3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识

2022-06-01 23:01:40 8点赞 8收藏 23评论

近日得到一对的三寸同轴小喇叭,是号称与天朗和KEF并称三大同轴品牌的国产索威出品(呸,呵呵……3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识)。如今连二房KEF同轴都无人问津了,天朗也就那几个系列有人买,也是小众市场了。不过家境贫寒,有这么对不装箱那又浪费了,不符合我勤俭持家的优良品质。既然是小喇叭单元,音质总体是单薄的,我想还是做个小蓝牙音箱吧。分享一下整个过程和一些个人的想法选择。请大神们轻拍。

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看了一下喇叭的官方参数,额定4Ω/4Ω,额定功率10w/4w(前面是低音后面是高音)。额定功率(RMS)就是额定最大正弦功率,是输入单一频率的连续正弦信号,连续工作一小时,在此功率下音圈振动不产生打底声,没有过热和机械损伤的最大功率。所以,为了推好喇叭,有更好动态,往往功放功率会大于这个功率。但是也不是越大越好,因为还要考虑短期功率和长期功率(高端喇叭往往会标注),短期也称为峰值功率,指输入规定的噪声信号,在极短时间内承受此功率工作过程中不会引起永久性机械损伤。长期功率也称为扬声器最大承载功率,是输入规定的噪声信号,承受此功率在1分钟内不会引起永久性机械损伤时候最大功率,每两分钟时间间隔重复试验10次。那一般功放都是会选额定功率1.5-2.0倍左右。

灵敏度83±3db,这算是较低的灵敏度了,要知道每差3db获得相同响度要增加一倍电功率输入,所以这个喇叭不太好推。

低频F0只有98±5hz,垃圾嘛,F0是喇叭单元的共振频率,也是喇叭单元还原音频的频响下线,喇叭频响范围都有一个起点(低频点),和一个终点(高频点);这个起点通常而言也就是共振频率点(Resonance frequency),决定了频响低频下沿,也就是说在满足声音不失真的前提下,F0越低越好,低频下潜就越好,能更好地重放低音。

再看看官方频响曲线,这样的曲线看看就好了,特别那低频部分信你个鬼,一个F0在100hz的喇叭……

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画个图

要增加低音下潜和量最好迷宫式,用fusion360,简单画了下,额……箱子体积超过了我3d打印机的最大打印尺寸。倒相式肯定也是超了,只能用低音辐射盆了。

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由于音箱尺寸较小,两个喇叭的距离太近,所以前面板适当做了一个角度设计,增加左右声道的分离度。

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背面预留了开关、DC电源接口、电池电量显示、音量调节、蓝牙天线和音频输入接口。顶部还留了两个螺丝孔用于安装提把。

打个壳

用的是闪铸的梦想家(双打印头真的没必要,双色打印只是为了新鲜感)。统筹考虑重量、刚性,箱体10mm厚度50%填充率。我最烦打印时间长,所以用了0.3的层高,至于层纹我觉得就当装饰3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识。安装用螺丝?不可能!嫌麻烦!热熔胶解忧愁,还能确保音箱的密封性。

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接上一个无极电容用作分频接上一个无极电容用作分频

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背面那就丑一点吧,反正看不见3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识

装个机

选了下功放板,综合考虑了功率(太小推不开,太大浪费也容易烧单元)、成本、体积(太大了箱子放不下)、供电需求(用锂电池供电),这些就基本限定了要选择D类功放芯片,A类或者AB类由于放大效率原因导致供电系统太庞大和复杂,绝大多数需要交流电甚至双电压,而且发热巨大在密封塑料箱里能把边上的锂电池烤炸3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识。结合功率我最终选择了TA2021芯片,虽然功率略显低了点,T类功放(特指Tripath公司的D类功放芯片,为了区别於用脉宽调制原理设计的D类功率放大器,Tripath把这种音频功率放大器称作T类功率放大器,它的诀窍是使用一个50兆赫兹的采样系统来驱动放大器,2007年被Cirrus Logic 凌云逻辑收购,也就是苹果公司音频主要供货商的那个思睿),功率够,效率高,散热好(无需夸张的散热器,节约空间),12伏供电(便于使用锂电池)。

