Рупор

Дратуте дорогие пикабубяне :) Ну как обычно сначала суть, потом "сопли" :) В общем, думал - думал, смотрел - смотрел (пишу - пишу, шутка - шутка :)) и надумал я себе новый, достойный моих кривых рук проект, а именно еще более сложное и интересное оформление под названием Tapped Horn, да не просто сложное, но еще и красивое, да так чтоб и глаз радовался, и гордость с мурашками одолевали глядя на это "чудовище" :) Ну и приплыл к этому....

И что вы думаете? Пеню я значит, пеню, а ко мне на встречу вылез "мумик" поприветствовать меня! =) (то ли третья бутылка водки была лишней... шутка, почти не пьющий ;)

Это знак ёптель... :))) в правильном направлении двигаюсь Товарищи!! (с)))

Едем дальше... ;)

Ну вроде что еще нужно, готов ведь гробик, затолкай в багажник, успокойся, да радуйся жизни?! (для любителей пустых багажников и перевозчиков картошки :)) тут вместилось 4,5 мешка картохи, помимо самого пациента, так что места еще навалом....)  А нннееет, хочу красиво, хочу чтоб глаз не отрывался от чудовища :) и чтоб рука, с туловищем не посмела что то новое создать увидев это ;) Поэтому было решение "одеть" его в рисунок, да не абы какой, а чтоб патриотично, да так, чтоб ребенок который внутри меня спит (27-ми летнего дятьки) проснулся и искренне порадовался. Отдал я его значит на покраску, в заботливые руки моей давней хорошей подруги, которая как раз таки, в отличии от меня, творить умеет....

И так, мысли собраны, "хотелка" успокоилась, и я передал своё "Хочу вот так" в её голову, и вот что из этого получилось.

Ну в общем вот что из этого всего получилось, можете лицезреть выше. Да теперь не стыдно и труп в багажник положить (разумеется свинину или говядину ;)

И так, чего я добился, первое: такого же эффекта как в старичке RA2 когда слышал этот "восклицательный" голос...

Второе: я получил быстрый и очень, очень плотный бас, плотнее, чем на обратно нагруженном рупоре, многие этого не любят, но точность звука я люблю, по этому мне "нраица"

Ну и третье, (наверное самое главное =)) +5 см, к длине 45см средне-статистического пикабушника :)) Просто классно осознавать, что с тобой катается часть истории и красивая вещица.

По части сборки, в этот раз как и всегда делал все кропотливо, "касествина" (можно краденный воздух перевозить в нем, там все герметично) и так сказать с запасом по переделкам. Те кто более менее сталкивались с "тапками" могли увидеть, что у меня есть предрупорная ("предтапковая" =) камера, в тапках ее как правило нет, но я её сделал с запасом на будущее, если приспичит попробовать больший калибр поршня/динамика, а пока там объём поджат пенопластом.

На этот раз пилил уже в прямом смысле в зассаном кошками подвале(у нас там как выяснилось дом для кошек...), ну а что делать, так удобней, "коморка папы карло" то в этом же подвале. Так же как обычно, подручные средства служили подставками, опорами, инструментами и прочем, как обычно "умею превратить кирпич в отвертку". Ну и как всегда все шкурилось, замазывалось и прочее необходимые процедуры. В общем текста сегодня мало, больше визуализации. Наслаждайтесь.

Всё, пока, поока(с) Д. Нагиев, т.п "Окна"

Приветствую всех! Как и обещал, выкладываю следующую порцию своих творений, кому то это стало интересно, и это радует ;) В общем что поменялось и изменилось, по сравнению с прошлым сабвуфером. Если вкратце, то поменялся сабвуферный динамик(а вообще просто хотелось чего то большего, сложного, да и руки чесались, поэтому и решил себе усложнить жизнь), в следствии чего и был рассчитан мной новый короб под новый динамик, и усложнение рупора. Не буду вначале много расписывать, поэтому переходим сразу к фото процесса, а трындёшь потом.

А тут маленький бонус от саба в виде сииисечки :))

И немного истории.

