टिनी* हाई-फिडेलिटी डेस्कटॉप स्पीकर (3डी प्रिंटेड): 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मैं अपने डेस्क पर बहुत समय बिताता हूं। इसका मतलब यह हुआ कि मैंने अपने कंप्यूटर मॉनीटर में निर्मित भयानक टिनी स्पीकरों के माध्यम से अपना संगीत सुनने में बहुत समय बिताया। गवारा नहीं! मैं एक आकर्षक पैकेज में वास्तविक, उच्च-गुणवत्ता वाली स्टीरियो ध्वनि चाहता था जो मेरे छोटे डेस्क पर मॉनिटर के नीचे फिट हो। विशिष्ट "कंप्यूटर स्पीकर" हमेशा लेट-डाउन होते हैं, इसलिए मैंने कुछ बुनियादी लाउडस्पीकर डिज़ाइन और इंजीनियरिंग सिद्धांतों को लागू करने के लिए बिना किसी समझौता (ठीक है, कम-समझौता की तरह) वक्ताओं की एक जोड़ी बनाने के लिए निर्धारित किया है, जो उनके आकार के लिए होगा। किसी भी ऑडियोफाइल को प्रभावित करें।

पेश है मेरे HiFi परिवार में सबसे नया जोड़ा, "किटन" नैनो-HiFi डेस्कटॉप स्पीकर। (अब बेहतर नामों के लिए प्रस्तुतियाँ स्वीकार करना)

ये स्पीकर लगभग 4.25 इंच (10.8 सेमी) लंबा, 2.75 इंच (7 सेमी) चौड़ा और लगभग 4.5 इंच (11.4 सेमी) गहरा है, जिसमें बाध्यकारी पोस्ट शामिल हैं, और एक छोटे पैकेज में शानदार ध्वनि के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे पीएलए फिलामेंट का उपयोग करके एक विशिष्ट एक्सट्रूज़न 3 डी प्रिंटर का उपयोग करके बनाए गए हैं। आइए इसमें शामिल हों!

आपूर्ति

भागों और सामग्री:

• 4x ऑरा "कौगर" NSW1-205-8A 1" स्पीकर ड्राइवर
• 2x 0.2 एमएच क्रॉसओवर इंडक्टर्स
• 2x 2.4 ओम "ऑडियो ग्रेड" प्रतिरोधक
• 'प्लास्टिक की लकड़ी' या इसी तरह की लकड़ी का भराव
• 'परफेक्ट प्लास्टिक पुट्टी' या इसी तरह का फिलर
• स्प्रे प्राइमर और पेंट
• सुपर गोंद
• आरटीवी सिलिकॉन सीलेंट या समान
• 4x वायर टर्मिनल / बाइंडिंग पोस्ट
• लगभग। 3-4 फीट 18-20 गा इंसुलेटेड वायर
• महिला कुदाल कनेक्टर्स
• 4x M2x12 मशीन स्क्रू
• 4x M2 नट
• 4x M2 वाशर
• 1/8" - 1/4" मोटे प्लाईवुड या समान मजबूत बोर्ड के दो छोटे टुकड़े

उपकरण:

• 3डी प्रिंटर और पसंद का फिलामेंट
• सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर
• सैंड पेपर और/या नेल फाइल्स, 200-1000. के विभिन्न ग्रिट्स
• वायर स्ट्रिपर्स/कटर, xacto चाकू, और कुछ अन्य बुनियादी उपकरण सहायक होंगे

चरण 1: लक्ष्य और बाधाएं

मैं इसे जानता हूं या नहीं, जब मैं कुछ बनाता हूं तो मैं दो चीजों के साथ मौलिक रूप से शुरू करता हूं। लक्ष्य और बाधाएं। तो वे यहाँ हैं।

लक्ष्य:

