在本教程中,我将指导您从头开始制作便携式(蓝牙)扬声器的步骤。对于初学者来说,这听起来是一个困难的项目,所以我的目标是通过尽可能简单地解释事情而不遗漏任何重要步骤来帮助任何想尝试的人。

我觉得制作音箱需要的最基本的工具是钻头和拼图,还有合适的刀片、钻头(我也建议用阶梯钻)和量具。可以,可以用一些直的木块做侧导,用拼图拼成直的;显然,如果你想升级你的设备,台锯和路由器将是你最好的朋友(尽管我仍然不不要拥有它们。你还需要一个烙铁和一些锡来焊接所有的电线。

你需要的其他用品包括:铜线(红色和黑色音箱线都可以,黑色和红色有助于轻松区分正负极)、螺丝(取决于材料的木质或金属螺丝)、木胶(木质音箱用)、胶枪和硅胶(用于连接和密封东西)、(可选)热风枪(万一你想打开和弯曲用作低音反射端口的pvc管)、开关、2.1x5.5

步骤1:预算调整

你应该从决定你想在这个项目上投资多少钱开始,因为保持预算需要一些平衡(你可以不要把90%的预算都花在扬声器上,因为你赢不了。剩下的就不要了。

如果你的预算非常紧张,我的建议是重复使用你已经拥有的东西:旧扬声器或微型高保真系统的整个扬声器盒,回收电池(更多关于电池部分),以及剩余的木材。

第二步:材料和制作盒子

基本上可以选择任何材质作为音箱材质,但显然不是所有材质都够用的,因为各种原因。

我的建议是使用胶合板:选择一种在硬度和重量之间有很好妥协的品种,因为这两者在便携设计中同样重要。可以先用底漆、沙子上色,然后再喷漆,得到自己想要的颜色,或者干脆用木器漆来保持木质外观。

另一种广泛使用的材料是中密度纤维板,这是一个很好的妥协。必须用密封胶处理,不能原样使用,因为湿气会破坏它。至于厚度,我会说同上:don 不要太厚,因为重量,不要不要太薄,因为面板会振动。我倾向于使用厚度在10到20毫米之间的胶合板。

万一你发现你选择的材料有点振动,你总是可以通过制作内部支撑来加固它。

一般材料:金属(容易使用,但如果它很薄,会震动。对于弹药箱音箱,我建议内置木箱)、刨花板(它赢了不被有意购买,但它如果你能使用它,它已经存在了),塑料(有点像金属,加上所有的商业产品都是塑料。为什么不做些不同的东西呢?))

我附上了一些油漆过的胶合板(是我木匠表弟做的)、处理过的胶合板和一个金属盒子的照片,供参考。

按照你喜欢的方式打造你的盒子,确保用胶水、钉子或螺丝固定所有东西。

第三步:扬声器类型

这是一个很琐碎的部分:我应该用什么样的音箱?如果我没有呢我不太了解扬声器的结构?

让让我们从汽车音响扬声器开始(同轴、2路、非低音炮)。这些对没有我不想在分频器、计算盒子大小等方面花费太多时间。这样做的问题是,你可以根本无法预测扬声器的声音,因为大多数时候除了灵敏度、功率和(大部分没用的)频率响应图之外,没有关于它们的任何信息。我的建议是:如果你的预算有限,有一些盈余,请使用它们。唐不要试图做一个移植的盒子,因为大多数时候听起来很可怕!做一个大小合适的封闭盒子,它们会玩的很好。只是唐不要指望他们有太多的低音。关于你需要多少体积的粗略估计,请检查这个网站(它是在德国,

