стандартная нагрузочная способность USB порта составляет по току – 500 мА, по напряжению 5В, что позволяет подключать к разъему целую линейку из слаботочных светодиодов.

Схема подключения

USB разъём – это, пожалуй, основная деталь собираемой конструкции. Его можно купить в разборном корпусе или использовать ненужный, но рабочий шнур от любого периферийного устройства. В зависимости от удалённости системного блока от места монтажа подсветки, нужно посчитать длину провода. В некоторых моделях клавиатур сбоку имеется дополнительный USB разъём, который можно использовать для организации подсветки.

Светодиода

Схема подключения одного светодиода показана на рисунке. Для её реализации понадобится ответная часть разъёма USB, резистор, двухжильный провод и светодиод с высокой яркостью свечения. Если USB-штекер куплен отдельно, то его необходимо разобрать, освободив внутреннюю часть с контактами под пайку. Определившись со светодиодом, рассчитывают сопротивление резистора:

UПИТ – напряжение питания от USB порта, равное 5В;
ULED – прямое напряжение светодиода, которое зависит от цвета свечения;
ILED – номинальный рабочий ток светодиода.

Более подробно о том, как правильно выбрать и рассчитать токоограничивающий резистор, можно прочитать здесь.

Теперь осталось правильно спаять все имеющиеся детали между собой и придать подсветке привлекательный вид. Сначала с помощью кусачек укорачивают плюсовой вывод светодиода и припаивают к нему резистор. Далее один провод припаивают к свободному выводу резистора, а второй провод – к минусовому выводу светодиода. Выводы, резистор и места пайки скрывают под термоусадочной трубкой. Для придания приличного внешнего вида на оба провода вблизи светодиода надевают термотрубку большего диаметра. С обратной стороны соединительный шнур припаивают к клеммам разобранного USB разъёма. Провод, идущий от резистора, соединяют с клеммой №1 (+5В), а провод, идущий от минуса светодиода, – с клеммой №4 (GND). Проверяют, чтобы после пайки не было замыкания со второй и третьей клеммой и собирают разъём.

Если используется готовый USB шнур с разъёмом, то свободные концы проводов зачищают и с помощью мультиметра вызванивают два крайних питающих проводка. Затем их припаивают к светодиоду через резистор по вышеуказанной методике. Незадействованные информационные проводки укорачивают и изолируют, чтобы избежать короткого замыкания. Теперь подсветка готова к работе.

Светодиодной ленты

Чтобы подсветка обладала более высокой светоотдачей, используют светодиодную ленту. Особенно это актуально для освещения выдвижной полки компьютерного стола. Светодиодный отрезок наклеивают с краю под столешницей, обеспечивая равномерный световой поток на поверхности клавиатуры. Чтобы ленту запитать от USB порта, дополнительно потребуется повышающий преобразователь с 5 до 12 вольт, который придётся сделать своими руками либо приобрести в магазине электроники.

Но проще пойти другим путём. Компьютерный блок питания выдаёт необходимое +12В, которое присутствует на 4-х проводном molex разъёме внутри системного блока. Всё что требуется – это купить ответную часть molex разъёма со штырьками, припаять к нему и к светодиодной ленте провод питания нужной длины, который вывести через заднюю стенку системного блока. Плюс ленты соединяют с жёлтым проводом molex, а минус – с любым чёрным.

Нагрузочная способность шины +12В компьютерного блока питания в десятки раз больше, чем у USB, что даёт возможность сделать подсветку клавиатуры желаемой яркости.

Как сделать красивую подсветку корпуса компьютера?

Подсветка для ПК должна быть компактной, экономичной, обладать низким тепловыделением. Любителям моддинга дополнительно нужны интересные визуальные эффекты. Этим требованиям удовлетворяют ленты с диодами типа LED.

Для чего нужна подсветка пространства возле компьютера?

Существует несколько причин организовать освещение рабочей зоны пользователя ПК:

  1. Забота о глазах. Смотреть на яркий дисплей в темной комнате вредно для органов зрения, это вызывает их перенапряжение.
  2. Необходимость делать по ходу работы записи, читать книги, журналы.
  3. Совершение перекусов за компом, употребление горячих напитков. В темноте делать это неудобно, можно опрокинуть чашку.

Подсветка внутри системного блока с прозрачной крышкой, помимо решения практических задач, придает ему привлекательный, футуристичный вид. С ее помощью легко сделать свой ПК особенным.

Как работает светодиодная лента и каковы ее свойства?

Изделие представляет собой гибкую плату на полимерной основе. На ней закреплены 2 проводника и включенные между ними диоды, излучающие при протекании тока свет.

  1. Экономичность. На 1 Вт потребляемой мощности LED-лента выдает световой поток в 90-120 лм. Для люминесцентных и галогенных ламп этот показатель составляет 25-50 и 15-20 лм соответственно.
  2. Долговечность. Ресурс диодов составляет 50 тыс. часов, если они не подвергаются перегреву и перегрузкам по напряжению.
  3. Простой и быстрый монтаж. Лента имеет клейкий слой. Благодаря гибкости она может быть закреплена на криволинейной или ломаной поверхности.
  4. Низкое тепловыделение.
  5. Компактность. Небольшой отрезок ленты помещается в системном блоке.

Если компьютер находится в спальне, изделие можно зафиксировать на тыльной стороне монитора или под столом. Освещение отраженными лучами позволит читать тексты, но не будет мешать спать другим членам семьи.

Популярны приборы в виде гибких трубок из ПВХ с диодами внутри. Их стенки имеют матовую прозрачность, поэтому светильник похож на неоновую лампу.

Диоды пропускают ток лишь в одном направлении. Соответственно, на ленту подается постоянное напряжение.

Правила подключения к сети

LED-ленты рассчитаны на разность потенциалов в 12 В, модели с числом диодов 240 шт./п. м – на 24 В.

Применяют 2 способа подключения источника света.

Без блока питания

Для подключения к сети 220 В параллельное соединение диодов меняют на последовательное. 220 больше 12 в 18,33 раза, значит, необходимо соединить последовательно 19 диодов или их параллельных групп. Тогда падение напряжения на каждой из них составит 11,5 В.

Ленту разрезают по специальным меткам. Если рассечь ее произвольно, нарушится работоспособность изделия. У разных моделей число светодиодов между метками отличается, минимальное количество – 3.

Таким образом, для подключения к сети на 220 В потребуется не менее 57 элементов. При сборке осветительного прибора соблюдают полярность: группы СД соединяют одноименными контактами.