Сразу скажу, что первый свой сабвуфер (да и последующие) я пытался делать с «максимальным КПД материальных затрат», т.е первый обошелся чуть меньше 2000 рублей(фанера, клей, гвозди, краска, мелочевка), второй районе 2300 (что то оставалось с первого, что то докупалось). Да и когда делал свой первый саб, чтоб вы понимали из инструментов у меня были: ручная пила (она есть на фото в первом моём посте) карандаш, рулетка, советский тупой рубанок (который я затачивал прям об бордюр, потому как не было под рукой точила) подставкой для саба у меня служила подставка для обуви и шуруповёрт взял друга ( Сережа привеД :) все это приправлено тем, что на тот момент я жил в семейном общежитии… но это всё перекрывалось космическим желанием и энтузиазмом, а что из этого получилось вы могли лицезреть в прошлом топике.

Время шло, набирался опыта/знаний, жизнь менялась. В результате пришел к тому, что захотелось мне купить новый динамик и заодно усложнить конструкцию своего саба. И так я надумал продать свой первый сабвуфер и строить следующий.

Энтузиазм, как и холодное время года пёрли, поэтому решено было вычистить свой подвал и сделать из него, как выразился мой друг «коморку папы карло» ) в простонародье мастерскую. Задумано-сделано, попутно рассчитывая/чертя по вечерам проект, так же в моей истории начали появляться инструменты)) Первое что я приобрел это шуруповёрт (наконец-то ушел от средневековой пилы))) карандаши, наждачка, циркули, куча линеек, сделал себе здоровый стол, полочки, провел свет, в общем облагородился.

И так день выбран, поехали с другом и его пилой в «фанерный» магазин :) На первом фото мое счастливое табло светиться, и та самая циркулярочка (а парни то к успеху шли, уже и серьезный инструмент появился :) в общем договорился чтоб нам розеточку выделили и шоб мы прям там нарезали. Нашли паллеты, направляйку и понеслась… пила по контуру :) В общем «нарубив дров» увезли этот конструктор в каморку. Ну а затем постепенно, начал замеры, сборку, подпилы, зашкуривание и т.д. Орнамент сделал нанося спрей краску на обычную тюль, смекалка че уж... =) Как видно появились хитрости в виде скруглений, усовых гаек, монтажной пены, шпатлёвки по дереву, краски, всё это даёт +10 к силе и мастерству =) (если интересно опишу в следующий раз что это даёт и для чего это нужно) результат вы снова можете лицезреть. Если этот саб тоже понравился, то у меня есть еще что показать…. ;)

P.S

Я не могу пока оставлять комментарии и отвечать вам (мой любимый манул меня потопил, можете глянуть мой профиль почему =)  поэтому отвечу сейчас, общаться то хочется ))

ChromeOS отправлено 4 дня назад

У меня под окнами почти каждый день среди ночи проезжают такие "меломаны" с "обратным рупором" или хз чо у них там так орёт.

Хочется их гранатой...

По части «обратным рупором» =)) таких оформлений 5% из всех оформлений(это очень сложное, в правильном расчете оформление), это так к слову, отвечая на ваш вопрос, я так же как и вы ночью сплю, и поэтому так же негативно отношусь к этому по ночам.

maksblmko отправлено 3 дня назад #

Это пищевая пирамида) НАЕДАЛОВО!!!)) расходимся

Я не понял вас, поэтому без комментариев.

Ziksa52 отправлено 4 дня назад #

Как называется черная ткань, которую использовали для обшивки?

Ткань называется карпет, продётся в автозвуковых магазинах, я тогда брал по 250 рублей метр, бывает черная, серая.

TheSanych отправил 4 дня назад #

Достали идиоты, засовывающее эдакое в свою убитую чОрную затонированую тачку и долбящие окружающим по ушам.

Конкретно за себя скажу, что у меня не убитая японка тайота премио 240 кузов, без тонировки, в следующей серии фото выложу. По части долбежки окружающим по ушам, у меня сделана шумо/виброизоляция (тоже кстати сам все делал, и тоже если интересно могу выложить) и поэтому когда окна закрыты, слышно чуть чуть музыку без баса. Так что увы. Да и у меня такого особо фетиша озвучивать улицу нет.