为了获得最佳效果,您应该购买高保真(非汽车音响)扬声器驱动器,并记录规格(称为Thiele-Small参数)、频率响应和阻抗图。对于那些不我不太了解分隔器和盒子设计,我的建议是寻找已完成的项目(免费或付费的施工计划),因为大多数分隔器和盒子尺寸/类型的建模和设计都已经完成并经过测试,证明是好的。否则,简单的起点就是全方位扬声器,通常大小为3-4英寸:它们覆盖了大部分频谱,因此它们不会不需要分频器(*),有些放在足够多的外壳里就能达到很好的低音。你可以根据驱动Thiele-Small的参数设计外壳,把这些参数放入WinISD或者VituixCAD2(或者在线SpeakerBoxLite)等盒子建模软件中。

我可以给你一些YouTube频道教学箱建模和分频器制作的建议。Toid 的DIY音频,脉冲音频和DIY音频专家。对于做过的项目,有很多网站可以查看;其中一个是保罗卡莫迪的网站。

如果你想随身携带扬声器,我建议你使用扬声器格栅,因为这将保护司机不小心接触到外部物体,可能会损坏他们。

如果你打算重复使用已经制造的扬声器,你可以跳过以上所有步骤,你只需要打开盒子,将电子设备放入其中。通常只需要拧开并取下盒子里较大的扬声器。

*通常情况下,总是需要某种穿越来补偿几个衍射相关的问题,但是对于初学者项目来说,这些可以暂时放在一边,因为需要一定的穿越制作知识。

步骤4:灵敏度、功率、阻抗

我们需要知道这些事情,因为它们对于确定扬声器设计的基线/目标至关重要。

灵敏度,以分贝为单位,表示扬声器播放的音量,在距离麦克风1米处测量。当给定1W的功率(或2.83V的电压)时,这并不总是1W,而是取决于扬声器的阻抗;公式为功率=电压2/阻抗)。如果您的灵敏度为90dB,这意味着向扬声器发送1瓦特的功率将产生90dB的声压级(SPL)。现在,如果输入功率增加一倍,SPL增加3db(2瓦时为93dB),再次增加一倍,然后增加3(4瓦时为96dB),再次增加(8瓦时为99dB),以此类推。

总的规律是:功率增加一倍,声压级会增加3dB(10倍的功率会增加10 dB的声压级);流域面积加倍也将使SPL增加3 dB。扬声器数量增加一倍将上述两者结合起来,因此SPL增加了6dB(功耗也增加了一倍)。

这些计算对于确定目标最大声压级以及你真正需要多少电量,因为电量越多意味着电池寿命越短,或者需要更大更贵的电池。举个例子:如果我想从一对90dB的音箱达到106dBSPL,我只需要2x10瓦的功率(90dB 10会把功率从1w变成10w;如果有两个扬声器,我们用2x10W消耗100到106 db);如果音箱的灵敏度是87dB,我需要2x20W,如果是84dB,我需要2x40W,以此类推。

我需要多大的最大声压级?这取决于你将如何处理扬声器。户外派对?在紧凑的设计中拍摄100-105dB,在更大的扬声器中拍摄更多。室内听?您可能不需要超过90-95dB,因此灵敏度较低的扬声器很好。

关于阻抗:这是一个要和放大器一起考虑的参数,因为它会决定放大器能输出多少功率。我赢了不要超过8欧姆,因为这会使电池系统变得复杂(需要更高的电压)。反正大部分音箱都在4到8欧姆之间。