Для преобразования переменного напряжения в постоянное собирают диодный мост. Для сглаживания пульсаций в схему включают конденсатор на 300 В емкостью 5-10 мФ.

В продаже имеются LED-ленты с арматурой, готовые для использования в сети

Через блок питания

Осветительный прибор нужно подключить к выходным клеммам преобразователя, соблюдая полярность. Ориентируются по цвету изоляции проводов: черный или белый – «минус», другие (преимущественно красный) – «плюс». Выключатель и диммер устанавливают в разрыв любого провода.

Подходят следующие блоки питания:

  • штатный, изготовленный специально для LED-ленты;
  • от ноутбука;
  • компьютерный (для устройства подсветки в системном блоке);
  • зарядка для телефона.

Потребляемый лентой ток не может превышать номинальное значение для данного блока питания. Эта величина зависит от количества диодов и их типа. Выполнить расчет поможет таблица:

Тип светодиодовПлотность LED на 1 п. м лентыСила тока (А) на длину ленты
1 м2 м3 м4 м
SMD3528300.20.40.60.8
600.40.81.21.6
1200.81.62.43.2
SMD5050300.61.21.82.4
601.22.43.64.8

Провода подсоединяют к контактным площадкам пайкой или с помощью специальных коннекторов.

Схема подключения обычной светодиодной ленты

Электроэнергия поступает через 4-пиновый разъем Molex компьютерного блока питания.

В него входят провода:

  1. Черные – «масса» (Gnd или COM).
  2. Желтый – напряжение +12 V.
  3. Красный – напряжение +5 V.

Действуют в таком порядке:

  1. Срезают разъем.
  2. Зачищают желтый провод и 1 черный, остальные изолируют.
  3. Соединяют пайкой жилы и контактные площадки ленты. Желтый провод подключают к «плюсу», черный – к «минусу».
  4. Изолируют соединение термоусадочной трубкой.

Чтобы не срезать разъем, можно приобрести ответную часть для него (штепсель) в составе переходника Molex-SATA. Он предназначен для питания более новых винчестеров с последовательной дата-шиной. Коннектор SATA отрезают, к освободившимся проводам подключают ленту.

Далее штепсель вставляют в разъем Molex. Максимальный ток для него – 20 А, но с учетом наличия прочих устройств (винчестера, DVD-дисковода и пр.) не рекомендуется подключать нагрузку более 5 А (лучше до 4 А).

Можно реализовать схему со ступенчатой регулировкой яркости свечения. Понадобится 2-позиционный переключатель с функцией дистанционного управления.

Один его контакт соединяют с «минусом» ленты, 2 других – с красным (+5 V) и черным проводами разъема. Когда регулятор переведен в первое положение, на диоды подается разность потенциалов 12-5 = 7 V, и они горят вполсилы.

К свободному блоку питания от ПК можно подключить ленту на 24 В. Задействуется разъем для электроснабжения материнской платы (MB-20 или MB-24).

На один из его контактов подается напряжение -12 В. К нему подходит провод в голубой изоляции. В MB-20 он расположен под 12-м номером, в MB-24 – под 14-м. «Минус» ленты подсоединяют к этому контакту, «плюс» – к желтому проводу (+12 V). В результате разность потенциалов на диодах составит 24 В. Максимальный ток при подключении к разъему MB – 1 А.

Чтобы запустить блок без соединения с материнской платой, устанавливают перемычку на контакты PS ON (зеленый провод) и Gnd (черный) на разъеме MB.

Подключение RGB-ленты и схема

Изделие состоит из диодов 3 цветов – красного, зеленого и синего. Имеется 4 контакта: 1 «плюс» и 3 «минуса». Для подключения требуется RGB-контроллер. С одной стороны у него 2 контакта для соединения с источником постоянного питания. С другой – тоже 1 «плюс» и 3 «минуса» для каждого цвета.

Для установки в корпусе компьютера требуется контроллер с возможностью дистанционного управления. Есть программируемые модели, меняющие цвета автоматически по заданному пользователем сценарию.

Виды светодиодных лент для подключения к компьютеру через USB

Разъем ЮСБ имеет следующие параметры:

  • напряжение – 5 В;
  • номинальный ток – 0,5 А.

Подключают источник света через преобразователь, повышающий вольтаж в 2,5 раза. При этом с той же кратностью понизится допустимый ток – до 0,2 А.

Таким образом, к разъему USB можно подключить 30 светодиодов типа SMD 3528 или 10 типа SMD 5050. Длина ленты зависит от плотности размещения на ней элементов.

Схема подключения подсветки через USB

Разъем имеет 4 контакта. Второй и третий служат для передачи данных, первый и четвертый – для питания. Разборные штепсели для разъема продаются в компьютерных магазинах.

LED-ленту подключают через повышающий преобразователь напряжения, дающий на выходе 12 В. Такие устройства тоже есть в продаже, но схему легко собрать и собственными руками.

Преобразуемое напряжение является постоянным, поэтому повышать его трансформатором не получится. Вместо него используют микросхему LM2577, являющуюся контроллером широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Потребуются и другие радиодетали.

Ко входным клеммам преобразователя припаивают USB-штепсель, предварительно проверив тестером полярность контактов в разъеме. Соединяют одноименные полюса. К противоположной стороне устройства подключают LED-ленту.

Как сделать подсветку для ПК своими руками?

Действуют в следующем порядке:

  1. Ориентируясь на специальные метки, от ленты отрезают фрагмент заданной длины,
  2. Обрабатывают спиртом имеющиеся на нем контактные площадки (ламели).
  3. С помощью съемника либо канцелярского ножа освобождают концы проводов от изоляции на длину 5 мм.
  4. Оголенный участок скручивают в жгут.
  5. Окунают зачищенные концы жил в канифоль.
  6. На контактные площадки LED-ленты зубочисткой наносят флюс.
  7. Набирают разогретым жалом паяльника небольшую дозу припоя и переносят его на ламель. Чтобы ее не пережечь, время контакта следует ограничить 1 секундой.
  8. Аналогично формируют бугорки припоя на других контактных площадках подключаемой ленты.
  9. Налет коричневого цвета от флюса удаляют салфеткой. Если он успел застыть, для этого потребуется спирт.
  10. Кусачками укорачивают оголенные концы жил так, чтобы они сравнялись по длине с ламелями. В противном случае при сгибании проводов может произойти короткое замыкание.
  11. Жилу укладывают на бугорок припоя и вдавливают в него разогретым паяльником. Длительность контакта ограничивается 1 секундой.
  12. До застывания припоя обеспечивают неподвижность соединения. Для этого требуется несколько секунд.
  13. Припаяв все провода, очищают места контакта от флюса смоченной в спирте салфеткой.
  14. Надевают на узел термоусадочную трубку и нагревают ее.
  15. Отрезают от переходника разъем SATA.
  16. Зачищают концы желтого и одного черного проводов. Остальные подрезают и изолируют.
  17. Надевают термоусадочные трубки.
  18. Скручивают с соблюдением полярности провода от LED-ленты и разъема. Затем паяют соединение.
  19. Надвигают термоусадочные трубки на места контакта и нагревают их строительным феном, спичкой или газовой зажигалкой.
  20. Вставляют штекер переходника в разъем Molex.

