Супергаджеты. Самодельные акустические колонки своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Большие самодельные акустические колонки на 1000 Вт

Сейчас мы покажем как создать действительно хорошие сценические колонки с высокой мощностью и эффективностью за относительно небольшие деньги в домашних условиях. Часто бывают ситуации, когда кто-то покупает громкоговорители с отличными параметрами, и, несмотря ни на что, эффект в итоге посредственный. А дело в том что конструкция, основанная на нормальных технических разработках и тщательных измерениях, плюс достойное качество изготовления крайне необходимы для формирования профессионального звука.

Это усилитель на 1 кВт, под который и будет создаваться акустическая система.

Технические данные колонок

  • Система: 2-1 с 2-х полосным рефлектором низких частот
  • Номинальная мощность непрерывная — 600 Вт RMS
  • Мощность пиковая — 1200 Вт
  • Эффективность (1 Вт на 1 м) — 102 дБ
  • Максимум SPL — 129 дБ
  • Частотная характеристика (-3 дБ) 62 Гц — 20 кГц
  • Номинальное сопротивление — 4 Ом
  • Настройка BR — 55 Гц (измерение)
  • Материал — 12 мм фанера из твердой древесины
  • Отделка — лак структурный
  • Вес колонок: 27 кг
  • Внешние размеры (ВхШхГ) — 102 x 40 x 43 см
  • Туннели BR — две трубы из ПВХ диаметром 110 мм, длиной 70 мм.
  • Полезный объем АС — 97 л.
  • НЧ-динамики — 2 твитера Celestion TF 1225
  • Твитер — STX D800ti MRH-83
  • Полоса пропускания — пассивный кроссовер 18/12 дБ с импульсным стабилизатором.

Корпус был спроектирован по 3D-технологии, которая позволяет прогнозировать все сложные физические отношения элементов друг с другом, проще говоря, вы можете почти почувствовать законченный проект, пока он еще не существует, спланировать каждую мелочь и не будет ошибок, что что-то не подойдет. Ещё на этапе проектирования можно получить высочайшую точность.

Сборка колонок

Чтобы правильно обрезать элементы, необходимо соблюдать несколько правил: все время используем только одну линейку и рисуем линии черной ручкой, а не карандашом (у неё линия тоньше, лучше видна и полностью одинаковая ширина — карандаш стирается).

Вырезаемые элементы, в которых есть прорези под углом, и в трапециевидной колонке, некоторые из них необходимо выполнить на пиле с наклонным лезвием. Если у вас нет такой пилы, рекомендуем обратиться в столярку — будет красиво и точно вырезано.

Обрезка канавки для решетки: выберите фрезу с соответствующим диаметром и установите желаемую глубину фрезерования на фрезерном станке. Затем вкрутить «направляющие» в соответствующую линию для фрезерного станка, это важно и довольно сложно, потому что направляющая должна быть привинчена параллельно на идеальном расстоянии. Лучше всего определить это так:

  1. Прикрутите направляющие двумя винтами (прямая полоска, например из фанеры) к куску фанеры и проведите линии вдоль направляющей на поверхности ручкой (проведем линию, где она прилипает к доске).
  2. Фрезеруем канавку и скользим вдоль направляющей, плотно прижимая фрезерный станок к ней.
  3. Открутите направляющие и измерьте расстояние от края паза до ранее проведенной линии.
  4. У нас есть линия нарисованная на элементе, где должна быть канавка, и мы знаем расстояние направляющей от края канавки, поэтому измеряем и рисуем линии.
  5. Прикрутите направляющие вдоль нарисованной линии.
  6. Теперь фрезеровать паз в элементе, сдвинув фрезерный станок вдоль направляющей
  7. Проверьте, всё должно быть идеально, потому что решетка должна быть точно ровной.

Вырезаем подставки для решетки, все 3 очень важны, поэтому должны их скопировать.

  • Рисуем очень точный узор дуги
  • Точно вырезать рисунок и заполировать наждачной бумагой.
  • Нарисовать копии с рисунка, по 3 на АС, и пометить стороной вверх.
  • Используйте лобзик, чтобы вырезать копии с небольшим запасом
  • Для копирования ровно привинтите рисунок и обрежьте избыток фрезером с подходящим ножом, и получим готовую копию, каждая копия будет идентичной.

Отверстия, которые нужно вырезать на лицевой панели, нарисованы, поэтому в центре круга (в котором будет динамик) вставьте иглу, отметьте отверстие гвоздем (для сверла) и просверлите отверстие, в которое вставляем ось фрезы фрезерного станка.

Лучше всего использовать тонкий резак диаметром до 5 мм (самый простой способ). Прямоугольные отверстия легче всего вырезать с помощью лобзика.

Круглые отверстия, слишком маленькие для фрезерного станка (например под BR — бассрефлектор), также делаем с помощью лобзика и предпочтительно с помощью кольцевой пилы для сверла нужного диаметра.

Собираем все вместе, делаем это точно с помощью клея и шурупов (фанерные шурупы 12 мм «3,5 x 35» каждые по 10–15 см.

Помните, что элемент, который прикручивается к другому, должен иметь отверстия для шурупов (сверло 3-4 мм), головка винта должна быть спрятана под поверхностью на около 4 мм, особенно по краям колонки, которые будут закруглены, поэтому следует дополнительно сверлить фаску с помощью сверла 6 мм с ограничителем глубины сверления, установленным на 4 мм.

Накладываем много клея по всей длине. Выдавленный избыток быстро вытирается влажной тряпкой. Устанавливаем подпорки крепления.

Когда соберем всё, монтируем динамики и ищем центр тяжести, там будут ручки на такой высоте, чтоб при переносе колонки было удобно.

Затем откручиваем громкоговорители и занимаемся чистовой обработкой под лак. Края (стыки панелей) фрезеруются тем же резцом, который использовался для копирования. Надо выровнять соединения плит, теперь начинаем скруглять края с помощью соответствующего закругляющего инструмента, который использовался с радиусом R = 10 мм.

Наилучший эффект достигается шлифовкой с помощью орбитальной шлифовальной машины (равной столу и гладкой поверхности) с помощью лака.

Качество подготовки поверхности имеет большое значение.

Схема кроссоверов АС

Кроссоверы сделаны на основе измерений, вот схема.

Собираем все вместе — вставляем звукоизоляцию, кроссоверы, кабели и т. д. Надеваем прокладки для громкоговорителей, ручек и входа кабеля. Устанавливаем динамики (тут на шестигранные винты с гайками).

Туннели BR (бассрефлектора) из трубы ПВХ, у них закругляют выходы, чтобы они не гудели проветрите, затем покрасьте в черный цвет баллончиком, затем вдавите в паз решетку черного цвета (желательно с порошковым покрытием), приклейте полоски черного войлока на опоры решетки, чтобы они не гудели и на этом сборка окончена.

В результате динамики звучат очень хорошо. Прошла боевая проверка на свадьбе, и все очень их хвалили за звук и возможности, никто даже не верил что эти АС не магазинные!