• बास विस्तार जितना संभव हो उतना कम। उम्मीद है, बास शुरू होने से पहले 90 - 100 हर्ट्ज बहुत शांत हो जाएंगे।
• स्वीकार्य सुनने की मात्रा। पहले से ही बहुत सारे छोटे स्पीकर हैं जो सभी आवृत्तियों पर बहुत अच्छे लगते हैं; इन्हें हेडफोन कहा जाता है। समस्या यह है कि आपको उन्हें अपने सिर पर चिपकाना होगा। जाहिर है कि मैं ऐसा नहीं कर रहा हूं, और उन्हें कुछ ही दूरी पर सुनने योग्य बनाना थोड़ा मुश्किल है।
• फ्लैट आवृत्ति प्रतिक्रिया। बड़े प्रतिध्वनि, चोटियों और घाटियों को खत्म करने का प्रयास करें जिनसे अधिकांश छोटे वक्ता पीड़ित हैं।

प्रतिबंध:

• आकार। स्पीकर मेरे कंप्यूटर मॉनीटर के नीचे फिट होने चाहिए, इसलिए यह लगभग 4 इंच से अधिक लंबा और 5 इंच गहरा नहीं हो सकता। मैंने निर्धारित किया कि लगभग ५०० एमएल का आंतरिक आयतन एक अच्छा लक्ष्य है। इसके अतिरिक्त, क्योंकि मैंने अपने विश्वविद्यालय में एक 3D प्रिंटर का उपयोग किया था, मैं लगभग 250 ग्राम मुद्रण सामग्री तक सीमित था।
• लागत। मेरे पास इन स्पीकरों पर खर्च करने के लिए एक मिलियन डॉलर नहीं हैं, इसलिए कोई विदेशी सामग्री, उपकरण या पुर्जे नहीं हैं।
• जटिलता। यह कुछ हद तक लागत के साथ संरेखित होता है, लेकिन मेरे कौशल स्तर और समय के साथ भी। यह शायद मुझे एक 'फुलरेंज' डिज़ाइन तक सीमित कर देता है क्योंकि यह 2- या 3-वे डिज़ाइन की तुलना में बहुत सरल है और इसके लिए महंगे क्रॉसओवर घटकों की आवश्यकता नहीं होती है।
• सौंदर्य की दृष्टि से मनभावन डिजाइन। क्योंकि मुझे दिन भर इन्हीं चीजों को देखना पड़ता है।

चरण 2: चालक चयन

लक्ष्यों और बाधाओं को ध्यान में रखते हुए, यह समय है…. खरीदारी के लिए जाओ?

ये सही है। क्योंकि ड्राइवर किसी भी स्पीकर का दिल होते हैं, मैंने पहले एक ड्राइवर चुना और बाकी स्पीकर को उसके चारों ओर डिज़ाइन किया। क्योंकि मैंने इनमें कुछ विचार करने की योजना बनाई थी, मुझे न केवल फिट होने वाले ड्राइवरों की आवश्यकता थी, बल्कि निर्माता द्वारा प्रदान किए गए अच्छे चश्मे और माप भी थे। मैं समझूंगा कि ये एक मिनट में क्यों महत्वपूर्ण हैं, लेकिन इनके बिना मेरे स्पीकर का डिज़ाइन मूल रूप से एक पूर्ण अनुमान बन जाता है।

इसलिए मैंने स्पीकर घटकों, पार्ट्स एक्सप्रेस को खरीदने के लिए अपनी पसंदीदा साइट खींची, और 1" - 2" रेंज में "फुलरेंज" ड्राइवरों की तलाश की। मुझे ये मिले, ऑरासाउंड "कौगर" (यही वह जगह है जहां से मैंने अपने वक्ताओं के नाम के लिए "बिल्ली का बच्चा" लिया है। इसे प्राप्त करें?) जिनमें कुछ अच्छे गुण हैं।

• छोटा आकार। जितना छोटा उतना अच्छा।
• सस्ता। केवल लगभग $ 10.50 प्रत्येक।
• इस तरह के छोटे ड्राइवर के लिए उत्कृष्ट मिडरेंज और ट्रेबल प्रदर्शन, और आश्चर्यजनक रूप से कम बास प्रतिक्रिया।
• अच्छा पावर हैंडलिंग, इसलिए मैं बिना किसी चिंता के उन्हें थोड़ा सा क्रैंक कर सकता हूं।