RGB-ленту подключают аналогично. Во избежание путаницы рекомендуется к «минусам» припаять провода в изоляции разных цветов. Далее выполняют подсоединение жил от переходника Molex-SATA к RGB-контроллеру. С другой стороны к нему подключают провода от светодиодного модуля.

Собранная таким способом подсветка зажигается одновременно с запуском компьютера. Чтобы иметь возможность гасить ее в дневное время, в разрыв одного из проводов впаивают микровыключатель с функцией дистанционного управления, например, со смартфона.

Процесс монтажа упрощается, если приобретен кусок ленты с уже подсоединенными проводами.

Какие материалы и инструменты необходимы для подключения подсветки?

  1. Маломощный паяльник с температурой жала +250°С.
  2. Ножницы.
  3. Приспособление для снятия изоляции либо острый канцелярский нож.
  4. Бокорезы или кусачки.
  5. Легкоплавкий тонкий припой (доля олова составляет 60%).
  6. Канифоль.
  7. Флюс (например, Ф-99).
  8. Спирт.
  9. Термоусадочная трубка или изолента.

Используются провода сечением 0,5 или 0,75 кв. мм в изоляции разных цветов (чтобы проще было соблюдать полярность).

Делаем полочные АС своими руками, с использованием ВЧ динамика с Aliexpress

  • Цена: $10.72
  • Перейти в магазин

Всем добрый день! В данном обзоре я расскажу, как я сделал небольшие полочные АС из запылившихся на полке автомобильных НЧ/СЧ динамиков, и новых ВЧ динамиков, купленных на Aliexpress. Новые колонки будут работать от изготовленного усилителя на базе TPA 3116, представленного чуть ранее в моём предыдущем обзоре. Так как это будет комплект, то и стилистика, и материал новых АС будут соответствующие. Посмотрим, что из этого получилось, и можно ли собрать из данного комплекта что-то стоящее.
Под cut много фото, опилок, клея, инструмента, и моей любимой фанеры, будьте осторожны!

Всё началось с того, что усилитель пойдет сыну, после завершения корпуса нового большого, и соответственно необходимо то, что этим усилителем питать. Были мысли на время поставить сателлиты от старого ДК, но они вообще никакие. Вспомнил, что у меня есть в наличии комплект автомобильной АС DLS B6A, оставшиеся после замены в авто, и лежащие без дела.
Понятно что автомобильные головки не очень подходят для домашних АС, но это гораздо лучше чем ничего, поэтому решил собрать новые полочные АС на этих динамиках.
ВЧ динамик T20 из комплекта DLS немного с особенностями, он очень яркий и сверлит мозг. Я его в авто поменял первым, не удалось его побороть. Для домашних АС решил взять новый ВЧ динамик, но что-то попроще. На странице магазина AIYIMA, где я раньше заказывал моно УНЧ (правда не совсем удачно, подробности есть другом обзоре на плату усилителя) увидел недорогой комплект:

Читайте также:  Как уменьшить фоновый шум звуковой карты

Небольшой и быстрый обзор ВЧ динамиков:

Спецификация от производителя:

  • Импеданс: 6 Ом
  • Мощность: 30 Вт
  • Диаметр: 52 мм
  • Высота: 23 мм
  • Диагональное расстояние между монтажными отверстиями: 45 мм
  • Толщина лицевой панели: 3мм

Общий вид:



Внешний диаметр фланца — 52 мм

Диаметр обоймы корпуса ВЧ динамика — 36 мм

Сопротивление — 5,6 Ом, (сопротивление щупов — 0,2 Ом)

С лицевой стороны выглядит очень аккуратно, с внутренней есть наплывы пластика. Больше обозревать нечего, надо их ставить и пробовать.

Проектирование АС:

При проектировании корпуса новой АС было принято следующее решение: корпус будет ЗЯ, корпус будет небольшой, сейчас у сына в комнате незачем ставить большие „тумбочки“, должно быть относительно компактно, поэтому решено было взять чистый объем корпуса 12л. Т.е. в любом случае будем уходить меньше рекомендуемого объема корпуса, но вот насколько, и как это скажется.

Для начала, для расчета характеристик в ЗЯ были использованы заводские данные по параметрам динамиков:

В JBL Speakershop получалась вот такая картина:

Не очень далеко ушли от рекомендуемого ящика по данным параметрам. Но в будущем хотелось бы попробовать на практике корректор Линквица (у нас же ЗЯ), а так как для его расчета нужны достаточно точные данные, то решил еще самостоятельно снять Параметры Тиля — Смолла. Собрал испытательный стенд, для определения Vas собрал тестовый ящик:

Получилась вот такая картина:

И соответственно рекомендуемые данные по ЗЯ:

Для расчета своего корпуса взял объем 12л и высокую степень заполнения демпфирующими материалами, будет таким образом снижать добротность в ящике.

Как всегда, в SketchUp спроектировал корпус:

Динамик DLS B6A рассчитан всё-таки для скрытой установки, либо под защитную сетку, монтажный фланец очень некрасивый. Поэтому решил сделать декоративное кольцо для монтажа сверху фланца динамика.

Стенки корпуса АС 20мм (сдвоенная фанера 10мм), внутри добавим распорку для жесткости.
Очень люблю работы Troels Gravesen, его отчеты и статьи можно читать без перерыва (www.troelsgravesen.dk), и он тоже любит фанеру )). Многие вещи я подсматривал у него, нравится его подход к работе с деревом.

