Миниатюрные динамики в самодельной колонке. Самодельная портативная колонка Портативная колонка схема принципиальная

Уровень сложности: Непросто

Что вам понадобится:

микросхема TDA2003 или её аналоги,К174УН14 – отечественный аналог (цена приблизительно 0.3 $)
конденсаторы: а)10 mf 16v -1шт. б)100 mf 16 v - 2шт. в)0.1 mf 16v - 1шт. г)470 mf 16 v - 1шт. (можно использывать и конденсаторы больше чем на 16v,но как правило они потребляют больше энергии)
резисторы: а)10 om - 1шт б)1 om - 1шт в)1kom - 1шт
динамик (о нём позже)
паяльник,припой.

1 шаг

Микросхема TDA2003

Составляем список нужных нам компонентов и идём в ближайший радиомагазин,там мы купим все детали и соберём свой МОНО усилитель. Я предлагаю выбрать именно моно усилитель по нескольким причинам:
1)меньше потребление энергии по сравнению со стерео усилителем.
2) от портативной колонки, на мой взгляд, требуется такие вещи, как – качество звука, громкость, время автономной работы.

2 шаг

Схема МОНО усилителя на TDA2003

После того, как мы купили все необходимые нам компоненты, мы можем приступать непосредственно к сборке усилителя. (схема слева) эта схема проверена мною ни раз, у неё хорошее качество звука, и она достаточно проста в изготовлении и не требует настройки.
—————————————————————————————-
собирать усилитель рекомендуется на печ.плате, но если навыков её изготовления нет, то можно собрать на картонке (просто прокалываете дырочки, вставляете в них детали и соединяете по схеме)

3 шаг

Пример сборки усилителя на картонке

после того, как мы благополучно закончили со сборкой, нам надо позаботиться об охлаждении TDA2003. Для этого
рекомендую использовать небольшой радиатор, который крепится болтом к отверстию на микросхеме, также для лучшей отдачи тепла можно воспользоваться ещё и термопастой.

4 шаг

теперь нам нужно позаботься о питании нашего усилителя,вот его диапазоны питания – от 8 до 16 в. (рекомендуемая 14.4 в.). я использовал 3 аккума от моб.телефонов, которые в сумме выдавали 11.1 в. чего вполне достаточно для питания нашего усилителя.
также можно использовать AAA или AA аккумы, нам понадобится 8 шт. ,что в сумме даст 12в.

5 шаг

выбор динамика. К данному усилителю подходят динамики на 2,4,8 ом.
2 ом 10 вт
4 ом 5 вт
8 ом 2.5 вт
но на своём опыте скажу,что подключал автомобильный (4 ом) динамик PIONEER на 30 вт,и играл он очень громко и качественно

6 шаг

Пример деревянного корпуса

за основу корпуса для нашей портативной колонку мы можем взять корпус от сломанной комп.колонки, но для качественного звука нам нужно самим сделать деревянный корпус. Делается он из фанеры 5-7-слойной, в таком корпусе у колонки будет больше низких частот, и чистый звук на высоких.

при пайке не паяйте деталь больше 3-4 сек.
хорошо организуйте своё рабочее место, на нём не должно быть ничего лишнего

Сначала возникла идея купить мощную мобильную блютус колонку, но фирменные JBL стоят до 300$, к тому же мощность их редко превышает 40 ватт, поэтому решено было взяться за сборку собственной. «Бумбокс колонка» была основана на УМЗЧ модуле TDA7492P мощностью 2×50 Ватт и Li-Ion аккумуляторной батарее общим напряжением 21 В и емкостью 3500 мАч (70 Вт).

Большинство деталей заказано на известном сайте AliExpress, в том числе и динамики. Пока заряжаются батареи отдельным зарядным устройством IMax, в будущем надо будет сделать готовое зарядное устройство в самом корпусе.

Динамики — два широкополосных мощностью по 25 Вт и два высокочастотных мощностью по 10 Вт, что дает нам в общей сложности 70 Вт, но в пиках выдержит и 100. Компания производитель этих динамиков — малоизвестная Aiyima, но качество их исполнения и качество звука приятно удивило, что позволяет её рекомендовать для сборки небольших колонок. Их параметры следующие:

Частотный диапазон диапазон: 81 — 5400 Гц
Чувствительность: 87 дб
F рез. около 115 Гц

Добавлен модуль USB, в роли Power-Bank. Корпус изготовлен из МДФ толщиной 10 мм и имеет размеры 12x12x27 см. Он была склеен столярным клеем, а также усилен винтами с каждой стороны, кроме плиты на задней панели, которую приклеили термоклеем, на случай необходимости какого-либо ремонта или модификации.