FilimonAnd отправлено 4 дня назад #

Судя по спилу, там ножовкой и не пахло.

ответить

Rovern отправил 4 дня назад #

В распорных углах торец подработан ножовкой))) . Остальное в мебельном цехе по чертежам.)))

Спасибо мужики за комплимент)) честно, я даже другу этот комент показал, просто он знает и видел как я делал)) когда я как дурак во дворе своей бывшей общаги тупым рубанком (и точа его об бордюр) зажимая ногами пытаешься края выстругать опираясь все тоже на тот бордюр. А фото где лежит ручная пила, это делалось не отъезжая от базы, где купил лист фанеры, потому что не влазил в тачку. Я тогда знатно сгорел на солнце. Почему в ручную? потому что за распил бы я отдал больше чем стоило полтора листа фанеры на той базе где я купил фанеру. ;)

Вроде всем ответил :) На следующие комментарии отвечу наверное в следующем посте ;)

Мой прошлый пост https://pikabu.ru/story/obratnonagruzhennyiy_rupor_v_avtomob...

Ну в общем начну с предыстории своего первого собранного в ручную, обратно-нагруженного рупора для автомобиля(для незнающих, это та хрень в багажнике которая делает бум бум бум) не все же котиков вязанных да собачек выкладывать ;)

Однажды в прекрасную летнюю пору, сидел я за компом, залипая в экран :) Смотрел я на тот момент, разные видеоролики о "правильном" автозвуке, о "правильном" звучании аудиосистемы и о прочем "правильном". Поразмыслив/поискав, наткнулся я тогда на очень интересное оформление под названием обратно-нагруженный рупор (back-loaded horn) Загорелся им и решил воплотить в жизнь, чертеж, расчеты все дела, и вот что из этого получилось...

P.S Делал все впервые, пилой и где придется....

P.S.S Если будет интересно, буду выкладывать дальше свои "творения" там сложнее и интересней (там начали появляться инструменты :)))

Если мы хотим усилить голос, мы используем рупор. При этом многие люди полагают, что рупор просто не дает звуку рассеиваться по сторонам и направляет его в нужную сторону. Т.е. он берет от источника ту же акустическую энергию, которую источник излучал без рупора, и концентрирует ее в узкий пучок.

Практика, однако, показывает, что рупор гораздо эффективнее, чем просто концентратор. С рупором сам источник начинает излучать гораздо больше мощности, чем без рупора. Лорд Релей в свое теории звука пишет так: “Для острого конуса {рупора} интенсивность {излучения} больше не только за счет уменьшения телесного угла {т.е. концентрации}, внутри которого распределяется звук, но так же и потому, что сама полная энергия, испускаемая источником, возрастает”. И далее “Если отвлечься от трения, то, уменьшая угол раскрытия рупора, от данного источника можно получить любое желаемое количество энергии и в то же самое время удлинением конуса обеспечить беспрепятственный переход этой энергии от рупора к окружающему воздуху”. Почему так получается?

Для начала посмотрим, как вообще эффективно излучать звук. Создать звуковую волну не так просто, как это кажется. Обычно звук создается колеблющимися мембранами, например, диффузором динамика. У такого диффузора всегда две поверхности, и обе они излучают звук, причем по очевидным геометрическим причинам их излучение противофазно, т.е. если диффузор с одной стороны сжимает воздух, то с другой он его всегда разряжает. Поэтому динамик – это не один, а всегда два источника звука, которые находятся на разных сторонах диффузора и излучают противофазно.