Изготовление корпусов АС:

В ходе параллельного изготовления корпуса нового усилителя были получены следующие отходы, которые пошли на изготовление новых АС, а также пришлось использовать остатки от листа фанеры:

Пилим на распиловочном столе будущие внешние стенки АС из заготовок:

Внешние стенки корпуса будем собирать с торцами, под углом 45 град. Меняем наклон диска циркулярной пилы под 45 град, и срезаем торцы:



Собираем внешние стенки короба:

Склеиваем двойную переднюю стенку:

Пилим и клеим внутренние верхние и боковые стенки:



Для фрезерования отверстий в передней панели для динамиков за вечер было изготовлено следующее приспособление для фрезера:

Крепим переднюю панель к столу через кусок черновой фанеры, сверлим отверстие в центре круга, вставляем наше приспособление с фрезером, и фрезером сначала выбираем диаметр под монтажный фланец динамика, а затем насквозь окно под корзину динамика.


По такому же принципу выпиливаем из фанеры 6 мм декоративные кольца для фланцев динамиков:



Кладем кольцо, сверху динамик, центруем и размечаем отверстия под крепление кольца и динамика к передней панели. Для крепления использую красивые темно-коричневые саморезы, с головкой под внутренний шестигранник, от задней стенки старого сабвуфера SVEN 620.

Для того, чтобы головка самореза утопилась в теле кольца, сначала аккуратно высверливаем углубление сверлом 7мм, проверяем каждый раз глубину головкой самореза, а затем насквозь сверлом 4 мм.

Примеряем динамик и кольцо:

Как подсмотрено у Троельса, фрезеруем внутреннюю часть отверстия под динамик в передней панели кромочной конусной фрезой, чтобы дать динамику немного свободы:



Фрезеруем отверстия под новые ВЧ динамики по той же технологии, что и СЧ/НЧ:



Крепление динамиков к панели выполним длинными черными винтами с резьбой М3, с плоской головкой под внутренний шестигранник, причем отверстие под него в фанере сверлим 2,5 мм, и затем прямо в фанеру вкручиваем. Такой способ я уже проверял, спокойно выдерживает несколько закручиваний, а нам нужно только одно ).

Вклеиваем двойную заднюю стенку и промазываем ПВА все стыки внутри корпуса:

Для повышения жесткости корпуса сделаем и вклеим внутреннюю распорку. Внутренние окна распорки выпиливаем лобзиком, и фрезеруем кромочной конусной фрезой:





Разделительный фильтр комплекта DLS B6A представляет собой отдельные блоки для НЧ/СЧ и ВЧ динамика:

Настройку фильтра менять не будем, по простой причине, что нечем сделать измерения, да и опыт нужен, доверимся инженерам DLS. Однако конденсаторы в фильтрах заменим на К73-16, особенно неполярный электролит 18 мкФ на в ФНЧ. Катушки на сердечниках оставим.
Кстати, буду рад если поделитесь опытом изготовления своего измерительного микрофона, схем в сети много, но интересен будет прямой практический опыт.
Фильтры размечаем на фанерных панельках, которые будем крепить на саморезы внутри корпуса.

Далее берем корпуса, и идем заниматься демпфированием корпусов. Оклеиваем стенки ватином на пва, в два-три слоя (3 см)
Остальной объем заполним синтепоном:

Размещаем разделительные фильтры:


Вклеиваем переднюю панель корпуса:

Берем шлифовальную машину и начинаем упорно шлифовать со всех сторон 180 зерном:

Готовим корпуса к покрытию маслом. Масло использовал то же, что и для корпуса усилителя, BELINKA Interier:

Покрываем маслом в два-три слоя, через сутки полируем шерстяным падом до красивого блеска:


Для подключения проводов от усилителя к АС были куплены вот такие терминалы:

Сверлим отверстия в задней стенке и крепим терминалы, припаиваем внутри провода к контактным площадкам терминала:

Заполняем корпус синтепоном (плотность 300г/м2), но аккуратно, оставим свободное место под динамик:

Припаиваем выводы и устанавливаем динамики. У НЧ/СЧ 8 отверстий в монтажном фланце, в четыре скрытые отверстия закручиваем саморезы:

Клеим на дно ножки, купленные в магазине мебельной фурнитуры:

Ну и в результате смотрим, какой получился комплект:


Звучит хорошо. Мне в мидбасах B6A всегда не хватало панча, а здесь он как-то появился. Да, не хватает нижнего баса, рядом SOLO-3 ниже берут, но там и ФИ. Зато бас получился очень шустрый, я за это и сабвуферы ЗЯ очень люблю.
ВЧ вполне хорошо, не так детально, как хотелось бы, но мягко и прозрачно, вполне устраивает, можно брать.
На ФВЧ даже пришлось включить аттенюатор, чувствительность динамика ВЧ гораздо выше динамика НЧ/СЧ.
Планирую попробовать собрать корректор Линквица, вытащить немного НЧ.

Это был интересный проект, это мои первые АС, так сказать тренировка, до этого делал только сабы в авто, а там аккуратность по подгонки деталей не так важна, все равно под оклейку карпетом. Здесь пришлось постараться.

Впереди корпус нового усилителя, и как обещал, обзор на распиловочный стол.

Изготовление акустических систем своими руками

Прежде подробного рассмотрения проблемы обрисуем круг задач, зная конечную цель, будет проще избрать нужное направление. Изготовление акустических систем своими руками нечастый случай. Практикуется профи, начинающими музыкантами, когда магазинные варианты не устраивают. Появляется задача встраивания в мебель или качественного прослушивания уже имеющейся медиа. Это типичные примеры, которые решаются набором общепринятых способов. Рассмотрением мы и займемся. Не рекомендуем листать по диагонали устройство акустической системы, вникайте!

Устройство акустических систем

Нет шансов сделать акустическую систему самостоятельно без понимания теории. Любителям музыки следует знать, что биологический вид Homo Sapiens слышит внутренним ухом звуковые колебания частот 16-20000 Гц. Когда дело касается классических шедевров, то разброс высок. Нижний край – 40 Гц, верхний – 20 000 Гц (20 кГц). Физический смысл этого факта заключается в том, что не все динамики способны воспроизвести сразу полный спектр. Относительно медленные частоты лучше удаются массивным сабвуферам, а пищание на нижней границе воспроизводят менее габаритные громкоговорители. Понятно, что для большинства людей это ничего не значит. И даже если часть сигнала пропадет, не будет воспроизведена, никто этого и не заметит.

Устройство акустической системы

Полагаем, что те, кто поставил целью самостоятельное изготовление акустической системы, должны критично оценивать звук. Полезно будет знать, что годная колонка имеет два и более динамиков, чтобы иметь возможность отразить звучание обширной полосы из слышимого спектра. А вот сабвуфер даже в сложных системах один. Это связано с тем, что низкие частоты заставляют вибрировать окружение, проникая даже сквозь стены. Становится непонятным, откуда именно несутся басы. Следовательно, и колонка НЧ одна – сабвуфер. А вот что касается прочего, то человек уверенно скажет, с какого направления пришел тот или иной спецэффект (луч ультразвука блокируется ладонью).

