ПРОЕКТНАЯ РАБОТА НА ТЕМУ: «Как самому собрать переносной усилительный комплекс»

     ПРОЕКТНАЯ РАБОТА

                 НА ТЕМУ:

«Как самому собрать переносной усилительный комплекс»

Выполнил:

учащийся 4 класса «В»

МАОУ Лицей № 11

Крмыш Никита

Руководитель:

учитель начальных классов

Кравченко Виктория

Владимировна

Красноярск 2015

Содержание.

1. Введение

2.Теоретическая часть

1.  Когда появились звуковоспроизводящие устройства

2.  Какие виды акустических систем существуют

3. Практическая часть.

1.  Подбор элементов для работы ( динамики, усилитель, блок питания)
2.  Монтаж элементов на экспериментальном стенде.
3.  Исследование влияния разных вариантов акустического оформления на качество звука.
4.  Проектирование переносной колонки.
5.  Сборка устройства.
6.  Сравнение стоимости и качества звучания домашней колонки и похожей по параметрам в магазине.

4. Заключение.

5. Список литературы.

 1.Введение.

       Меня заинтересовала эта тема, потому что я люблю очень громко слушать любимую музыку. В моем телефоне много музыки, но громкий и качественный звук динамики воспроизводить не позволяют. Поэтому мне захотелось подключить небольшую колонку и наслаждаться музыкой. Я поискал в магазинах колонки. Но ничего подходящего на тот момент не нашел. Так как мой папа сам сделал для дома большие хорошие колонки, то я решил поэкспериментировать и собрать с его помощью небольшой усилительный комплекс для своего телефона.

Цель: Собрать колонку с такими же параметрами, как  магазинная, но дешевле по стоимости.

Задачи:

1. Составить список нужных материалов для сборки колонки.
2. Исследовать звучание динамиков в разных акустических оформлениях.
3. Провести сравнение воспроизводимого звучания в разных акустических оформлениях .
4. Выявить лучший вариант и оценить затраты на сборку.
5. Собрать усилительный комплекс.

   Объект исследования  - звук, воспроизводимый переносным усилительным миникомплексом.

    Предмет исследования  - миниусилительный комплекс

   Гипотеза: «Я предполагаю, что смогу собрать дома усилительный комплекс не хуже магазинного и при этом потратить меньше денег».

2.Теоретическая часть.

2.1.  Когда появились акустические устройства.

     Трудно сказать когда люди впервые заметили , что колеблющаяся мембрана способна создавать звук. Простейшим примером могут служить две пустые консервные банки, донышки которых соединенны туго натянутым шпагатом. Если в одну из них говорить, то колебания воздуха от нашего голоса, заставят вибрировать стенку банки. А та в свою очередь заставит колебаться шпагат, который передаст колебания на стенку второй банки, от вибрации которой и возникнет звук, звуковые волны в воздухе.

    Первый прибор способный записывать и воспроизводить звук, был изобретен 21 ноября 1877 года Томасом Эдисоном .

    Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука. Звуковая дорожка фонографа размещается по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане. При воспроизведении игла, двигающаяся по канавке, передаёт колебания на упругую мембрану, которая излучает звук. .

   На принципе преобразования звуковых колебаний построены все звуковые системы. Правда сейчас колебания передают не игла или шпагат, а электрические импульсы, но все равно их преобразует в звук колеблющаяся мембрана.

2.2. Какие виды акустических устройств существуют.

   Существует несколько способов преобразовать электрические импульсы в звук:

                                  1. Электромеханическая головка.

   Самые первые такие устройства были разработаны во второй половине 19 века, изобретателем считают Александра Белла, который придумал устройство для своего телефона. Конструкция Белла состояла из металлической мембраны и катушки дополненной изнутри постоянным магнитом. Подавая сигнал на катушку, она превращается в переменный электромагнит и передает колебания металлической мембране, таким образом образуется звук. 

Современная электромеханическая головка имеет легкую мембрану (диффузор)из прессованной бумаги или полимеров, мощный магнит и катушку намотанную проводом из медных сплавов.

    Конструкция современной электромеханической головки

2. Электростатический громкоговоритель.

       Все наверно видели, как тоненькая пленочка целлофана притягивается к шерстяной кофте. Её притягивает статическое электричество. На этом принципе сделан электростатически громкоговоритель. Тонкая пленка лавсана натянута на рамку между двумя металлическими электродами, к которым подведено напряжение в несколько тысяч вольт. Они  притягивают пленку, которая колеблясь издает звук.

  Электростатические громкоговорители имеют очень высокое качество звучания, но очень дороги в производстве . Поэтому такие громкоговорители в дальнейшей работе мы не будем рассматривать.

    В своей работе я буду использовать электромеханические звуковые головки, потому что они широко распространены и доступны.    

3. Практическая часть.

3.1. Подбор элементов для работы ( динамики, усилитель, блок питания).

    Перед исследованием я подготовил нужные детали. Используя интернет, я выяснил что звукоусилительный комплекс состоит из усилителя который усиливает сигнал от источника, динамиков, блока питания, корпуса.  Так как я хотел сделать комплекс переносным, то еще требовался аккумулятор, что бы работать без розетки.

Я взял аккумулятор от старого детского электрического мотоцикла, блок питания от старого компьютера. Провода, зажимы, болты и гайки были у папы в гараже.