其实德州仪器的TPA32XX系列的芯片(比31XX系列好一些)是我最喜欢的,之前做过好几个3221和3250的箱子,这次是觉得这几款功率过剩而且也想换换口味(最重要是省钱)。另外英飞凌的ma12070也不错,是多级开关技术的全集成 IC,支持 4-26V 电源电压范围,价钱不贵,高动态范围,低失真,低噪音,不容易出恶声,是拓品和双木三林最喜欢的芯片3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识

另外选的这块板,带有两个继电器,组成了喇叭保护和开机延时电路,做到开关机均无冲击声及保护喇叭。顺便说下喇叭保护,如果功放输出功率瞬时过大(主要是开关机时或者开机抽拔音频输入或者其他操作失误),由于正反馈产生自激放大,而且可能直流电位偏离零电平,喇叭要承受较高的驱动电压和较大的驱动电流,轻者产生固定磁场音圈恢复不到原位影响声音,重者喇叭就会被烧毁。因此需要设置相应的保护电路以防止喇叭的烧毁,其实这对挺便宜的喇叭说实话没必要,但是也间接解决了冲击音的困扰。

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随手在马老板家找了一下,看着这块做工不错,尺寸也合适,就选吧。

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至于蓝牙板芯片的选择。主流的5.0芯片如下。考虑到手机都是安卓系统,就选一个5125芯片,如果是苹果全家桶那就选个3003就够了,反正再多的编码也没用3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识

于是又在马老板家找了一块。特点是带继电器切换,可以在蓝牙和有线模拟输入之间做一个物理的隔离输入。

当然蓝牙板和功放板继电器,在夜深人静的时候,还是明显听见音频信号切换和开关机时候,继电器上电时候"咔搭"一声,就看个人取舍了,不喜欢的可以输入改成开关控制的全隔离,或者直接绕过蓝牙板到功放输入端。至于喇叭保护,还可以采用热敏、压敏电阻或者采用保护氖泡,不过也有缺点,热敏、压敏电阻启动和恢复过程都需要几秒到十几秒,而且必须在降低其输入功率一半以下,器件才会恢复正常工作状态。另外还有一个很少见的方法,就是使用可控硅。

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为了保障锂电池的寿命,又选择的一块板对电源和电池供电的切换(其实一般的电池组没必要,都带控制板的),以及一块电池电量显示随时掌握电量。

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电池是一个12v三串四并10000mAh的锂电池,就是要持久3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识

一个5寸带盆架的低音被动振膜增加低频的量感,一般被动盆选择要大于主动喇叭单元的面积,这样推动空气的体积更能营造出低音的感觉,所以两个3寸公用一个被动盆就选择4.5寸以上。当然也不要选择过大的尺寸,不然主动单元工作时候带的空气压强差,又由于被动盆质量过大导致带不动。另外空间允许,尽量选择带盆架的被动盆,盆架的约束能使盆面更加垂直运动,让低音相对更加干净和有弹性。

塞点隔音棉,增加箱子容积也减少箱体共振。

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听个响

到此基本完成了音箱制作,说实话这档次也没必要作什么调音(也没条件和能力真正地调音),蓝牙音箱先天的码率的问题,再加上3d打印壳体强度,以及狭小内部空间没有做声学处理和电磁隔离,何况还有3寸小单元本身素质限制,这些都导致自己DIY的这个音箱只能是听个响。使用场景应该是80后的我拎着它去卫生间蹲坑听周华健神曲的《来也匆匆去也冲冲》3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识……

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3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识手机不能发视频(也可能是我不会……),本来还想让大家对比下,与同是三寸中低音加一寸高音的惠威x3,以及和普瑞声纳的R65。只能贴一张图,简单描述下:在于x3对比时,即使增加了被动盆低频量感有所提升,低音下潜还是有可闻的差距;高音延展在AB对比下也略有不足。不过毕竟价钱在这样,虽然惠威向来溢价不小,但是要这都打不赢,那真的可以倒闭了。至于和普瑞声纳R65,其实是没有可比性的,无论是尺寸和价钱,其实也包括大公司的调校,导致了那肯定是一耳朵的差距,6.8平方英寸AMT气动高音单元在细节和瞬态上具有先天优势,6.5寸凯夫拉低音在下潜和力感也是小尺寸单元无法比拟的。

总结下,索威这个3寸同轴比同尺寸的国产全频单元(如莞音、曲泉、睿凡,给我感觉基本一个代工厂出来的,哪家便宜选哪家)在高音细腻和延展要稍好,整个频响曲线也相对更平顺,瞬态也略好,毕竟是增加了一个高音单元的二分频。总体来说闲鱼上70元一对左右还是很值得选择来DIY的,比某些JY产的所谓JBL、Bose、Peerless拆机喇叭还是靠谱多了。