Самодельные акустические колонки для компьютера своими руками

Я захотел собрать себе последние в жизни колонки. Собрать и успокоиться. И я поставил перед собой главную цель — не накосячить, не экспериментировать, поэтому я использовал только надежные, проверенные решения, не стараясь перепрыгнуть через голову.

То что получилось перед вами на фото:

Динамики

Больше всего влияют на звук не провода, и не усилитель как считают аудиофилы. Это конечно динамики. И я начал сборку колонок с поиска «самых лучших» динамиков. ИМХО. Я долго выбирал, слушал и остановился на широкополосных динамиках Visaton B200.

Этот единственный динамик отыгрывает весь диапазон от 57 до 18000 Гц. (От 40 Гц с фильтром). То есть он работает за троих. И это хорошо, потому что мне не надо будет думать о кроссовере и согласовании динамиков. Меньше возможностей накосячить. Этот динамик обладает в

10 раз большей чувствительностью, чем советские колонки S90. То есть, ему достаточно 3 Вт мощности, что бы орать как советской колонке S90 при 30 Ваттах. По поводу звучания я вас грузить не буду, ибо это все субъективно, но я ссал кипятком.

Не бывает везде всё хорошо. Выигрывая в одном, мы проигрываем в другом. Пара таких динамиков требует 150 литровый ящик для полноценной работы. Это объем ванны.

Звуковуха

Начитавшись разных форумов о вреде интегрированных звуковых плат, я купил новую звуковую плату. Это была Creative X-Fi Extreme Audio, на большее было жалко денег. Пришел домой, включил её, удивился и расстроился. Звук похрипывал и в общем был хуже чем от встроенной звуковухи. Через день я разобрался, что все функции «улучшения» звука, которые есть в настройках звуковой платы, только ломают звук. Отключать сразу. Тестирование программой RMAA так же не показало существенного превосходства этой звуковой платы над встроенной.

Вы бы знали сколько у меня было восторга, когда я познакомился с программой RMAA. Я начал измерять этой программой всё что можно и нельзя измерять. Например, искажения вносимые в звук китайским силовым трансформатором. Или искажения вносимые в звук электробритвой.

И очередной раз, проверяя какую то ерунду, я сжег звуковую плату. Потом я купил дорогую звуковую плату ESI Juli@, но заметного эффекта от неё так же не было.

Вывод: Встроенные звуковухи бывают хорошими.

Электроника

В качестве усилителя я выбрал микросхему LM3886. Это самый беспроблемный способ получить Hi-Fi качество на коленке. Микросхему и сам усилитель я проверял программой RMAA. Эта микросхема на порядок лучше, чем требует стандарт Hi-Fi. Её искажения в 100 раз меньше, чем может услышать моё ухо.

Некоторые будут возмущаться, что хороших усилителей дешевле 10.000$ не существует! Но вы говорите об устройстве с сотней функций и блоков. Я же говорю о единственном блоке, который просто увеличивает силу тока в 100 раз.

Некоторые фанаты на основе этой микросхемы создают усилители с 0.0002% искажений.

Первую версию усилителя я собрал на монтажной плате. Это позволило постоянно улучшать усилитель (заменяя детали, изменяя схему, разводку и измеряя все в RMAA). Потом я изготовил обычную печатную плату (ЛУТ), но качество усилителя от этого не изменилось, проверено RMAA.

Вывод: Монтажные платы — это неплохо.

В качестве радиатора я использовал кулер от процессора (без вентилятора). Усилитель будет работать на мощности не более 5 Вт. На большей мощности динамик начинает хрипеть, а ушам становится больно. Но даже если бы усилитель перегрелся, то не сломался бы. Встроенная в усилитель схема защиты от перегрева просто бы выключила его. Но такого ни разу не произошло.

Cхема, печатная плата. Извиняюсь, лучшего качества не сохранилось.

Сборка

В качестве материала корпуса я выбрал ДСП 16 мм. МДФ стоил в 4 раза дороже, а толку нет. Можно было взять более толстый ДСП, но тогда бы колонка стала неподъемной. Продавец ДСП распилил этот лист на части нужного размера. И это отлично, потому что у меня проблемы с кривизной рук, ну не получается выпилить ровный ящик.

Колонку я решил сделать вытянутой, что бы разместить динамики на уровне ушей. Для повышения жесткости корпуса, в колонке установлены распорки. Детали склеены клеем «Жидкие гвозди» и стянуты саморезами.

Динамик я не стал закрывать решеткой или тканью. Решетка смотрится как то по китайски. А ткань портит звук.

Получился вот такой ящик. Мое правило — не накосячить! Поэтому я выбрал максимально простой дизайн корпуса, но не параллелепипед. Параллелепипед — это скучно.

Дальше, колонку надо было покрасить или обклеить пленкой. Я выбрал пленку, так как у меня большой опыт обклеивания и получается идеально. Вытаскиваю из одноразовой бритвы тонкое лезвие, что бы подрезать края. Беру тряпку, линейку, утюг и клею.

Но перед оклейкой или покраской, все щели, дырки от саморезов и необработанные края плит покрываем слоем шпатлевки.

На клей к стенкам корпуса приклеиваем синтепон. Вместо синтепона можно было взять фирменный, предназначенный специально для колонок, демпфирующий материал. Но опять же тест RMMA говорит, что разницы нет, а мне было лень заказывать 70 литров материала.

Почему в колонке нет фазоинвертора? Потому что этот динамик разработан для закрытого ящика набитого демпфирующим материалом.

Колонки полностью независимы. В каждой колонке установлен собственный усилитель и собственный блок питания.

Я использовал разъем «Джек 6,25 мм» для подключения звука, в надежде, что он будет надежнее других разъемов. Но оказалось, что маленький-большой, ломается всё. Но зато, в такой разъем можно подключить электрогитару без переходников.

А вот идея использовать разъемы питания, как в компьютере, очень удачная. Когда к вам домой тащат всякие мониторы, компьютеры, проекторы, принтеры, всегда свободный 5 метровый провод питания — вещь незаменимая в хозяйстве!

Затраты

Две недели работы по вечерам.

  • Шпатлевка — 100 руб
  • Герметик — 100 руб
  • Клей — 200 руб
  • Силовой провод — 200 руб
  • Пленка — 300 руб
  • 2 радиатора — 2×200 руб
  • Сентипон — 400 руб
  • Серебристая пленка — 500 руб
  • Остальные детали — 1000 руб
  • ДСП с распилом — 1000 руб
  • Трансформаторы — 2×800 руб
  • Динамики — 15000 руб

Итого 20.000 руб

P.S. Сначала я думал сабвуфером низов добавить, получится что то типа 2-х полосной системы. Но мне одних колонок оказалось достаточно. Низы не громкие, но очень красивые.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Самодельные акустические колонки своими руками

Давно хотел сделать себе «музыку», чтоб цепляло…

Сначала занимался электроникой. Динамики заказал. А вот фильтры пришлось делать самому. Т. к. я не радиоинженер, ставку делал на точное соблюдение схемы (обычно знающие люди кросс потом подстраивают, но тут нужно знать «Как?» — я не знаю… ).