В связи со сказанным проведем делением акустических систем:

  1. Звук в формате Моно непопулярен, поэтому избегаем касаться исторических экскурсов.
  2. Звучание Стерео обеспечивается двумя каналами. Оба содержат низкие и высокие частоты. Лучше подойдут равноценные колонки, снабженные парой динамиков (басы и писк).
  3. Звук Вокруг отличается наличием большего числа каналов, создающих эффект объемного звучания. Избегаем увлекаться тонкостями, традиционно 5 колонок плюс сабвуфер доносят гамму меломанам. Конструкция многообразна. Поныне ведутся исследования, ставящими целью улучшить качество передачи акустики. Расстановка традиционная такова: по четырем углам комнаты (грубо говоря) по колонке, сабвуфер стоит на полу слева или в центре, под телевизором помещается фронтальная колонка. Последняя в любом случае снабжается двумя динамиками и более.

Важно создать правильный корпус для каждой колонки. Низкие частоты потребуют наличия деревянного резонатора, для верхней границы диапазона – не важно. В первом случае бока ящика служат дополнительными излучателями. Найдете видео, демонстрирующее габаритные размеры, соответствующие длинам волн низких частот по науке, практически остается копировать готовые конструкции, дельной литературы тематика лишена.

Круг задач очерчен, читатели понимают – самодельная акустическая система строится следующими элементами:

  • набор динамиков частот сообразно числу каналов;
  • фанера, шпон, доски корпуса;
  • декоративные элементы, краска, лак, морилка.

Проектирование акустики

Изначально выбираем количество колонок, тип, местоположение. Очевидно, изготавливать в большем числе, нежели имеет каналов домашний кинотеатр, неразумный тактический ход. Кассетному магнитофону хватит двух колонок. К домашнему кинотеатру выйдет уже не менее шести корпусов (динамиков будет больше). Согласно потребностям аксессуары встраиваются в мебель, качество воспроизведения низких частот хромает. Теперь вопрос выбора динамиков: в издании авторства Найденко, Карпова приведена номенклатура:

Трехполосная акустическая система

  1. Низкие частоты – головка CA21RE (H397) посадкой на 8 дюймов.
  2. Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
  3. Верхние частоты – головка 27TDC (H1149) на 27 мм.

Приводили базовые принципы конструирования акустических систем, предлагали электрическую схему фильтра, рассекающего поток на две части (выше дан перечень трех поддиапазонов), приводили название покупных динамиков, решающих задачу создания двух колонок стерео. Избегаем повторяться, читатели могут взять труд полистать раздел, найти конкретные названия.

Следующим вопросом будет фильтр. Полагаем, фирма National Semiconductor не обидится, если отскриним чертеж усилителя перевода Ридико. Рисунок показывает активный фильтр с питанием +15, -15 вольт, 5 однотипных микросхем (операционных усилителей), граничная частота поддиапазонов вычисляется формулой, приведенной на изображении (дублируем текстом):

П – число Пи, известное школьникам (3,14); R, C – номиналы резистора, емкости. На рисунке R = 24 кОм, С – замалчивается.

Активный фильтр, питаемый электрическим током

Учитывая возможности выбранных динамиков, читатель сможет подобрать параметр. Берутся характеристики полосы воспроизведения колонки, находится стык перекрытия между ними, туда выносится граничная частота. Благодаря формуле, вычисляем величину емкости. Номинал сопротивления избегайте трогать, причина: может (спорный факт) задавать рабочую точку усилителя, коэффициент передачи. На частотной характеристике, приведенной в переводе, которую опускаем, граница составляет 1 кГц. Давайте посчитаем емкость указанного случая:

С = 1 / 2П Rf = 1 / 2 х 3,14 х 24000 х 1000 = 6,6 пФ.

Не ахти какая большая емкость, выбирается из условия максимально допустимого напряжения. В схеме с источниками +15 и -15 В вряд ли стоит номинал, превышающий суммарный уровень (30 вольт), возьмите пробивное напряжение (справочник поможет) не менее 50 вольт. Не пытайтесь поставить электролитические конденсаторы постоянного тока, схема обретает шансы взлететь на воздух. Отсутствует смысл разыскивать исходную схему чипа LM833 по причине Сизифова труда. Некоторые читатели найдут замену микросхеме, отличающуюся… надеемся на понимание.

Насчет сравнительно небольшой емкости конденсаторов (рознично и суммарной) описание фильтра говорит: благодаря низкому импедансу головок без активных компонентов номиналы пришлось бы увеличить. Закономерно вызывая появление искажений, обусловленных наличием электролитических конденсаторов, катушек с ферромагнитным сердечником. Не стесняйтесь двигать границу деления диапазонов, общая пропускная способность остается прежней.

Пассивные фильтры акустической системы

Пассивные фильтры соберет своими руками каждый обученный пайке, курс школьной физики. В крайнем случае заручитесь помощью Гоноровского, лучше некуда расписаны тонкости прохождения сигналов через радиоэлектронные линии, обладающие нелинейными свойствами. Приведенный материал заинтересовал авторов фильтрами низкой и высокой частоты. Желающие поделить сигнал на три части должны зачитываться трудами, раскрывающими базис полосовых фильтров. Максимально допустимое (или пробивное) напряжение выйдет мизерным, номинал станет значительным. Под стать упомянутым электролитическим конденсаторам емкости номиналом десятки микрофарад (три порядка выше используемых активным фильтром).

Новичков тревожит вопрос получения напряжения +15, -15 В питания акустических систем. Намотайте трансформатор (пример приводился, программа ПК Trans50Hz), снабдите двухполупериодным выпрямителем (диодный мост), профильтруйте, наслаждайтесь. Наконец, активный или пассивный фильтр прикупите. Называется указанная вещица кроссовером, внимательно подбирайте динамики, диапазоны точнее соотносите с параметрами фильтра.

Акустика компьютерных колонок

Довелось посмотреть на Ютуб видео: юноша объявил, что сделает акустическую систему своими руками. Отрок талантлив: раскурочил колонки персонального компьютера — ну, совсем никакие — извлек на свет Божий усилитель с регулятором, поместил в спичечный коробок (корпус акустической системы). Компьютерные динамики известны плохим воспроизведением низких частот. Сами устройства маленькие, легкие, во-вторых, буржуи материалами экономят. Откуда в акустической системе взяться басам. Юноша взял… читайте дальше!