第五步:放大器

功放是便携音箱的心脏和大脑,所以必须根据其他所有元器件来选择。

由于这是一个电池供电的系统,自然选择D类放大器,因为其效率高于其他放大器,所以电池运行时间更长,产生的热量更少。

有很多电路板已经包含蓝牙,所以为了简单的设计,你可以使用它们,否则你需要一个单独的带稳压器的蓝牙模块(因为它们通常在5伏下运行)。

确定需要多大功率后,就可以选择能提供的放大器了。

对于便携设计,我的首选是TPA3116/TPA3118,无论有没有蓝牙都可以在中国功放板上找到。它可以为4欧姆的扬声器提供超过50瓦的功率,为8欧姆的扬声器提供超过30瓦的功率。然而,这些放大器的最大功率取决于输入电压(参见数据手册,转到名为输出功率与电源电压的关系,即您的电池电压或来自升压调节器等的电压。比如14V时,tpa3116在4欧姆的扬声器中可以输出20W左右(1% THD,所以失真不大,忽略10%thd曲线),而在8欧姆的扬声器中只能输出10W。如果需要更大的功率,就需要为放大器提供更高的电压(显然在这个芯片的范围内)。因此,选择一个芯片,从这些曲线中,你可以确定进入放大器的电压,从而决定你将如何制作电池系统。

另外关于阻抗:所有这些芯片在数据手册中都有规定的最小阻抗。例如,你可以将2欧姆扬声器连接到普通立体声tpa3116(称为BTL模式),但您可以在单声道tpa3116中这样做(称为PBTL模式)。例如,2.1放大器将子通道置于PBTL模式,因此它们支持低至2欧姆的阻抗,而立体声通道被限制在4欧姆。作为另一个例子,当使用4欧姆扬声器时,tpa3110只能工作到16V(由于功率限制),这是你可以从功率与电压曲线中看到的另一件事。所以一定要先检查数据手册!

这一类别中的其他可用芯片有tpa3110(功耗较低,但与3116非常相似,背景噪声较小)、tda7492、tda7492p、tda7498/7498p(功耗更高)

我测试过的一些不错的板:这个简单的tpa3118立体声蓝牙,这个tpa3116还有低音炮通道,调音,左右声道高通(如果你想做2.1系统的话)。这些板基于tpa3116。

PS:如果制造弹药箱扬声器,请考虑将外置天线焊接到现有天线上,因为金属被用作法拉第笼,从而降低了蓝牙范围。我我用的是一个旧的2.4GHzWi-Fi调制解调器,它工作得很好,因为蓝牙也是2.4GHz(射频专家请不要不要生我的气。

第六步:电池

你需要设计的最后一件事是电池系统。

我的选择是使用锂离子电池:与铅酸电池相比,它们更轻,不不需要一直充电(铅酸电池放电后会变质)。与镍相比,它们需要更少的电池来获得一定的电压-MH,同时比Ni-CAD具有更高的能量密度,具有零记忆效应。

由于我们正在使用锂电池,我们需要一个快速的免责声明:永远不要短路锂离子电池,将它们浸入水中,加热,通常滥用它们:它们真的不会不喜欢被虐待,可能会爆发。

锂离子电池最常见的形式是18650电池,用于电子烟、笔记本电脑电池等电子产品。它们附带有用的数据表,显示其电流额定值(持续和峰值),我们将使用这些数据来选择最合适的电池。

关于串/并联的一点注记。串联时,你把一个电池的正极接到另一个电池的负极;在未连接的正极和负极之间测得的电压是蓄电池电压的两倍。并联时,你把正极连在一起,负极连在一起,你测得的电压和单节电池一样。电池组可以用xSyP 代码:X是串联的模块数,Y是构成每个模块的并联电池数。4s1p电池有四个串联的模块,每个模块由一个电池单元组成(总共4个电池单元)。5s2p电池有五个串联的模块,每个模块由两个并联的电池单元组成(总共10个电池单元)。

一旦你确定了你的放大器将输出多少功率,你需要给它多少电压,你必须确定你必须串联多少电池才能达到这个电压:给定你的目标电压,你只需要除以3.7,你就会得到串联电池(或模块)的大概数量。比如我的目标是14V左右,我需要串联4节电池。请注意,最大电压会更高,因为电池充满电后会达到4.2V,所以要确保放大器能承受更高的电压。