Испытания самодельной колонки

Испытания показали, что эти два широкополосных динамика воспроизводить весь диапазон частот, к сожалению, не способны в полной мере, поэтому вместе с ними поставили твитеры 10 Вт. ВЧ динамики подключили последовательно с пленочными конденсаторами.

Что касается усилителя НЧ на TDA7492 (звук принимается модулем bluetooth 4.1), качество звука очень хорошее, чистое. Единственная проблема этой платы — динамики слегка шумят при тихом прослушивании музыки. В интернете есть решение этой проблемы, необходима лишь легкая модификация платы, но это особо не мешает.

Корпус должен быть очень герметичным, иначе давление внутри колонки приводит к тому, что воздух начинает выходить наружу через маленькие отверстия, что вызывает неприятные «пуканья» динамика.

Стоимость всех расходов на сборку

TDA7492P 2x50w 10$
Преобразователь USB 0.8$
Блютус приёмник 2$
5S Литий-Ионный аккумулятор 2.5$
МДФ 10 мм прибл. 1 $
Динамики 3″ ШП 36$
Динамики 1.5″ ВЧ 12$
АКБ 18650 упаковка Panasonic 3400 мАч 5х4$
Плюс провода, переключатели, конденсаторы: итого 70 долларов

Микросхема TDA7492 является , схема работает в диапазоне 8-25 В, так что 21 В ещё не предел — можно поставить и 6 банок. По спецификации на м/с при THD 10%, суммарно получается почти 100 ватт мощности.

Когда хочется усилить звук своего девайса, будь то телефон, планшет. Крутим громкость на всю и батарею разряжает приложение. Но бывает что громкости не хватает. Дома, при наличии розетки применяют колонки. Вне дома с проблемой питания помогает справиться портативная колонка, но цены на них довольно высоки. Решил переделать дешевые колонки. Цена доработки невысока, а результат устроит многих.

Понадобится

Комплектующие и инструменты:

- малогабаритные компьютерные колонки;
- провода;
- паяльник, дрель.

Изготовление колонок для смартфона

За основу были взяты компьютерные колонки Defender SPK-165. Купил их на местном форуме за 100 рублей. Звук был мягко говоря, ужасным. Были в наличии пара динамиков на 1 ватт их и установил и работали они до данной переделки.

Разобрав мы видим простейшую комплектацию. Трансформатор и плата усилителя с регулятором громкости и кнопкой отключения питания. О кнопке будет отдельный разговор далее.

Отпаиваем сетевой трансформатор и провод питания. Откладываем в сторону, они нам больше не пригодятся.

Первоначально я рассчитывал питание от двух Литий-ионных аккумуляторов формата 18650. Но из-за того, что в колонках менялись динамики на одно ваттные (стояли по пол ватта и очень тихие), пришлось применить Литий-полимерные плоские аккумуляторы. Они у меня б/у, но общей емкости более чем достаточно.

Заряжаться наши аккумуляторы будут с помощью контроллера заряда из Китая. Контроллер оборудован защитой от глубокого разряда. На плате маркированы В-/В+, к ним подключается аккумуляторная батарея. OUT+/OUT-, к ним подключается нагрузка.

Монтируется контроллер заряда в подошву. Вырезаем окошко под разъем и подпиливаем плату, главное не повредить дорожки. Клеится плата на двухсторонний скотч, для надежности можно закрепить еще и термо клеем.

Так как у колонок сетевое питание приходило сразу на трансформатор, а с него на диодный мост, эту часть переделаем. Выпаиваем все диоды, 4 штуки.

Питание с аккумулятора, точней с платы контроллера заряда, припаивается к плюсу и минусу диодного моста. Так же плюс питания будет коммутироваться выключателем колонок.

Предварительно припаиваем нашу схему навесом на проводах и проверяем на работоспособность.

Плоские аккумуляторы закреплены нехитрой скобой из медной проволоки с надетой на нее изоляционной трубкой.

Для контроля процесса заряда аккумуляторов, в подошве проделываем отверстие напротив светодиодной индикации контроллера заряда и заливаем термоклеем. Лишний клей отрезаем. Скручиваем колонки и подключаем зарядное устройство. Заряжается от любого зарядного от смартфона, планшета и микро USB на выходе. Индикация видна отлично.

Вот так и практически без усилий, мы доработали компьютерные колонки с сетевым питанием под портативные колонки. Позже добавлю еще аккумуляторов, для увеличения емкости батареи.

Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов.

Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов.

Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.

Как исправить ситуацию?

Исправить сложившуюся ситуацию помогут портативные компьютерные колонки с питанием от порта USB. Сейчас на прилавках магазинов огромный выбор данных приборов, но качество их может отличаться в разы.

Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.

Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.

Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315 . Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.

Разборка компьютерных USB колонок

Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.

Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.

Электронная начинка

Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D . При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N ) при максимальной выходной мощности составляет 1%.

Плата усилителя и динамик

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.

Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.

Если возникнет желание самостоятельно собрать усилитель на базе микросхемы LM4863, то можно столкнуться с проблемой. Найти на радиорынках данную микросхему не так уж легко (так было на момент написания данной статьи). А вот на сетевых торговых площадках найти такую микросхему не составило труда. Например, в интернет-магазине AliExpress.com микросхему LM4863 легко найти во всевозможных корпусах и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.

Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал .

Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор . Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.

Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet"а) на данную микросхему и показана на рисунке.

Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)

По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone ), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.

Для тех, кто разбирается в электронике и datasheet’ы на английском языке их не пугают, могут легко микросхемы LM4863 в интернете на сайте alldatasheet.com.

Схема усилителя портативных USB колонок

Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см. ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.

Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)

Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.

Размещение элементов на печатной плате

Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.

На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.

Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.

Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.

Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.

Иногда бывает надобность озвучить какое либо мероприятие там, где нет питания 220 вольт, например в лесу или на прогулке, и если для двух человек громкости телефона еще может быть достаточно, то для компании из 3-х и более человек, однозначно необходима большая громкость. Недавно наводил порядок в своих запасах радиодеталей и прочих сопутствующих вещей, наткнулся на два б\у аккумулятора от мобильных телефонов. Сразу возникла мысль собрать то, что давно собирался сделать, но никак не находил времени: переносную колонку для mp3 плейера, либо сотового телефона с входом от штекера "Джек 3.5".

Сразу скажу, устройство отлично работает и с телефоном и с плейером. Решено, конечно-же, было спаять усилитель на микросхеме, поиск нужной занял немного времени, почитал отзывы в интернете и остановился на tda2822m . Микросхема имеет всего 8 ног, исполнение в Дип корпусе. Далее скачал даташит на эту микросхему, там были 2 варианта подключения микросхемы - в стерео режим и в режим мост, последний нам и интересен, так как динамик будет всего один. Помимо схем подключения, были также варианты разводки печатных плат. Вот нужная нам схема:

Схема самодельной портативной колонки

Печатная плата была "захвачена” с экрана, рисунок был обрезан и подогнан фоновым изображением в программе sprint layout в соответствии с реальным размером корпуса микросхемы. После этого рисунок был обрисован, также был добавлен на плату пленочный конденсатор 0.33 Мкф на входе, и вот что получилось:

Далее как обычно выводим на печать, переносим рисунок на печатную плату и травим. После залуживаем дорожки, сверлим и начинаем паять. Микросхему, для того, чтобы случайно не перегреть, впаивать не стал, а впаял панельку, микросхему же посадил в эту панельку после пайки. Стоимость микросхемы в нашем городе всего 15 рублей. Затем передо мной встала задача как сделать так, чтобы можно было заряжать оба аккумулятора разом от зарядки для мобильного, то есть чтоб они были подключены параллельно, а позднее их можно было включить последовательно для более высокой громкости колонки. Тогда была разработана с помощью 6-ти контактного двухпозиционного тумблера, схема переключения заряд - работа:

Питание подаётся подключением штекера зарядки к гнезду колонки, при разряженных аккумуляторах нужно заряжать час – полтора. Схемы защиты от перезаряда нет, контролировать придется время зарядки на глаз. Громкость регулируется на телефоне или на плейере, если кому либо захочется поставить на колонку регулятор громкости, то это можно будет сделать без проблем, достаточно подать на правый контакт переменного резистора сопротивлением 10-50 КОм сигнал, на левый контакт землю, а центральный соединить с пленочным конденсатором на входе.

Для подключения к плейеру использовал один канал кабеля от наушников, причем жилки от того кабеля ввиду того, что они очень тонкие, непосредственно к плате не стал паять, а удлинил их более тонкими гибкими медными проводками и впаял в плату уже их. Проводки эти зафиксировал на кабеле изолентой. Динамик взял мощностью 2 Вт сопротивлением 8 Ом, хрипов и искажений кроме как на максимальной громкости не наблюдается. На плейере достаточно выставить на 3 максимум 10 делений из 32, и громкости будет достаточно. Фото готового устройства и несколько фото сделанных на этапе сборки вы можете видеть в статье.

Для экономии энергии аккумуляторов поставил второй тумблер – выключатель питания. В целом устройство самодельной портативной колонки получилось несложным и его сможет повторить, любой начинающий радиолюбитель. Автор - AKV .

Обсудить статью ПОРТАТИВНАЯ КОЛОНКА СВОИМИ РУКАМИ