Читайте также:  Супергаджет. Станок для вышивки своими руками

Посему конденсаторы сборные (если написано на заводе 10 мФ — это еще ничего не значит!), резисторы сборные. Катушки мотал сам (как выяснилось у них номиналы не типовые).

Потом делал сами корпуса. Сделал корпус двойной. Внутренняя часть из МДФ 20 мм (у итальянцев больше ничего не планировалось), внешняя из дуба 20 мм (сам добавил, для красоты-надежности). Кроме того добавил сзади колонки нишу под кросс, т. к. он получался достаточно объемный.

Процесс виден на фото:

Следующий этап — сборка кроссов:

и установка динамиков:

В результате имеем:

Рядом видна самоделка на КИНАПах. Она больше, но звучит хуже!

Вообще, послушав Чайру, понял что КИНАП — в сад! Также как и JBL E-50.

Звук очень ровный и прозрачный, я даже не знал, что на моих CD есть такие звуки!

Все кто слушал мои восторги разделяют.

Фальш-камин своими руками (фото, мастер-класс)

Подсвечник из жестяной банки своими руками (Мастер-класс, фото)

Информационно-развлекательный интернет журнал

Лабуда – это агрегатор всех значимых событий и актуальной информации. Если вы хотите быть в курсе последних новостей, которые далеко не всегда можно отыскать на страницах популярных новостников, найти нужную вам информацию или просто отдохнуть, то Лабуда — это ресурс для вас.

Копирование материалов

Использование любых материалов, размещенных на сайте Labuda.blog, разрешается только при указании прямой индексируемой ссылки (гиперссылки) на копируемую страницу сайта Labuda.blog. Ссылка обязательна вне зависимости от полного либо частичного использования материалов. Некоторые авторы могут запрещать копирование своих материалов предупреждением в конце статьи.

ВНИМАНИЕ! Мы не разрешаем, сторонним ресурсам, встраивать ссылки на файлы-изображения размещенные на нашем хостинге. Все изображения защищены от хотлинка. Обычное копирование с сохранением изображений на сторонние ресурсы разрешается!

Правовая информация

Уважаемые авторы, помните, размещаемые вами публикации, не должны нарушать законодательство Российской Федерации и авторские права сторонних ресурсов.

*Экстремистские и террористические организации, запрещенные в Российской Федерации и Республиках Новороссии: «Правый сектор», «Украинская повстанческая армия» (УПА), «ИГИЛ», «Джабхат Фатх аш-Шам» (бывшая «Джабхат ан-Нусра», «Джебхат ан-Нусра»), Национал-Большевистская партия (НБП), «Аль-Каида», «УНА-УНСО», «Талибан», «Меджлис крымско-татарского народа», «Свидетели Иеговы», «Мизантропик Дивижн», «Братство» Корчинского, «Артподготовка», «Тризуб им. Степана Бандеры​​», «НСО», «Славянский союз», «Формат-18», «Хизб ут-Тахрир».

Самодельная акустика — мой долгострой. Серия 1.

Я человек одновременно увлекающийся, рассеянный и ленивый. Поэтому моя история про самодельную акустику (равно как и про любо йдругой DIY проект)- это длинный, вялотекущий сериал, наполненный случайностями и ошибками.. Заинтригованы? 🙂

Несколько лет назад, когда я начал интересоваться этой темой , я решил, что начинать эксперименты нужно на основе чего-нибудь дешевого. Звучит сомнительно, понимаю. Для своего проекта я выбрал самый популярный тип АС: 2-полосная система полочного типа. Такие акустические системы являются золотой серединой для среднестатистического аудиофила, живущего в обычной квартире. После продолжительных поисков компонентов была куплена пара мидбасовых динамических головок производства новосибирского завода НОЭМА: динамики 35ГДН-62–8 — дешево и сердито.

С этими динамиками я немного поигрался, провел несколько домашних тестов и благоплучно убрал их на хранение в коробку. Вернулся к самоделке я через несколько лет и не придумал ничего лучше, чем купить ВЧ головки на Алиэкспресс.. Да, я предупреждал, что мои истории наполнены неожиданностями и ошибками! Пищалки стоили недорого, при этом относились к гордой категории ленточных.

Однако когда они приехали из китая, качество их исполнения наводило на мысли, что никуда они не годятся — хлипкий пластик, маленькие магниты и т.д. Измерения показали очень неровную АЧХ, с полого возрастающей характеристикой. Эти излучатели годятся максимум на роль супер-пищалок:

Неопытный аудиофил, возможно, подумает, что супер-пищалка — это такая более лучшая пищалка (супер же). На самом деле супер-твиттер — это дополнительный ВЧ излучатель, удел которого — работа в самой верхней части звукового спетра. Он обычно как бы дополняет основной ВЧ или ШП динамик, добавлет воздуха…

В общем, было решено оставить их в проекте и использовать как раз в роли супер-пищалок — не пропадать же добру! Для воспроизведения основного ВЧ диапазона были выбраны также довольно странные динамики — Visaton TW 70/8.

Это недорогие бумажные излучатели, которые чаще всего покупают для замены сгоревших пищалок в старой акустике. Если честно, я уже и не помню, почему выбрал именно их.. Вот так вот.

В защиту китайских ленточных пищалок все-таки стоит отметить их разрешение, которое я оценивал по графикам кумулятивного затухания спектра. Приведенные ниже картинки лучше тысячи слов.

В общем, имея на руках такой странный набор излучателей я решил строить свою самоделку.

Объем корпуса АС был рассчитан на основе рекомендаций производителя мидбасового динамика (да, ребята из Ноэмы оказались довольно отзывчивыми и проконсультировали меня по почте по рекомендуемому акустическому оформлению) а также при помощи программного обеспечения BassBox Pro.

“оформление — фазоинвертор, объем 25л (+ заполнение объема жестким синтепоном), Fфи 45Гц. Более ровная передаточная характеристика получается по рекомендациям из паспорта к ДГ, но снижается давление на НЧ и увеличивается ГВЗ.”

ГВЗ — это групповое время задержки. Очень важная штука в мире звука.

В паспорте объем оформления рекомендуется целых 30 литров, но для меня и 25 литров оказались неприятным сюрпризом, поэтому решил следовать логике наименьшего зла.