इन ड्राइवरों को ध्यान में रखते हुए, डेटा शीट डाउनलोड करने और अनुकरण करने का समय आ गया था।

चरण 3: स्पीकर सिमुलेशन

एक संभावित ड्राइवर उम्मीदवार के चयन के साथ, मुझे सिमुलेशन चलाने और अपने स्पीकर पसंद और संलग्नक डिजाइन की प्रभावशीलता का न्याय करने के लिए सॉफ़्टवेयर के कुछ टुकड़ों की आवश्यकता थी। इसलिए मैंने बुनियादी बाड़े में एकल ड्राइवर का अनुकरण बनाने के लिए कुछ चरणों का पालन किया।

मैंने जो पहला प्रोग्राम इस्तेमाल किया उसे स्प्लट्रेस कहा जाता है। इसका एक संस्करण यहां मुफ्त में उपलब्ध है। यह एक बहुत ही सरल सा प्रोग्राम है। इसका उपयोग करने के लिए, मैंने पहले अपने चुने हुए ड्राइवर की आवृत्ति प्रतिक्रिया और प्रतिबाधा प्रतिक्रिया ग्राफ़ की एक छवि आयात की। फिर, अपने कर्सर के साथ भूखंडों को ट्रेस करके, मैं भूखंडों की छवियों को फाइलों में परिवर्तित करने में सक्षम था, जो कि सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकता है।

इसके बाद, मैंने Boxsim नामक प्रोग्राम का उपयोग किया। नवीनतम अंग्रेजी संस्करण यहां उपलब्ध है। मैंने एक नई परियोजना बनाई और प्रारंभिक सेटअप के साथ पीछा किया। फिर, मैंने अपने ड्राइवर के लिए डाउनलोड की गई डेटा शीट को संदर्भित करते हुए, मैंने सभी आवश्यक ड्राइवर डेटा को भर दिया। सबसे नीचे, आवृत्ति और प्रतिबाधा प्रतिक्रिया डेटा इनपुट करने का विकल्प है। यह वह जगह है जहां मैंने स्प्लट्रेस का उपयोग करके बनाई गई फाइलों में लोड किया था। फिर मैंने टैब के माध्यम से क्लिक किया और संलग्नक प्रकार, आयाम और ट्यूनिंग आवृत्ति के लिए प्रारंभिक अनुमान जोड़े, क्योंकि मैंने एक पोर्ट किए गए संलग्नक का उपयोग करने का निर्णय लिया था। एक हवादार बाड़े ने मेरे लिए दो लाभ प्रदान किए। सबसे पहले, कम आवृत्ति के लिए बंदरगाह को ट्यून करने की क्षमता, उम्मीद है कि बास प्रतिक्रिया को थोड़ा बढ़ा दें। दूसरा, यह ड्राइवर को अधिक स्वतंत्र रूप से चलने की अनुमति देता है और एक सीलबंद बाड़े की तुलना में थोड़ा अधिक कुशल होना चाहिए। यह देखते हुए कि वेंट को बाड़े के एक अभिन्न अंग के रूप में सटीक रूप से डिज़ाइन और मुद्रित किया जाएगा, यह कोई ब्रेनर नहीं है।

बॉक्ससिम में सभी आवश्यक जानकारी सही ढंग से दर्ज करने के साथ, मैंने 'एम्पलीफायर 1' मेनू के तहत एकल ड्राइवर को एम्पलीफायर से जोड़ा और जब मैंने "ओके" मारा तो मुझे एक दिलचस्प ग्राफ के साथ प्रस्तुत किया गया जो यहां दिखाए गए जैसा दिखता है। सफलता! अब मेरे पास टिंकरिंग शुरू करने के लिए आधारभूत आवृत्ति प्रतिक्रिया सिमुलेशन था।

चरण 4: लाउडस्पीकर डिजाइन विकसित करना

मेरे पहले अनुकरण के साथ, यह समझने का समय था कि यह जानकारी मेरे डिजाइन विकल्पों का मार्गदर्शन कैसे कर सकती है।