Пришлось докупить: набор из двух динамиков HYUNDAI, блок усилителя,USB адаптер.

На телефон,скачал образцы музыки и тестовые сигналы из интернета.

3.2. Монтаж элементов на экспериментальном стенде.

   Я начал эксперимент с того, что оборудовал комнату мягкими подушками для того чтоб не было отражения звуков от стен.

   Сначала я подвесил динамики на проводах на железную палку которую держали два стула, я подключил усилитель к динамикам, они работали, но звук был не естественный, не было низких частот, басовых звуков.

 Происходило это потому, что  двигаясь вперед, диффузор сжимает воздух перед собой и разрежает его позади себя. В результате этих сжатий и разрежение воздуха создаются звуковые волны распространяющиеся со скоростью приблизительно 340 м/сек, Однако звуковые волны от передней и задней сторон диффузора (вследствие того, что одна создается сжатием, а другая — разрежением воздуха) различаются по направлению и гасят друг друга. Этот эффект называют акустическим коротким замыканием.              

3.3. Исследование влияния разных вариантов акустического оформления на качество звука.

    Я поставил картон вокруг динамиков, для того чтобы отделить переднюю часть динамика от задней и исключить эффект акустического короткого замыкания. Звук стал намного лучше, появились басы, и динамики стали звучать намного громче, появился стереоэффект.

   Потом я начал сдвигать  динамики друг к другу, что бы проверить качество стереоэффекта на разных расстояниях. Стереоэффект  стал хуже. Потому что динамики стояли близко друг к другу.

   Затем я попробовал развернуть динамики в разные стороны. Когда угол разворота стал тридцать градусов стереоэффект стал гораздо качественнее.        Произошло это потому, что звуковые волны расходясь в разные стороны, как бы отодвигали динамики друг от друга.

3.4. Проектирование переносной колонки.

    Так как  ходить с большими листами картона, чтобы получить качественное звучание неудобно, поэтому я решил установить динамики в корпус.

 Я подготовил две коробки - одну маленькую и одну большую для того, чтобы сравнить в какой коробке лучше звук.  Сначала я взял  большую коробку измерил её размеры и вставил в неё динамики. Но случайно мы подали на динамики очень большую мощность и один динамик сгорел. Все динамики выдерживали определённую мощность на которую рассчитаны.  Динамик сгорел потому что катушка перегрелась от большой мощности, но я купил новые динамики и продолжил эксперименты.

     Я купил комплект новых компонентных динамиков в каждом из которых есть  ещё по 1 средне частотных и по 1 высокочастотной головке  .

3.5. Сборка устройства.

       Все компоненты у меня были и мы приступили к проектированию колонки.

Сначала на столе мы собрали электрическую схему, соединили все провода и включили ее. Все работало, необходимо было подобрать корпус таких размеров, что бы вместились  все компоненты и остался необходимый объем для динамиков. Сначала мы с папой думали сделать корпус из фанеры, но эта работа заняла бы очень много времени. Хорошо, что у моего дяди в гараже нашелся пластмассовый ящик из под инструментов. Он подошел нам по размерам. Я его вымыл, затем я  папой попробовал разные варианты размещения компонентов. После чего я расчертил ящик и мы с папой вырезали отверстия с помощью дрели и пилы. Затем я  с папой смонтировал схему  внутри ящика, закрепил аккумулятор, с помощью паяльника распаял  внутренние провода вставил на переднюю панель USB адаптер и колонка готова.

3.6. Сравнение стоимости и качества звучания домашней колонки и похожей по параметрам в магазине.

Были приобретены

• комплект динамиков стоимостью 383 рубля
• усилитель с USB адаптером стоимостью 560 рублей.

Общие денежные затраты 943 рубля.

Сравнение с заводскими бумбоксами:

1. SUPRA BTS-900

2. Philips OST 690-10

 3.Telefunken TF-SRP3401  

4.TDK A 73      

5.Philips AZ1-12    

     Из сравнительной таблицы следует, что устройства похожей мощности стоят больше десяти тысяч рублей. А те, что дешевле, намного меньшей мощности и не имеют встроенного аккумулятора большой ёмкости для длительно использования.

4. Заключение.

       В ходе своей работы мы собрали переносную акустическую систему.

Всего мы потратили  943 рубля.

За эти деньги мы получили систему  мощностью 15 вт, с хорошим качеством звучания, способную воспроизводить звук от разных источников. Мы использовали аккумулятор большой  емкости, который позволяет системе работать много часов без подзарядки.

Промышленные системы такой мощности стоят в несколько раз дороже.

      В дальнейшем я собираюсь поработать над внешним оформлением устройства, вставить в устройство внутренний блок питания, для работы от сети и зарядки аккумулятора. А также смонтировать разъем для подключения комплекса к мобильному телефону и установить Bluetooth адаптер.

     Для улучшения звучания, я по совету папы планирую оклеить ящик внутри вспененным полиэтиленом, для уменьшения вибраций.

    В ходе работы я научился пользоваться ручным инструментом, шуруповертом, измерять с помощью штангенциркуля, паять.

5. Список литературы.

1.http://patentdb.su/4-1771083-ustrojjstvo-dlya-stereofonicheskogo-zvukovosproizvedeniya.html

2.https://ru.wikipedia.org