最后一算,比买个蓝牙音箱还贵,真是败家3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识

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  • 很好看,提手是宜家买的吗

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    tb收宜家北欧风格牛皮提拔就好了……实际上是家具的门把手。 [皱眉]

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  • 接线图有吗?抄作业

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    接线其实很简单的,因为每块板子上它都有明确的接线提示,你只需要整个接线的流程就是了。电源和锂电池先连接到电源切换板(其实可以不用切换板,锂电池组一般到控制板),然后输出并联连接负载功放板和蓝牙板,在这里的连接线正极线上接一个开关。如果两个功放板和蓝牙版隔离做不好,可能会有明显的共地底噪,那就在蓝牙板接上电源隔离模块(选蓝牙板是因为它功率低模块便宜,可以tb搜k-cut电源隔离)。如果想音箱有音量调节功能,就在蓝牙板的音频输出上串联一个双联电位器(最好选择A型,B型一般用于音调调节用于音量不好控制,阻值10k-50k之间合适,因为在弱信号上建议10k),然后连接到功放板的输入端,接上喇叭就👌了。

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    我好好学习一下,做一个木制的!

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  • 专业!我图便宜买了一堆斐...讯的R1,准备改对箱,都一年了没动手 [傻笑]

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    嗯,之前也买了个研究过,r1有一个1.25寸丝膜球顶高音,一个2.75的中低音,还有两个被动盆,配置还是挺高的。用了一块单声道的ak7755解码,和一块tpa3118的功放。如果想改单声道的蓝牙音箱就买块蓝牙i2c模块往7755的对应i2c引脚输入信号,不过这个难度很大,qhn36分装很难焊接;绕过这个解码就买块蓝牙解码板(如改造智能音箱经常用的小紫卡),往3118的3引脚(左声道)12引脚(右声道)输入信号。不过我最后还是选择掏空里面的板,直接买了块蓝牙功放一体板,手笨嫌麻烦 [大囧]

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  • 属实有点超纲了, 不过技术贴看看 受益匪浅。支持

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    [吃药] 感谢支持哦

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  • 请教一下,想搞一个小小的很小的桌面音箱,可以直接接台式机的

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    接电脑的有源音箱还是简单的,你要先确定下自己的需要哦,如果桌面空间够大那就单元尺寸选大一点,底大一级压死人,音效肯定会相对好些;如果空间不够那就选3-4寸的党员。如果喜欢低音够劲那就做可以1对全频+1个低音单元组成2.1;喜欢更加均匀一点,那就2.0,主要集中人声部分可以1对全频喇叭,追求全频段就要两分频甚至三分频。确定了单元才能按照参数设计箱体选择配套功放。根据你说的很小的一对,那就是2-3寸全频或者同轴,这种单元功率需求很小,你为了方便可以选择5v的功放板,直接从电脑USB取电;你甚至可以选择增加一个USB解码板,这样可以一条USB连上直接可以播放声音了。PS:如果你选择好了单元和相关器材,告诉我尺寸,我可以给你画一个3D图,方便你拿去3d打印或者木料加工。

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    iLoud mm 我现在就在用 口碑不错的

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  • 硬核 [小眼睛] zsbd

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  • 好屌 [口水] [口水] zsbd

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  • 太专业了 学不来!

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  • @去去去去去去区 你如果就是需要一个小音箱,对音质追求不高,可以选择2-3寸的全频或者同轴做2.0,这些单元功率需求都较低,一般规范选择2X10w就够了,你要想更方便还可以直接选5v的功放板从USB接口取电,设置你还可以加1块usb解码板直接从USB输入音频信号,这样只要插上一条USB线就实现了声音播放。PS:如果你选定了单元和器材,告诉我尺寸,我可以给你画个3D图,方便你3d打印或者箱体加工。

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  • 有3d打印需要可以帮忙画图 [皱眉]

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  • 无意间得到两个一寸小喇叭,用瓶子临时做了个箱体,音质还可以,正考虑用木头做个小迷宫箱体,再加块蓝牙功放板,当一个书桌音箱

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  • 这就像胶佬玩胶,开心就好

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  • 哈哈哈,同好握个爪。。。
    不如直接买个M230

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