मुझे वाई-अक्ष पर एसपीएल (जोर, डीबी में) और एक्स-अक्ष पर आवृत्ति के साथ एक सामान्य आवृत्ति प्रतिक्रिया साजिश के साथ प्रस्तुत किया जाता है। एक आदर्श वक्ता के पास इस ग्राफ़ पर एक सीधी रेखा होगी, जो २० हर्ट्ज़ से २०,००० हर्ट्ज़ तक होगी। इस प्रकार, मेरा लक्ष्य अब अपने स्पीकर को इस काल्पनिक आदर्श स्पीकर के जितना संभव हो उतना करीब बनाने के लिए जो कुछ भी पैरामीटर कर सकता था, उसमें बदलाव करना था।

इसके साथ ही दो समस्याएं तुरंत सामने आ गईं।

पहले लगभग 1000 हर्ट्ज से ऊपर के ग्राफ में महत्वपूर्ण टक्कर थी। कुछ समीकरण और/या कुछ एनालॉग फिल्टर के साथ, यह हल करने के लिए एक साधारण समस्या हो सकती है … अगर यह मेरी दूसरी समस्या के लिए नहीं थे।

मैक्स पर क्लिक करना। एसपीएल टैब मैंने एक समान दिखने वाली आवृत्ति प्रतिक्रिया प्लॉट देखा। हालांकि, दूसरे के विपरीत, यह प्लॉट दिखाता है कि स्पीकर अपनी अधिकतम शक्ति सीमा या अधिकतम भ्रमण सीमा को पार करने से पहले दी गई आवृत्ति पर सबसे जोर से बजा सकता है। इस प्रकार, भले ही मैंने बास के साथ तिहरा अधिक प्राप्त करने के लिए कुछ बराबरी का उपयोग किया हो (बारीक और स्पीकर के साथ 'स्टिक' नहीं करता है, अगर वे इधर-उधर हो जाते हैं) या एनालॉग निस्पंदन (महंगा, जटिल और भारी), मैं केवल अपने संगीत को लगभग 80 डीबी पर पूरी तरह से सबसे अधिक जोर से चला पाऊंगा। जबकि 80 डीबी वास्तव में काफी जोर से है (वैक्यूम क्लीनर या कचरा निपटान के बारे में सोचें), ध्यान रखें कि यह स्पीकर की क्षमता की बहुत सीमा पर होगा, जो कि एक अच्छी जगह नहीं है। वक्ताओं को स्वयं को नष्ट करने या विकृत कबाड़ की तरह लगने से रोकने के लिए, मुझे अपनी सीमा से पहले एक अच्छी मात्रा में हेडरूम चाहिए था। वहां पहुंचने का एकमात्र तरीका या तो एक अलग (लगभग निश्चित रूप से बड़ा) ड्राइवर चुनना था या डबल डाउन करना था।

चरण 5: लाउडस्पीकर डिजाइन को अंतिम रूप देना

इसलिए, जैसा कि आपने निश्चित रूप से इस निर्देश की शुरुआत में देखा था, मैंने दोगुना करना चुना। पार्ट्स एक्सप्रेस पर उपलब्ध 2 ड्राइवरों की तुलना में, इनमें से दो को कीमत के लिए अधिक या अधिक प्रदर्शन प्रदान करना चाहिए। और, ईमानदार होने के लिए, मुझे दो स्टैक्ड ड्राइवरों का लुक पसंद आया। सौंदर्यशास्त्र भी मायने रखता है:)

Boxsim में डुप्लीकेट ड्राइवर जोड़ना बहुत आसान था। मैंने बॉक्ससिम में एक नई परियोजना बनाई, प्रारंभिक सेटअप पर ड्राइवर की प्रतिलिपि बनाई, और बाड़े और चकरा को परिभाषित करने के लिए "सामान्य बाहरी आवास" सेटिंग्स का उपयोग किया। ऐसा करने के साथ, परिणाम बहुत अधिक आशाजनक लग रहे थे। अब मेरे पास 5-10 डीबी अतिरिक्त हेडरूम था, और एक चिकना समग्र वक्र था। मैंने बाड़े की मात्रा, ट्यूनिंग आवृत्ति, और स्टफिंग के साथ बेवकूफ बनाया जब तक कि मुझे एक संयोजन नहीं मिला जो मुझे वास्तव में 0.45 लीटर, 125 हर्ट्ज और 'हल्के ढंग से भरवां' पर पसंद आया।