Корпус довольно быстро был спроектирован в бесплатном Google Sketchup:

Признаться честно, расположение посадочных отверстий под динамики выбрано практически рандомно и никаких исследований на предмет взаимодействия излучателей с передней панелью корпуса я не делал. Кроме этого, я допустил довольно серьезную ошибку в выборе размеров корпуса, точнее, пропорции между шириной, высотой и глубиной. Дело в том, что корпус АС — это не только объем, необходимый для изоляции задней части диффузора излучателя от полупространства, в которое работает передняя часть (иначе произойдет акустическое короткое замыкание и баса просто не будет), но и система, в которой во время излучения звука образуются стоячие волны, очень портящие этот самый звук: из-за этих волн и резонансов, на АЧХ акустической системы появляютя довольно неприятные неровности на частотах, соответствующих линейным размерам каждого из измерений корпуса. Если посмотреть на АЧХ мидвуфера, приведенное выше, то их можно увидеть в интервале от 500 Гц до 1 КГц (далее идут неровности, связанные уже непосредственно с особенностями самого динамика) — данная АЧХ снималась в закрытом корпусе объемом 20 литров. Когда проектировал корпус, я об этом просто не знал.. Поэтому высота и глубина корпуса получились практически одинаковыми. А если делать “как надо”, то нужно соблюдать определенную пропорцию между измерениями. Я, если честно, ее не помню, но смысл в том, чтобы так распределить длины сторон корпус (а соответственно и частоты образования стоячих волн), чтобы минимизировать неравномерность частотной характеристики, вносимую стоячими волнами, путем правильной интерференции их между собой. Какими были последствия такой неосмотрительности и как я с ними боролся, напишу позже. А пока покажу корпус АС, в том виде, который есть сейчас

Детали корпуса вырезались на станке ЧПУ из 18мм панелей МДФ. Подрядчика со станком нашел на YouDo, им оказался интересный в общении мужик, который взял за работу немного денег. Корпуса получились пугающе тяжелыми и большими. Но, как говорится. фарш невозможно провернуть назад…

После склейки одного из корпусов и примерки динамиков я опять взял большую паузу. Жизнь постоянно наполнена множеством взаимоисключающих вещей. У меня выросла семья, появилось больше работы и меньше свободного времени. Мои колонки пылились на балконе. Иногда по возможности я делал некоторые измерения динамиков. Весьма несистемные, стоит отметить..

Сравнительно недавно я достал корпус и продолжил с ним работу

Измерения начал с низкочастотного динамика, так как остальные будут приводиться к нему. Зачастую в многополосных системах приходится приводить чувствительность динамиков к одному значению и, как правило , всегда приводят именно к НЧ. На это есть несколько веских причин: получить высокую чувствительность на НЧ сложнее, чем на ВЧ; если даже есть возможность понизить чувстивтельность НЧ, то это обойдется болшой ковью, так как на НЧ живет основная энергия звукового сигнала. Поэтому единственное что было сделано до работы с басовиком — сняты АЧХ всех динамиков и проконтролирован уровень чувствительности. Далее началась возня с НЧ..

Как я упоминал выше, в корпусе АС всегда образуются паразитные стоячие волны, которые в моем случае были абсолютно проигнорированы на этапе проектирования АС. Поэтому пришлось вести борьбу с ними уже по факту их ощутимого присутствия. Я не стал оригинальничать и пошел по пути подбора внутреннего наполнения и демпфирования корпуса. Дело в том, что в зависимости от материала демпфирования, внутренние резонансы и стоячие волны могут быть в той или иной степени компенсированы или хотя бы уменьшены. Так как я ленивый и спонтанный, я не стал далеко ходить в поисках материалов и использовал то, что есть : синтепон и куски обычного туристического коврика-пенки. Наверное, это выглядит комично, но тем не менее, такой наполнитель дал свои результаты. Синтепон я нарезал и сшил в толстые многослойные маты.

Ниже приведу АЧХ НЧ-динамика в корпусе с разным наполнением, снятую в ближнем поле (10 см от диффузора). Обратите внимание на интервал от 400 до 1000 Гц.

Как видите, таким нехитрым способом можно добиться весьма ощутимых результатов. На этом борьбу со стоячими волнами корпуса я решил закончить. И перешел к расчету фиьтров.

Честно признаться, ни времени, ни желания на углубленное изучение теории построения АС в целом и разделительных фильтров в частности у меня нет. Все что я знаю — это некоторые обрывки информации по тем или иным вещам разной степени важности. Распространенная ситуация в мире увлечений, как мне кажется.

Для полноценного проектирования фильтра АС с получением более или менее прогнозируемого результата необходимо делать довольно точные измерения фазово-частотной характеристики излучателей как в ближнем так и дальнем поле. Точнее, измерения должны быть правильными. Точность измерений в совеменное время — не проблема. Дело в том, что обычно измерения происходят в условиях квартиры и в этом смысле ближнее поле просто необходимо — оно позволяет получить хоть какое-то представление о нижней части спектра сигнала, благодаря сравнительно низкой амплитуде переотраженных и стоячих (комнатных мод) волн в точке измерения.

В общем-то проблема корректных измерений АЧХ и ФЧХ акустики в широком диапазоне частот — глобальная и давняя штука. В золотое время hi-fi крупные корпорации производители имели собственные безэховые камеры — единственный способ получить достоверные измерения в широком диапазоне. Для обычного же самодельщика доступны лишь такие вот измерения в дальнем и ближнем поле (с разной длинной анализа импульсной характеристикой).

Дальнее поле используется для измерения СЧ и ВЧ диапазона так как именно в дальнем поле мы слушаем нашу АС. Именно в дальнем поле еще на этапе измерений можно получить представление о звуковом поле с учетом взаимодействия излучателей между собой (точнее с учетом интерференции сигналов от разных излучателей в точке прослушивания) и с лицевой панелью корпуса АС. Иногда у людей получается также в дальнем поле записать baffle-step эффект, но в моем случае этого не получилось — морда у колонки слишком широкая, в следствие чего частота, на которой излучение переходит из полупространства в пространство, слишкорм низкая и не измерима в условиях моей комнаты. Но так как любой уважающий себя колонкостроитель этот самый baffle-step компенсирует, мне пришлось его моделировать программно.

Прежде чем приступить к анализу АЧХ динамиков и расчетам фильтров АС, я получил комбинированную АЧХ мибдаса: правая часть Спектра (правее 800 Гц) снята в дальнем поле 1 м, левая часть снята в ближнем поле с последующим программным добавлением модели baffle-step и сшивкой с правой частью.

Активная компьютерная колонка своими руками

Колонка – это акустическая система весьма скромных размеров, имеющая в себе один или несколько громкоговорителей со встроенным усилителем. Звуковые колонки используются для увеличения громкости звука, а звук увеличивается с помощью динамиков. Динамики состоят из двух магнитов: обычно это керамический постоянный магнит и электрический магнит, работу которого контролирует звуковой аудиоусилитель. Благодаря этим магнитам при их взаимодействии образуется звук. Колонки делятся еще на две категории: пассивные – то есть, в которых не встроен аудиоусилитель, например, наушники; и активные – соответственно колонки, которые имеют свой встроенный аудиоусилитель. Система активных колонок имеет собственное питание. В данной статье вы увидите, как изготовить самодельную активную акустическую систему своими руками. Эту колонку можно подключать и к компьютеру, и к телефону, и в плееру и так далее. Для изготовления данной самоделки мне понадобились:

Читайте также:  Как сделать крутую сушилку для обуви своими руками

Материалы:
1) Два динамика мощностью 3 ватт каждый (они будут служить в качестве источника звука);
2) Трех с половиной миллиметровый штекер для подключения акустической колонки к разным устройствам;
3) Цифровой аудиоусилитель PAM 8403 (усилитель будет принимать звуковые сигналы с какого-нибудь устройства и передавать их к колонкам усиливая эти сигналы);
4) Переключатель для выключения питания колонки;
5) Провода для соединения контактов;
6) Изолирующая лента для изоляции проводов и прочих нужд;
7) USB штекер для подключения к питанию;
8) Термоусадочные трубки для изоляции оголенных контактов;
9) Фанера (из фанеры будет изготовлен корпус, так как это самый доступный материал);
10) Саморезы для сборки корпуса.