为了确定电池的额定电流并确保安全,请确定电池充满电时放大器的总功率(每个电池为4.2V个串联电池为16.8V)并除以电压。对于tpa3116,在16.8V时,您将2x30W转换为4Ohm,因此总功率为60W。60/16.8提供3.57A电流。现在放大器的效率并不是100%,所以你可以从数据表中得到效率,或者估计D类保守效率为80-85%。将电流除以效率,得到实际最大电流,在本例中为4.5A。所以理论上任何放电率高于4.5A的电池都可以工作。在实践中,超大尺寸非常重要,因为电池总是有压降,当接近其最大电流容量时,压降会很高,并会导致失真。立体声tpa3116和4s电池的项目,我会选择放电电流在6-7A以上的电池。功率较大的项目,就拿电流较大的电池,或者做多电池模块,串联起来。

现在你可以计算出一个电池有多少瓦时:只需将单个电池的标称电压乘以其容量(不同于当前容量,以mAh表示)再乘以电池总数。如果我们有4节串联的电池,每节容量为3500mAh,我们将得到3.7V * 3.5ah * 4=51.8Wh。

我的电池能用多久?考虑到你从不经常使用全功率(见音乐峰值因子),可以假设平均功耗为功放最大功率的10%/15%。所以,为了得到运行时间,你用电池的瓦时除以总输出功率的15%,那么在我们的例子中,考虑51.8Wh电池和50W总输出功率,我们应该得到大约51.8/(60*0.15)=5小时45分钟(5.75)的满容量。您可以使用这些计算来大致确定电池需要多少Ah。

组装电池组时,务必始终使用同一类型的电池,不要不要搭配它!

永远从可靠的卖家那里购买电池,因为假冒电池不会不符合他们的要求,可能是危险的。

如果你想重复使用旧的笔记本电脑/电钻电池,请尝试获取有关它们的信息(它们通常印有型号),并使用liitokalalii-500或opusbt-c3100(单电池充电器和测试仪)。尽量搭配好,不要不要使用容量差异大的电池,尤其是并联连接时(避免使用不匹配的旧电池)

我如何将电池放在一起并连接它们?我喜欢使用带弹簧端子的电池盒,否则你要么焊接电池(不推荐),要么点焊。

选定所需电池数量后,你会需要一个叫BMS的保护电路:这样可以避免过充、过放和短路;就我个人而言,我总是购买平衡充电的BMS电路,因为它在充电时使电池始终保持在同一电压(它们是平衡),就像这个。"xS 指示有多少系列模块你有:如果你有四节电池串联,那么你的电池组就是4S1P电池组,所以你需要一个4SBMS。如果你有5节电池串联,那么就是5S,你需要一个5SBMS。经常检查BMS是否有正确的电压和过压保护(通常每个电池4.3V,不多)。您可以获得支持您之前确定的最大电流的BMS。

最后,你需要一个合适的充电器。寻找一个充电器(不是电源适配器)可以作为cc-cv 它是为锂离子电池设计的,适合放在你的包里(如果你有5s包,就买5s充电器等。).根据电池的最大充电电流选择电池的最大充电电流:低于或等于是好的,但不建议高于。我个人是4s1p电池用的;还有一些C接头的充电器。

第七步:接线

既然一切都准备好了,你可以连接电气系统了。我已经附上了完整系统的方案,带有一个开/关开关和一个用于连接外部充电器的桶形插孔(我通常使用2.1x5.5桶形插孔;内尖为正,外环为负;一定要用万用表检查极性,因为有些充电器可能会接反)。我还附上了4s电池连接BMS的方案。你可以发挥创意,添加你想要的东西。

第八步:组装所有东西

做电气系统的时候,把所有东西都放进你的音箱里。如果您的扬声器与您的电气系统共享相同的空间,请用硅胶或热胶密封所有可能的空气泄漏,因为这对于避免密封或端口系统中的噪音和性能损失非常重要。

第九步:完成

如果你通过了我所有的指令,自己做了便携音箱,恭喜你,你成功了!

现在,无论你走到哪里,你最喜欢的音乐都会跟着你,你可以自豪地回答我做到了因为你有一个独特的扬声器。