Наидорожайший компонент музыкального центра. Акустика класса hi-end стоимостью обходит дешевую квартиру. Ремонт, сборка колонок неплохой бизнес.

Усилитель низкой частоты акустической системы соберет продвинутый радиолюбитель, никаких кулибиных не нужно. Из спичечного коробка торчит ручка регулятора громкости, вход с одной стороны, выход — с другой. Динамики старой акустической системы малы. Юноша раздобыл старенький громкоговоритель не сказочных размеров, но солидный. С колонки советских времен акустической системы.

Чтобы звук не тревожил воздух пищанием, умный отрок сколотил дюймовые доски ящиком. Динамик старенькой акустической системы поместил в размеров почтовой коробки, сместил, как это делается производителями современных сабвуферах домашних кинотеатров. Изнутри колонку звукоизолятором отделывать поленился. Желающий может использовать для акустической системы ватин, другой схожий материал. Маленькие динамики помещены вовнутрь продолговатых коробок, только-только вмещающих торцом громкоговоритель. Гордый отрок подключил один канал акустической системы на два маленьких динамика, второй — на один большой. Работает.

Юноша сказочный молодец, не пьет в подворотне, уподобляясь сверстникам, не портит в свободное время будущих невест, занят делом. Как говорил один знакомый: «Молодому поколению прощается недостаток знания и опыта, не избыток наглости, упроченного равнодушием».

Улучшения

Решили усовершенствовать методику, откровенно надеемся, дополнение поможет сделать акустическую систему самостоятельно несколько качественнее. Проблема? Понятие выдумано радиотехниками, создателями акустических систем – частота. Вибрация Вселенной имеет частоту. Говорят, даже ауре человека присуще. Каждая добротная колонка недаром вмещает несколько динамиков. Большие предназначены для низких частот, басов; прочие – для средних и высоких. Не только размер, а и устройство у них разное. Мы уже обсуждали этот вопрос и интересующихся отсылаем к написанным обзорам, где приводится классификация акустических систем, раскрываются принципы действия наиболее популярных.

Компьютерщикам известен системный зуммер, работающий по прерыванию BIOS, который способен вроде бы выдавать один звук, но талантливые программисты выписывали на нем вычурные мелодии, даже с попыткой цифрового синтеза и воспроизведения голоса. Однако при желании бас такая пищалка выдать не может.

К чему этот разговор… Большой динамик следовало бы не просто приспособить на один из каналов, а присудить специализацию басов. Как известно, большинство современных композиций (Звук Вокруг не берем) рассчитаны на два канала (стереовоспроизведение). Получается, что два одинаковых динамика (маленьких) играют одни и те же ноты, смысл в этом маленький. В то же время с этого же канала бас теряется, а высокие частоты гибнут на большом динамике. Как быть? Предлагаем внедрить в схему пассивные полосовые фильтры, которые помогут разбить поток на две части. Схему берем иностранного издания по той простой причине, что она первой попалась на глаза. Вот ссылка на исходный сайт chegdomyn.narod.ru. Радиолюбитель переснял из книги, приносим извинения автору, что не указываем первоисточник. Это происходит по той простой причине, что он нам не известен.

Читайте также:  Домашняя беспроводная сеть для просмотра HD своими руками

Итак, картинка. Бросаются сразу в глаза слова Woofer и Tweeter. Как не сложно догадаться, это, соответственно, сабвуфер для низких частот, и динамик для высоких. Охватывается диапазон музыкальных произведений 50-20000 Гц, причем на сабвуфер приходится полоса нижних частот. Радиолюбители могут сами по известным формулам просчитать полосы пропускания, для сравнения ля первой октавы, как известно, составляет 440 Гц. Считаем, что для нашего случая такое деление подойдет. Вот только хотелось бы найти два больших динамика, по одному на каждый канал. Смотрим схему…

Не совсем музыкальная схема. В положении, занимаемом системой, идет фильтрация голоса. Диапазон 300-3000 Гц. Переключатель подписан Narrow, переводится, как полоса. Чтобы получить Wide (широкое) воспроизведение, опускаем клеммы. Поклонники музыки могут выкинуть полосовой фильтр Narrow, любителям бороздить скайп рекомендуем избегать поспешного решения. Схеме напрочь исключит петлевой эффект микрофона, известный повсеместно: пронзительное гудение вследствие переусиления (положительной обратной связи). Ценный эффект, даже военный знает сложности использования громкой связи. Владелец ноутбука осведомлен…

Для устранения эффекта обратной связи изучите вопрос, найдите, на какой частоте резонирует система, отрежьте лишнее фильтром. Очень удобно. Касательно популярной музыки микрофон отключаем, уносим подальше от динамиков (случай караоке), начинаем петь. Фильтры верхних и нижних частот оставим неизменными, изделия просчитаны неизвестными западными друзьями. Испытывающим затруднения, читая иностранные чертежи, поясняем, схема изображает (полосовой фильтр Narrow отброшен):

  1. Емкость 4 мкФ.
  2. Неиндуктивные сопротивления R1, R2 номиналом 2,4 Ом, 20 Ом.
  3. Индуктивность (катушка) 0,27 мГн.
  4. Сопротивление R3 8 Ом.
  5. Конденсатор С4 17 мкФ.

Динамики должны соответствовать. Советы указанного сайта. Сабвуфером пойдет МСМ 1853, пищалкой (слово не списали) послужит РЕ 270-175. Полосы пропускания посчитаете самостоятельно. Большая буква Ω означает кОмы – ничего страшного нет, поменяйте номинал. Напоминаем, емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются, как последовательно включенные резисторы. На случай, если сложно достать подходящие номиналы. Вряд ли получится изготовить динамики своими руками, набрать небольшие номиналы сопротивлений реально. Не используйте катушки, вырезаем пластины нихрома, подобных сплавов. После изготовления резистор лакируется, большого тока не планируется, защищать элемент не следует.

Индуктивности проще намотать самостоятельно. Логично использовать онлайн-калькулятор, задав емкость, получим параметры: количество витков, диаметр, материал сердечника, толщину жилы. Приведем пример, избегая быть голословными. Посещаем Яндекс, набираем нечто вроде «онлайн калькулятор индуктивности». Получаем ряд ответов выдачи. Выбираем понравившийся сайт, начинаем думать, как намотать индуктивность акустической системы номиналом 0,27 мГн. Нам понравился сайт coil32.narod.ru, начнем работу.