Инструменты:
1) Электрический паяльник для пайки проводов;
2) Клеевой пистолет и термоклей для склеивания некоторых деталей и для изоляции контактов;
3) Канцелярский нож для чистки проводов от изоляции и для прочих нужд;
4) Зажигалка для термоусадочных трубочек;
5) Ножовка для пиления фанеры;
6) Лобзик для пиления круглых и прочих отверстий на фанере;
7) Электрическая дрель для сверления отверстий;
8) Отвертка для закручивания саморезов;
9) Линейка и карандаш для черчения пометок на фанере для корпуса колонки;
10) Наждачная бумага для шлифовки корпуса;
11) Кусачки для резки проводков и лишних контактов;
12) Циркуль для черчения окружностей.

Процесс изготовления самодельной активной колонки.

Подготовим два трех ватных громкоговорителя, 3.5-миллиметровый разъем и аудиоусилитель PAM 8403 и соединяем их контакты с помощью соединительных проводов.

Характеристики динамиков записаны с обратной их стороны, а именно вот они:

Разъем на 3.5 миллиметров имеет три контакта: левый канал, правый канал и общий. Бывают еще четырех контактные штекеры: левый и правый каналы, общий и микрофон; но в этой колонке нету микрофона да и зачем, поэтому можно не использовать четырех контактный штекер. Значения контактов штекера изображены на фотографии.

Аудиоусилитель будем использовать PAM 8403 , заказанный с АлиЭкспресс очень хорошего качества как говорилось ранее. Этот усилитель питается от напряжения пять вольт, поэтому будущую колонку можно будет подключать и к ноутбуку,и к заряднику телефона.


Так же будем использовать кнопку питания для выключения колонки.

Берем провода и зачищаем их кончики от изоляции с помощью канцелярского нажа для будущей пайки.



Припаиваем эти провода к аудио усилителю с помощью электрического паяльника, но при этом очень аккуратно, чтобы не испортить и не повредить усилитель.

В моем случае синий провод – это плюс, а коричневый провод – минус.

Лишние торчащие контакты отрезаем с помощью кусачек для того, чтобы выглядело аккуратней.

Далее припаянные провода усилителя припаиваем к двум динамикам, при этом соблюдая полярность и по усилителю левый и правый динамики.


Закрепляем провода между собой с помощью изолирующей ленты.

Должно получиться вот так, как показано на фотографии.

Теперь припаиваем провод питания к усилителю с USB штекером. Да, в конце статьи провод будет белого цвета, так как я его перепаял из-за недостаточной длины, так что особо не судите.

Зачищаем провода USB провода и один из проводков припаиваем с помощью электрического паяльника к переключателю питания колонки.



Далее провода кабеля продолжаем синим и коричневым проводом (ну это в моем случае).


Изолируем проводок с помощью термоусадки.

Теперь полученные два провода припаиваем к аудио усилителю обязательно соблюдая полярность: в моем случае коричневый – минус, синий – плюс.


Снова лишнее на плате откусываем кусачками.

Вот что у меня получилось:

Теперь к аудиоусилителю припаиваем провод с 3.5 миллиметровым штекером.

Провод должен иметь не менее трех контактов, но лучше ровно три.

Зачищаем провода и припаиваем их к 3.5 миллиметровому штекеру.


Теперь припаиваем провода к аудиоусилителю, но каждый проводок в свое место.

Теперь изолируем 3.5 миллиметровый штекер термоусадкой и термоклеем.




В общем у меня получилось вот так, как на фото.

Теперь начинается более сложный процесс, а именно заготовка корпуса.

На фанере чертив прямоугольник, при разделении которого на пополам получим два одинаковых квадрата, в каждую из которых по центру квадратов с помощью циркуля чертим окружности равного диаметра для будущих посадочных мест динамиков.

С помощью электрической дрели сверлим отверстие для продевания лобзика в это отверстие.

Выпиливаем прямоугольник с помощью ножовки.

С помощью ручного лобзика вырезаем окружности из прямоугольной детали корпуса колонки.



В полученные два отверстия легко вставляются трех ваттные динамики.

Далее изготавливаем две вот такие вот одинаковые детали формы трапеции.

И еще две прямоугольные детали одинаковых размеров.


Пока из всего полученного собираем корпус .





Теперь надо аудиоусилитель закрепить на передней части корпуса.

Для этого сверлим отверстие с помощью электрической дрели, надо чтобы в это отверстие свободно и надежно устанавливался усилитель.

С внутренней стороны детали около просверленного отверстия с помощью канцелярского ножа выковыриваем углубление для платы усилителя.

Вот так выглядит деталь с передней стороны.

Прикрепляем переднюю деталь к основной части корпуса с помощью саморезов.

Зашлифовываем корпус с помощью самодельной насадки для электрической дрели.



Закрепляем динамики в корпус будущей колонки с помощью саморезов. Так же закрепляем аудиоусилитель с помощью встроенной гайки.

Теперь с помощью лобзика выпиливаем посадочное место для выключателя.

Так же углубление для вывода проводов.

Изготовив прямоугольную заднюю крышку закрываем корпус.



Корпус акустической колонки готов, значит и сама колонка уже готова к работе и проверке.

Как определить скорость ветра и собрать статистику.

4. Преобразование энергии ветра в электричество.

4.2.1 Простой анемометр. Изготавливаем самостоятельно.

Характеристики (этого, конкретного, анемометра):

Скоростные.
Зона нечувствительности – до 0,3 м/с (1 км/ч).
Скорость страгивания – 0,4 м/с (1,5 км/ч).
Линейная зона (5%) – от 0,8 до 20,0 м/с ( 3-54 км/ч).
Механическая прочность – проверено до 40 м/с (150 км/ч).
Тахометрические (без дополнительного делителя).
Импульсов на оборот – 2,0 (имп./об.).
Импульсов на метр прошедшего воздуха – 1,32 (имп./м.).
Метров (прошедшего воздуха) на оборот – 1,52 (м/об.)
Электрические.
Тип выхода – открытый коллектор.
Нагрузочная способность – до 30V, 0,02А.
Форма тах. импульсов – меандр (50%+50%).

Я изготавливаю анемометры. Не так, что бы это было интересно, или по работе. Просто, ехать забирать очередной анемометр в Херсонскую область – мне, частенько, «не с руки». А при наличии вредителей, в виде алкашей, грибников и просто клептоманов, его там может уже и не быть. Проще сделать новый, тем более что его изготовление и калибровка не берет больше нескольких часов. Упрощенную, но тем не менее, отлично работающую конструкцию, Вы можете видеть на фото.

Нам потребуется вентилятор от компьютера, CD диск, пластиковая бутылка, термоклей и «Пособие по урокам ручного труда в младших классах» (на фото не показано).