इन्हें डिजाइन करने की प्रक्रिया के दौरान, मैंने बफ़ल स्टेप नामक एक घटना के बारे में सीखा, जिसे विवर्तन हानि के रूप में भी जाना जाता है, जो स्पष्ट रूप से अधिकांश उच्च गुणवत्ता वाले वक्ताओं के लिए एक प्रमुख विचार है। अनिवार्य रूप से, जब ध्वनि तरंगें स्पीकर से आती हैं, तो वे सभी दिशाओं में विकिरण करने का प्रयास करती हैं। स्पीकर के पीछे भी शामिल है। क्योंकि उच्च आवृत्ति वाली ध्वनियों में बहुत कम तरंग दैर्ध्य होता है, वे स्पीकर बॉक्स की सामने की सतह से उछलती हैं और श्रोता पर वापस गोली मार दी जाती हैं। लेकिन कम आवृत्ति की ध्वनियाँ, उनकी अधिक लंबी तरंग दैर्ध्य के साथ, स्पीकर के बाड़े के चारों ओर आसानी से झुक जाएंगी। इस प्रकार, उच्च आवृत्ति की ध्वनियाँ श्रोता को थोड़ी ऊँची प्रतीत होती हैं। सौभाग्य से, यह आसानी से सिर्फ एक रोकनेवाला और प्रारंभ करनेवाला के साथ तय किया गया है। यह ऑनलाइन कैलकुलेटर आपको कुछ इनपुट दिए जाने पर आपको आवश्यक मान बताएगा। वहां से, मैं अपने सिम्युलेटेड एम्पलीफायर के क्रॉसओवर सेक्शन में अपना बाफ़ल स्टेप करेक्शन सर्किट जोड़ सकता था और नए परिणाम देख सकता था। मैंने कैलकुलेटर के साथ थोड़ा सा काम किया जब तक मुझे कोई प्रतिक्रिया नहीं मिली जो मुझे घटक मूल्यों के साथ पसंद आया जो कि पार्ट्स एक्सप्रेस से उपलब्ध थे।

इस बिंदु पर यह महत्वपूर्ण है कि मैं साफ हो जाऊं और कहूं कि, ठीक है, मैंने थोड़ा धोखा दिया है।:(लेकिन यहां बताया गया है कि मैंने कैसे धोखा दिया और क्यों, इस मामले में, यह ठीक है।

इन्हें स्वयं बनाने के लिए धन्यवाद, मुझे पता था कि इनका उपयोग कहां और कैसे किया जाएगा। इससे मुझे थोड़ा ज्ञान प्राप्त हुआ जिसका मैं अपने लाभ के लिए उपयोग कर सकता था। दोनों स्पीकर मेरी मेज पर होंगे, एक बड़ी दीवार के ठीक ऊपर और दो बड़े, सपाट कंप्यूटर मॉनीटर के नीचे होंगे। आप देख सकते हैं कि यह कहाँ जा रहा है। ये सपाट सतहें कुछ हद तक एक बड़े ओल 'बैफल की तरह काम करेंगी, बास को इस तरह से बढ़ाएंगी कि Boxsim इसके बारे में जानने में सक्षम नहीं है। तो मैंने Boxsim को थोड़ा सफ़ेद झूठ कहा और यह दिखावा किया कि मेरे चकते वास्तव में १०० सेमी लंबे और चौड़े हैं। सॉरी नॉट सॉरी, बॉक्ससिम। मुझे लगता है कि एक विज्ञान की तुलना में अधिक कला:)

हालांकि, जब से मैंने ऐसा किया है, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण था कि वास्तविक जीवन के परिणाम वास्तव में "छोटे बाधक" और "विशाल बाधक" सिमुलेशन के बीच में कहीं झूठ होंगे।

चरण 6: संलग्नक और विधानसभा डिजाइन (सीएडी)

पहली बार लेखक प्रतियोगिता में प्रथम पुरस्कार