Исходные сведения: индуктивность 0,27 мГн, диаметр каркаса 15 мм, проволока ПЭЛ 0,2, длиною намотки 40 миллиметров.

Сразу возникает вопрос, видя калькулятор, где взять номинальный диаметр изолированной проволоки… Потрудились, нашли на сайте servomotors.ru таблицу, взятую из справочника, которую приводим в обзоре, считайте на здоровье. Диаметр меди составляет 0,2 мм, изолированной жилы – 0,225 мм. Скармливаем смело величины калькулятору, вычисляя нужные величины.

Получилась двухслойная катушка, числом витков 226. Длина провода составила 10,88 метра сопротивлением порядка 6-ти Ом. Главные параметры найдены, начинаем мотать. Самодельная акустическая система выполняется в ручной работы корпусе, примостить фильтр место найдется. К одному выходу подключаем пищалку, к другому – сабвуфер. Пару слов касательно усиления. Может статься, каскад усилителя не потянет четыре динамика. Каждая схема охарактеризована некой нагрузочной способностью, выше нельзя подпрыгнуть. Устройство акустической системы рассчитано, учитывая фиксированный запас, чтобы согласовать нагрузку, часто применяется эмиттерный повторитель. Каскад, заставляющий схему работать, полная отдача на любой динамик.

Напутствие начинающим конструкторам

Считаем, помогли читателям понять, как правильно конструировать акустическую систему. Пассивные элементы (конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности) сможет достать, изготовить каждый. Осталось собрать корпус акустической системы своими руками. А за этим, верим, дело не станет. Важно понять, музыка сформирована гаммой частот, обрезаемых неправильным изготовлением устройства. Собравшись сделать акустическую систему, подумайте над этим, поищите компоненты. Важно передать великолепие мелодии, будет твердая уверенность: труд не пропал даром. Акустическая система прослужит долго, радость подарит.

Верим, изготовление акустических систем своими руками читателям будет в удовольствие. Грядущее время уникально. Поверьте, в начале XX века нельзя было черпать информацию тоннами ежедневно. Обучение выливалось тяжким кропотливым трудом. Приходилось обшаривать пыльные полки библиотек. Возрадуйтесь интернету. Страдивари пропитывал древесину скрипок уникальным составом. Скрипачи современности продолжают выбирать итальянские экземпляры. Вдумайтесь, прошло 30 лет, воз остался позади.

Нынешнему поколению известны марки клеев, наименования материалов. Необходимое продается магазинами. СССР лишил изобилия людей, снабдив относительной стабильностью. Сегодня преимущество описывается возможностью изобретения уникальных способов заработка. Профессионал-самоучка везде срубит капусты.

Самодельная полочная акустика или колонки своими руками (Пошаговое руководство)

Приступаем к народному творчеству.

Все не так сложно, как кажется на второй взгляд. Запомните, что ковчег делал дилетант, а Титаник – профессионалы (чья-то цитата).

Для начала определим, для чего вам нужны эти самые колонки, т.е. в каком качестве вы хотите их видеть. Исходя из этого, определим, какой тип акустического оформления (какой ящик) нам нужен. Немало важный факт – это наличие динамиков. А если у нас еще есть готовые корпуса…

Так… Поскольку мы с вами не олигархи с рублевки, то выбираем все составляющие еще и исходя из количества денег (а их как известно – 0, еще жена, пятеро ребетеноков, итого – долг 41 тыща).
Материал должен быть:

  1. жестким – чтобы не прогибался,
  2. легким – вам его таскать,
  3. дешевым – чего тут непонятного.

Всем этим требованиям соответствует ДСП (так еще плоскую женщину называют). Дерево и фанера не пойдет – они гибкие и будут резонировать (кстати, деревянные колонки – это миф, или только из черного дерева, вообщем с нашими деньгами – миф); ЦСП – прекрасный акустический материал, но тяжелый собака и не пилится, есть еще пластик – это вообще отстой. Нет, можно конечно и 12-слойную фанеру, но придется делать ребра жесткости и дорогая она, собака (опять собака).

Где ж найти эту ДСП (стружка сприсованная, обычно покрытая темным лаком). Так это ж старые детские кроватки, тот же телевизор (спертый под покровом ночи), прекрасные допотопные да и современные шкафы, столы, полки, прихожки, старые диваны и тд и тп. Толщина любая, но не меньше 1 см.

Сразу могу расстроить большую группу читателей. Парить вам мозг (а может – маргарин, у меня, например, маргарин) про всякие сложненькие расчетики всяких там объемиков и фазоинверториков я не собираюсь, и тому есть несколько причин:

  1. об этом можно написать 18 000 томов,
  2. об этом написано 18 000 томов (см. Великий ИНЕТ),
  3. в плотницком деле плюс/минус дециметр – не погрешность, т.е. даже если вы сильно ошибетесь – ничего страшного,
  4. это так нудно, в конце концов…

Для того, что бы набраться опыта и вприкидку определить размер ящика (вприкидку – мой любимый способ расчета) советую полистать журналы «Стерео» (или «Stereo»?), «Радио», «Hi-Fi», «Мурзилка». Из них вы почерпнете, как должна выглядеть колонка, приблизительно какого размера должен быть ящик по отношению к мощности и размеру динамика (берите в расчет только лопух), какие оригинальные акустические решения сегодня актуальны, а так же уже готовые акустические оформления, применительно к различным типам динамиков. И нечего заморачиваться на точности расчета. А приблизительный расчет я вам подарю.

Основные характеристики, требуемые от колонки:

  1. Качество звучания (или равномерность АЧХ) – верность отображения сигнала, т.е. разница между полученным электрическим сигналом и отданной звуковой волной. Очень важный параметр. В колонках он хромает сильнее всего, поскольку на них влияет больше всего факторов окружающей среды, чем на остальную аппаратуру, и еще качество (точность) изготовления деталей сильно хромает (по сравнению с той же электроникой: два одинаковых транзистора вы найдете легко, а вот два одинаковых динамика… вообщем нелегко).
  2. КПД – коэффициент полезного действия. Поскольку в колонках происходит преобразование энергии (электрической в звуковую), то этот параметр всегда низкий. Вопрос в том, насколько он низкий. Мы попытаемся его немного поднять.
  3. Приятность (мягкость) звучания. Чисто субъективный параметр, измеряется в кайфах, ништякая и ничовах. Параметр этот тоже не мало важен, поскольку слушать колонку будет не робот, а Вы. Колонка, она же естественно вносит искажения, но искажения эти либо будут облагораживать звук, либо его похабить.
  4. Внешний вид. Чем круче выглядит колонка, тем приятнее ее слушать.