Нам подходит любой вентилятор. Но значительно лучше, если он будет с шариковым подшипником. В этом случае анемометр будет работать без заеданий и практически вечно.

Трех проводные вентиляторы с тахометрическим датчиком – предпочтительны. Это позволяет без переделок использовать третий провод для измерения числа оборотов.

Разбираем компьютерный вентилятор, сняв разрезную шайбу, которая фиксирует ось ротора. Две деревянные зубочистки позволяют это сделать быстро и без проблем. После этого смотрим, какой подшипник стоит под осью вентилятора. Лучше, если там обнаружится шариковый подшипник.

Если, по каким то причинам, данный мотор нам не подходит, то смазываем подшипники и собираем. Если все нормально, и Вы не передумали, то изготавливаем головку анемометра, как на фото справа.

С откусыванием лопастей вентилятора обычными кусачками проблем не возникает. Остается зажать остатки ротора в электродрель и наждачной бумагой снять остатки лопастей. С блоком статора делаем то же самое, предварительно откусив 4-е перемычки.
Компакт диск (CD) режется обычными канцелярскими ножницами. Если пошли трещины (такое то же бывает), то на их концах сверлятся отверстия диаметром 1 – 2 мм.
Лопасти вырезаются из пластиковой бутылки. В них прорезаются прямоугольные прорези и лопасти одеваются на свои места. Приклеивать не надо.
Компакт диск с одетыми лопастями приклеивается к ротору с помощью термо клея. Пока клей горячий – диск центрируется. Должно получиться как на фото слева (ниже).
Горлышко бутылки приклеивается в основание нашего анемометра (справа). Но лучше это сделать потом, кода будет известен диаметр трубы, на которую этот анемометр будет установлен. Так же, нужно решить как Вы будете выводить провод, внутри или снаружи.

Дальнейшая доработка сводится к удалению металлического статора вместе с катушками. Статор сильно мешает на малых скоростях ветра. Вместо катушек, в схему, включаются два резистора. Это соблюдает «статус кво» для микросхемы и позволяет работать формирователю тахометрических импульсов.

Выход формирователя – выход транзистора с открытым коллектором. Схема ниже приведена для наглядности (до и после).

В таком варианте переделки тахометрический датчик сохраняет свою работоспособность в диапазоне напряжений от 4 до 15 Вольт.

Работа анемометра напрямую зависит от размеров крыльчатки. Чем больше размер, тем при меньшей скорости ветра ротор начинает вращаться. Ниже два ротора и то, из чего они сделаны (шариковые ручки только для приблизительного представления о размере). Первый начинает вращаться при еле заметном ветре (

Как и раньше, лопасти одеваются на свои места. Их можно приклеить термоклеем, но тогда необходимо делать балланс крыльчатки.

Скорость страгивания анемометра напрямую зависит от силы трения в подшипниках. Трение можно уменьшить если усадить пружину, которая сжимает центральные кольца подшипников. При этом должен появиться свободный осевой люфт 0,1 – 0,3 мм. Если этого не произошло, то пружина меняется на шайбу подходящей толщины.

Конечно шансы того, что в старом вентиляторе найдутся хорошо работающие подшипники – близки к нулю. Но это не так страшно. В худшем случае скорость страгивания крыльчатки анемометра поднимется до 2-3 м/с. (о силе ветра и ветровом давлении смотрим здесь ).

Предварительное испытание анемометра требует приблизительной информации о скорости (направлении) ветра. Можно воспользоваться промышленным чашечным анемометром (> 1 м/с), но это не спортивно.

Для малых скоростей ветра (0,1 – 1 м/с), обычное елочное украшение “дождик” справляестя с задачей лучше и нагляднее, чем любой промышленный анемометр. Для ленточки длинной 40 см. угол отклонения от вертикали 30 градусов соответсвует скорости ветра 0,4 м/с, 45″ – 0,6 м/с, 60″ – 0,9 м/с. После 1,2 м/с ленточка практически горизонтальна.

Именно такой индикатор скорости ветра на фотографиях ниже. Клик на правой фотографии открывает анимированный имедж, Ctrl.+ его увеличивает.

Хоть это и не очень хорошо видно на последнем фото, но один из анемометров уверенно вращается при скорости ветра

0,6 м/с (угол отклонения ленточки около 45″).

Открытым остается вопрос чем считать импульсы, которые выдает тахометрический датчик.

С этого момента придется немного повозиться с электроникой (на предмет счета количества импульсов). Если такого желания не возникает, то можно ограничиться более простой версией. При этом, вместо тахометрического датчика устанавливается обычный электродвигатель, а в качестве индикатора работает любой миллиамперметр (или микроамперметр).

Слева – анемометр, при скорости ветра 2 – 3 м/с. Справа – блок индикации. Пусть Вас не пугают разъемы и переключатели. Головка микроамперметра работает непосредственно на анемометр (через резистор 5 кОм). Остальное – мелкие полезности, такие как стробоскоп, вольтметр, освещение .

Меньшая точность такого анемометра, полностью компенсируется его простотой. Ссылка здесь или под фотографией.

И на микроконтроллере.

На микроконтроллере (любом из серии MSP430 от TI) эта задача решается просто и элегантно. Так выглядит анемометр, который отображает скорость ветра от 1 до 16 м/с.

Если Вас не пугает схема, и Вы готовы потратить 10$ на MSP430 Launchpad от Texas Instruments, с двумя микроконтроллерами в придачу, то так и нужно сделать. Ссылка на схему здесь .

При такой конструкции, когда в роторе магнит с двумя полюсами «N» и двумя «S», датчик выдает два импульса на один оборот. Можно, конечно, вставить разрезанное металлическое кольцо и уменьшить количество полюсов, но мы так поступать не будем.

Есть два типа простых и очень дешевых устройства, которые могут считать импульсы. Это калькуляторы и шагомеры (педометры).

Калькуляторы. Отличные счетчики. В режиме «1+1=,=,= . » могут считать импульсы с частотой до 10 Гц (у отечественных калькуляторов, со светодиодным индикатором, потенциал значительно выше). Но современные калькуляторы имеют одну неприятную особенность. Если не нажимать на кнопки, то они «засыпают» и вывести их из этого состояния нажатием кнопки «=» – невозможно.
Педометры (шагомеры). Не менее хорошие счетчики. После засыпания, при первом же импульсе, просыпаются и продолжают счет. Одно только ограничение – по частоте. Хорошие педометры не считают импульсы более 3 Гц. Но плохие, если Вам удастся их найти, считают до 5 Гц (5 импульсов в секунду). Именно такой педометр в центре фотографии.

Для калибровки анемометра нам подойдет любой педометр. Достаточно соединить выход тахометрического датчика с контактами педометра, как это показано на следующем рисунке.

Читайте также:  Делаем самодельный кальян своими руками

Коллектор транзистора подключаем к контакту, на котором «висит» +1,5V, а общий провод – к контакту, на котором около 0V. Напряжение с четырех пальчиковых батареек, включенных последовательно, питает микросхему, которая раньше переключала обмотки в компьютерном вентиляторе. Ток потребления схемы – около 8 мА.

Самая интересная часть проекта – калибровка. Делать аэродинамическую трубу, для этого, никто не будет. Значительно более точно, анемометр можно откалибровать в длинном коридоре. Отсутствие сквозняка – желательно.
В данном случае, за спиной моей жены, коридор, длинной 50 метров. На полу сделаны метки «Старт» и «Стоп», на расстоянии 38 метров. Процедура очень простая. Идем по коридору с анемометром. В момент, когда проходим точку «Старт» отпускаем кнопку «Сброс» и начинаем счет импульсов. В момент, когда проходим точку «Стоп» – останавливаем крыльчатку анемометра пальцем и снимаем показания с индикатора.
По случайному стечению обстоятельств, эта модель анемометра делает ровно 25 оборотов на 38 метров. На индикаторе – 50, так как датчик выдает два импульса на оборот.
Как и в любом другом анемометре, показания не зависят от скорости (в разумных пределах, конечно). Если скорости хватает для того, что бы раскрутить крыльчатку, то не зависимо от того идете Вы или бежите, этот анемометр сделает 25 оборотов на 38 метров пути.
Отвлечемся от оборотов и перейдем к показаниям снятым с тахометрического датчика. Если на 38 метров – 50 импульсов, то на 100 метров их будет – 132.
Для измерения скорости ветра понадобятся часы с секундомером. Дальше – проще. Измеряем время, за которое на индикаторе наберется 132 импульса. Пусть это будет 50 секунд. Таким образом, 132 импульса соответствуют 100 метрам воздуха, которые прошли через крыльчатку анемометра. Время – 50 секунд. Соответственно, скорость ветра 100м./50сек.= 2 м/сек.

Превращаем в законченное изделие.

В данном случае имеем два больших недостатка, которые легко устраняются. Первый – медленный счет. Второй – разрядность индикатора ограничена пятью разрядами (99.999). Оба устраняются установкой счетчика – делителя между выходом микросхемы и входом транзистора.

Дополнительные элементы.
R1 – для нормальной работы IC.
R2 – нагрузочный резистор для нормальной работы счетчика DD1.
C1 – помогает при частичном разряде батарей.
DD1 – любой КМОП счетчик, обеспечивающий нужный коэф. деления.
С2 – устраняет высокочастотные наводки в кабеле.
R3 – защищает от замыканий в кабеле.
R4 – обрывной резистор или предохранитель на 200 мА, который защищает от короткого замыкания в кабеле.

Остается выбрать коэффициент деления.

Допустим, средняя скорость ветра – 5 м/с. Тогда за час (3600 сек.) через анемометр пройдет 3600 сек. * 5 м/сек. = 18.000 метров воздуха. За сутки – 18.800 м. * 24 час. = 432.000 м. На каждые 100 метров прошедшего воздуха, анемометр выдает 132 импульса (1,32 имп./м.). Таким образом, на индикаторе должно отобразится 432.000 * 1,32 = 570.240 . Максимальная разрядность индикатора – 5 десятичных знаков. Значит, после 100000 импульса наступит переполнение. Что бы этого не произошло в течении суток, необходим делитель, не меньше, чем 570.240 / 100000 = 5,7 .
Что бы, при тех же условиях, переполнение не наступило в течении месяца, необходим делитель 5,7 * 30 = 171,07.
С другой стороны, частота счета – ограничена. Пусть это будет 1 Гц, или 1 импульс в секунду. Для максимальной скорости ветра, к примеру 20 м/с., тахометрическим датчиком будут формироваться 20 м/с * 1,32 имп./м. = 26,4 импульса в секунду. Что бы привести к 1 имп./сек. Понадобится делитель 1 : 26,4.

Наиболее частый коэффициент деления, используемый мной – 1 : 16 . Для анемометров, которые автономно собирают данные в течении месяца – 1 : 64 (1:128).

Если Вы в точности повторили этот анемометр (с микросхемой делителя на 16 и педометром), то у Вас в руках отличный инструмент для измерения средней скорости ветра. По характеристикам он не уступает лабораторному анемометру. «Гурманы» могут использовать корректировочные таблицы последнего.

А дальше, необходимо использовать анемометр по назначению. К примеру, установить в том месте, где вы планируете расположить ветрогенератор и накопить статистику за неделю. В зависимости от результатов Вы сможете решить устанавливать ветрогенератор или нет.

Среднесуточная скорость ветра и шансы на «добычу» электроэнергии.

Мое скромное мнение, основанное на некотором опыте с ветрогенераторами, заключается в следующем.

( * речь идет не о текущей, а о среднесуточной скорости ветра)

* Если среднесуточная скорость не превысила 2,0 м/с, то ветрогенераторы не для Вас.
* Если среднесуточная скорость лежит в пределах от 2,0 до 3,0 м/с, то стоит посмотреть в сторону недорогих ветрогенераторов или красивых флюгеров. По функциональности и по количеству вырабатываемой электроэнергии они будут совпадать.
* Если среднесуточная скорость лежит в пределах от 3,0 до 5,0 м/с. Генераторы промышленного изготовления будут уверенно крутиться, но никогда не разовьют паспортную мощность. Исключение составляют самодельные ветрогенераторы с завышенным диаметром ветроколеса.
* Если среднесуточная скорость лежит в пределах от 5,0 до 10,0 м/с. У Вас будет работать любой ветрогенератор. Хороший, плохой, промышленный, самодельный, с горизонтальным ротором или вертикальным – не имеет значения.
* Если среднесуточная скорость выше, чем 10,0 м/с. Уже не так важен ветрогенератор, как прочность мачты, на которой он смонтирован. Кроме того, Ваша жизнь начнет напоминать жизнь возле аэропорта.
* Если среднесуточная скорость выше, чем 15,0 м/с. Перепроверьте схему делителя, разъемы и соединительные провода. Вы, наверняка, что то напутали 🙂

Статья написана исключительно для того, что бы уменьшить количество вопросов, типа «Я живу в поселке N, N-ской области. Какой ветрогенератор мне лучше купить?». Вопрос не имеет ответа, по определению. Лучше никакой не покупать.
Даже статистика скорости ветра, в конкретной точке, это пол-дела. Она принципиально отвечает только на вопрос – «Имеет ли ветер достаточно энергии, что бы быть преобразованной в электричество или нет?».
Для выбора ветрогенератора необходимо, как минимум, иметь ответы на два дополнительных вопроса. Первый – порывистый ветер или нет, и на сколько. Второй – как часто ветер меняет направление и как быстро он это делает.
Проблема с выбором осложняется тем, что в параметры ветрогенераторов, которые заявляют производители, позволяют усомниться в качестве измерительного оборудования, которое они используют .

На этом все. Сделайте анемометр, установите, соберите «дату». Возможно, это сэкономит Вам время, деньги, и что не маловажно – нервы.

Если Вы собрались «обсчитывать» тахометрические данные с помощью компьютера или контроллера, то число импульсов можно перевести в скорость ветра по следующей (упрощенной) формуле:

V – скорость ветра ( м/с ),
n – число оборотов в секунду ( об./с ),
Kv – коэффициент связывающий обороты и количество прошедшего воздуха ( м/об. ),
Kt – коэффициент учитывающий «страгивание» крыльчатки ( м/с ).