Ну, вот теперь можно, пожалуй, и начинать пилить, строгать и сверлить, а для этого я дам вам несколько полезных советов:

Полезные советы по производству колонок звуковых штучных

1 Семь раз отмерь, один раз отрежь.

2 Колонка должна быть прочной. Для этого вместо шурупов лучше использовать евровинты (или еврофинты) – у них жесткое тело, поэтому надо просверлить предварительно дырочку (сквозную побольше в доске, которую прикрепляют, и глухую потоньше – в доске к которой прикрепляют). В углах, образуемых стенками, лучше приклеить (на ПВА) ребра (см. рисунок 0) из рейки или толстого штапика.
Рисунок 0.

3 Ящик колонки должен быть герметичным (воздухонепроницаемым). Если вы криво отпилили, то в щели можно напихать лен (паклю) смоченную клеем (ну вы знаете каким). Все стыки густо проклеивайте. В случае, когда вам нужна открывающаяся задняя стенка, то приклейте уплотнитель (оконный, продается в любом хозмаге).

4 Колонка должна быть красивой. Для этого советую пилить ДСП лаковой поверхностью вверх, так лак будет меньше крошиться. Если у вас не лаковая поверхность, то после сборки отшпаклюйте поверхность автомобильной шпаклевкой и выведите наждачной шкуркой (лучше тоже купить в автомагазине – на бумажной основе). После сборки, шпаклевки, затирки и т.д. лучший вариант поклеить самоклейкой. Для этого тщательно протрите поверхность от пыли и крошек и клейте.

5 Если вы решили делать закрытый ящик, то заполните ватой или синтепоном всю полость колонки (следите за тем, чтобы поглощающий материал не касался сзади диффузора динамика). Если у вас фазоинвертор (кстати советую его), то заполните всю полость, потом в материале проройте канал от динамика до трубы фазоинвертора. Не набивайте материал, кладите его распушоным.

6 Среднечок лучше закрыть крышкой сзади (например, от масла «Рама»), наполненную звукопоглощающим материалом. Подключать такой динамик следует наоборот (противофазно с лопухом).

7 Трубу фазоинвертора тоже можно не рассчитывать, а подобрать опытным путем. Если у вас динамик диаметром более 10 см, то вполне подойдет пластиковая канализационная труба диаметром 50 мм. Для вычисления длины склейте две бумажные трубки таким же диаметром, как и будущий фазоинвертор, и поместите одну трубку в другую. Соберите колонку и на место фазоинвертора установите эти бумажные трубки. Включив колонку на средней громкости двигайте внутреннюю трубку и, удлиняя или укорачивая фазоинвертор, подберите момент, когда воздух из фазоинвертора будет идти наиболее сильно (рис. 1). Главное правило – это чтобы расстояние от задней стенки ящика до края трубы было больше диаметра этой трубы. Теперь отрежем по получившейся длине пластиковую трубу и установим на место. Все! Аплодисментов не надо. Цветы и поклонниц в машину.
Рисунок 1

8 В качестве пищалок прекрасно подойдут широкополосные динамики (на них написано «4ГДШ», «12ГДШ» или т.п.) диаметром от 10 см и больше (лучше больше) и мощностью 4-15 Вт. У таких динамиков гораздо больше диаграмма направленности, т.е. они шире играют. Подключать такие динамики следует через фильтр (кондер на 1 мкФ и 160 В) и в колонке необходимо как-то глухо закрыть их заднюю часть, а лучше сделать для них отдельные корпуса (открытый ящик – без задней стенки) и повесить их к потолку. Звук-вокруг обеспечен.

9 В качестве лопуха лучше использовать несколько маленьких динамиков (2, 4 или 8 штук). Динамики должны быть широкополосные или низкочастотные (ГДШ или ГДН). Суммарная их мощность и будет мощность эквивалентного лопуха (вообще мощность колонки – это сумма мощностей всех ее динамиков). Подключать динамики следует так, чтобы получить нужное сопротивление. Если подключить два динамика последовательно (т.е. друг за другом), то их сопротивление сложится, а если параллельно (друг рядом с другом) – разделится пополам (см. рис. 2)

Рисунок 2 Такой составной лопух имеет на порядок выше характеристики, чем одиночный большой динамик.

10 Самые большие требования необходимо предъявлять к среднечку, так как именно он несет больше всего информации при воспроизведении звуковой фонограммы. Сюда желательно прилепить динамик получше, фильтр достаточно 1-ого порядка (один кондер на 25 мкФ и 160 В).

11 Старайтесь избегать использование динамиков для автоакустики, так как у них специфическая АЧХ (характеристика такая) и из-за жесткости подвеса довольно неприятный бас. Однако это дело вкуса.

12 Замечательные ящики для сабов (в т.ч. и в тачку) приведены на рис. 3. Для них и фильтров не требуется и динамики можно всякие (кроме пищалок).

Теперь пару способов значительного увеличения КПД колонок (вне конкурса).
Про первый способ написано довольно много литературы – это встречное расположение головок или сдвоенные головки. Увеличение КПД связано с изменением формы диффузора получившейся головки. Эффект – 35-ваттная колонка играет как 90-ваттная. На рис. 4 приведены наиболее популярные приемы применения сдвоенных головок.

Рисунок 4 Такие динамики используются только как лопухи (на СЧ и ВЧ возникают искажения из-за эха между диффузорами). Динамики включаются противофазно (т.е. у одного из динамиков перепутываются + и -), включать их можно как последовательно (8 Ом), так и параллельно (2 Ома). Фильтр низкой частоты в виде катушки обязателен.

И, наконец, лидер отборочного тура. Господин В.Н. Новсов из г. Москвы в журнале «Радио» №1 за 2003 г. (статья «Акустическое короткое замыкание в громкоговорителе и его преодоление») и №12 за 2003 г. (статья «Конструирование громкоговорителя с ортогональными потоками излучения») приводит конструкцию колонки «ORTHO». Это не акустика, а целая болистика. КПД задран выше некуда. Кратко, суть здесь в использовании обоих потоков динамика. Причем, увеличивается КПД на всех частотах. В качестве материала стенок можно использовать и фанеру. Звукопоглощающий материал можно вообще не использовать (советую немного проложить углы ящика). Привожу ссылку на вариант расчета корпуса колонки “ORTHO”.

Ссылка на основную публикацию