Оба коэффициента определяются экспериментально, для каждого отдельного анемометра!

Kv показывает отставание окружной скорости лопасти от линейной скорости воздушного потока. В нашем случае этот коэффициент – 1,52 м/об.

Kt определяет, с какой скорости ветра крыльчатка анемометра начинает вращаться. Для данного анемометра коэффициент равен скорости страгивания – 0,4 м/с .

Ошибку измерения можно посчитать по эмпирической формуле:

Vошибки = 0,06 * V + 0,3 ( м/с ).

Отклонения равновероятны в сторону уменьшения и увеличения.

Самодельный анемометр

Собираясь осенью и или зимой на работу не всегда в темное время суток понятно, какая погода за окном, в частности какой ветер. Я думаю при сильном ветре полезно одеть детей потеплее, да и самому не плошать. При ненастье также любопытно знать скорость бушующего за окном ветра. Вспоминая поговорку «готовь сани летом», решил летом построить своими руками анемометр. Опыт создания самодельных анемометров (измерителей скорости ветра) был, но конструкции создавались давно на старой электронной базе в 80 х годах прошлого века и время их не пощадило. Утилизируя очередной видеомагнитофон, решил оставить от него след на Земле. Во всех видеомагнитофонах есть блок вращающихся головок. Это прецизионный узел высокой точности и надежности — сердце каждого видеомагнитофона. Узел сделан из нержавеющего металла с осью вращающейся головки на герметичных подшипниках.

  1. Как сделать анемометр своими руками
  2. Установим в анемометр датчик велокомпьютера
  3. Узел крепления
  4. Подключаем кабель
  5. Настраиваем самодельный анемометр
  6. Установка анемометра

Как сделать анемометр своими руками

Узел вращения блока готлвлк становится теперь сердцем анемометра. После удаления лишних деталей (вращающего трансформатора, магнитной головки и деталей двигателя) остался металлический каркас вращающейся головки с осью, неподвижная часть с блоком подшипников и шайба крепления двигателя. Узел довольно массивный, поэтому будущий анемометр будет предназначен больше для измерения скорости ветра от среднего до сильного. В принципе эти измерения и необходимы.

1. Доработаем головку вращения. Просверлим сверлом по металлу в боковой поверхности

вращающейся части 3 отверстия диаметром 4мм для крепления чашек. При сверлении ориентируемся на три отверстия в головке для крепления внутренних узлов.

2. Вставим в отверстия винты М4 длиной 10мм, для лучшего контакта с чашками из велосипедной камеры вырежем ножницами резиновые шайбы для предотвращения вращения чашек анемометра.

Сверлим отверстия Резиновый шайбы Винт с резиновой шайбой

3. В качестве чашек применены пластмассовые кружки, специально купленые в магазине за 7 рублей. Каждая кружка доработана:

— на боковой поверхности в районе бывшей ручки просверлено отверстие диаметром 4мм.

Кружки для анемометра Кружка для анемометра Отверстие в чашке

4. Прикручиваем чашки к узлу вращения, используя шайбу и гайку. Прикручиваем аккуратно, не повредив стакан. Обратите внимание, чтобы выступающие части резиновой шайбы не касались при сборе неподвижного узла. Собираем конструкцию и проверяем легкость вращения.

Крепим чашку Чашка прикручена Чашки прикреплены

Узел вращения собран. Теперь необходимо подумать об установке датчика вращения и о креплении узла. В качестве датчика оптимально применить геркон, срабатывающий от магнита, закрепленного на вращающемся узле. Частоту импульсов вращения можно преобразовать в оценку скорости ветра при помощи аналоговых или цифровых схем. Но можно пойти более простым путём – использовать велокомпьютер.

Установим в анемометр датчик велокомпьютера

1. Приклеим магнит

Магнит приклеен Магнит извлечен

на вращающейся части узла. Во время крепления можно заодно провести работу по балансировке узла вращения. Магнит применен от комплекта велокомпьютера, единственно он вынут из пластмассового контейнера с помощью которого он крепится на спицах велосипеда. Балансировка необходима для устранения биений при вращении анемометра и как следствие раскачивания шеста и появления посторонних звуков в узлах крепления.

2. Просверлим в неподвижной части

Датчик установлен Отверстие 7мм

узла отверстие диаметром 7мм и закрепим клеем герконовый датчик велокомпьютера в пластмассовом корпусе. При вклеивании датчика я собрал узел, положил на магнит кусочек картона толщиной 1мм, вставил датчик смазанный клеем в нужном месте в отверстие до касания с картоном и дополнительно промазал клееем. Такой способ установки датчика позволяет сохранить минимальный зазор между магнитом и датчиком и обеспечить надежное его срабатывание.

3. Проверяем работу узла на отсутствия касаний и по надежности срабатывания датчика (проверяем тестером).

Узел крепления

Узел крепления выполнен из уголка купленного в строительном магазине. Уголок двумя длинными винтами прикреплен к неподвижной части. Особенности крепления зависят от конкретного конструктивного исполнения головки видеомагнитофона.

Уголок Уголок доработан Уголок установлен

Подключаем кабель

Кабель датчика удлинен на 7 метров с применением кабеля для построения компьютерной сети. Для удобства подключения на кабель и в разрывы сигнального кабеля велокомпьютера установлены разъемы от вентиляторов и блока питания компьютера. Сам велокомпьютер выполнен в настольном варианте, при помощи медной проволоки прикручен к магнитной системе двигателя видеоголовки. Получилась устойчивая конструкция.

Основание Разъём Настольный вариант

Настраиваем самодельный анемометр

Для настройки показаний анемометра в идеале применить настоящий анемометр. Я за свою жизнь держал в руках это чудо всего раз пять. Поэтому применил стандартный способ, прикрепил анемометр к ручке из дерева. И при езде на автомобиле в безветренную погоду настроил велокомпьютер по совпадению показаний со спидометром. В моем велокомпьютере настройка заключалась в подборе значения радиуса колеса в миллиметрах. Запоминаем величину найденного радиуса (лучше записываем), а то при смене батарейки компьютер забудет настройки.Цель получить суперточные показания не ставилась. Всё — настроено.

Установка анемометра

Анемометр лучше установить на длинный шест вдали от построек или на крышу дома. При монтаже продумываем все действия, готовим инструмент и крепежный материал. Полезно провести установку шеста без анемометра, сделать крепежные отверстия и отверстия для проходки кабеля. Закрепляем анемометр на шесте и аккуратно монтируем конструкцию. Пропускаем кабель внутрь здания и подключаем велокомпьютер.

В каждом простом велокомпьютере есть опции по замеру максимальной скорости, средней скорости за весь пробег, средней скорости за заданный период. Использование этих опций позволит замерить в месте установки анемометра максимальную скорость ветра, среднюю скорость ветра за период и за всё время его работы. Фрагмент работы самодельного анемометра показан на видео.

Ссылка на основную публикацию