Два противофазных источника – это проблема, т.к. звуковая волна вместо распространения в пространство стремится замкнуться с одного источника на другой. Для наглядности рассмотрим колебания низкой частоты. Например, если диффузор динамика движется вперед, то он по нашему замыслу должен сжимать воздух перед собой и разрежать его за собой. Но вместо этого воздух практически без сопротивления перетечет вокруг диффузора с его передней стороны на заднюю, т.к это гораздо проще. Диффузор в этом случае почти не чувствует сопротивления воздуха и колеблется как бы в вакууме. Получается, что каким бы мощным ни был источник звука, он не может затратить свою мощность на сжатие воздуха, т.к. последний под этим давлением просто обтекает излучатель:

Этот поток воздуха вокруг диффузора есть мощная звуковая волна, которая излучается с одной стороны диффузора на другую. Аналогично замыкаются и звуки других частот, волны которых укладываются на пути от передней стороны мембраны до задней целое число раз. Это т.н. акустическое короткое замыкание. Акустическое короткое замыкание приводит к тому, что звук, излучаемый динамиком, им же и поглощается по более или менее длинному замкнутому пути. Когда такое замыкание происходит, динамик перестает совершать работу на излучение звука и колеблется, почти не замечая воздуха, как в вакууме. Такое короткое замыкание может быть не только с одной стороны диффузора на другую, но и на одной и той же стороне диффузора (при отражении звука от внешних препятствий), и даже между диффузорами двух разных динамиков.

Очевидное средство против короткого замыкания двух сторон диффузора – увеличить его диаметр. Путь его огибания в этом случае увеличивается, и воздуху в центре диффузора становится легче сжаться, чем обтекать диффузор (по краям же диффузора по прежнему преобладает акустическое замыкание). Общее правило простое: чем ниже частота звука, тем больше должен быть диффузор для эффективного излучения этого звука. Это известное правило соответствия размера излучателя и длины волны излучения.

Вместо увеличения размера диффузора можно просто вставить его в стенку, которая хотя и не излучает сама, но препятствует акустическому замыканию. Развивая эту идею, можно вообще изолировать заднюю и переднюю поверхности диффузора друг от друга, вставив динамик в стенку замкнутого ящика (обычная звуковая колонка).

Интересно, что динамик в ящике даже при малой амплитуде колебаний излучает звук гораздо эффективнее, чем динамик без ящика, у которого амплитуда колебаний может быть даже больше. Это кажется странным, ведь амплитуда колебаний диффузора прямо связана с амплитудой колебаний звуковой волны. Так и есть, открытый динамик создает очень мощный звук, но он замкнутый с одной стороны диффузора на другую, он существует вокруг динамика и не уносит энергию. А динамик в ящике, хотя и имеет меньшую амплитуду колебаний диффузора, но зато весь этот звук излучается вовне.

У ящика есть очевидный недостаток: все, что излучается с задней стороны диффузора, замыкается в ящике и пропадает. Обычно внутренность ящика обивается звукопоглощающим материалом, чтобы этот звук не переотражался внутри от стенок, а просто поглощался. В этом случае с точки зрения динамика внутренность ящика выглядит, как бесконечное пространство, в которое он бесполезно излучает “обратный” звук. Это конечно лучше акустического короткого замыкания, которое вообще уничтожает весь звук, но 50% потерь – это слишком много.

Хорошим решением было бы откачать воздух из ящика, чтобы задняя сторона диффузора не могла излучать. Возможно, когда изобретут динамики, которые могут выдержать давление атмосферы на диффузор, так и будет.

Если говорить о полезном использовании излучения с обратной стороны динамика, то самым простым кажется простой разворот этого излучения на 180% и сложение с прямым. Например, при помощи трубы:

Звук, исходящий из трубы, должен быть копией звука, исходящего с передней части диффузора. В этом случае мощности этих звуков складываются и акустическое короткое замыкание не происходит. В точности это невозможно, т.к. звук из трубы – это всегда задержанный звук, да еще инвертированный, т.к. снимается с задней стороны диффузора. Для неизменного во времени сигнала, скажем, для синусоиды фиксированной частоты, это не проблема. Если инвертированную синусоиду задержать на половину волны, то она совпадет с прямой, так что правильная задержка обратного звука компенсирует его инверсию, и мы получаем два синхронных излучателя звука: передняя часть диффузора и труба (инверсия сигнала с помощью задержки по фазе – отсюда фазоинвертор). Мощность возрастает вдвое в сравнении с ящиком. Нужная задержка регулируется длиной трубы. Проблема в том, что для разных частот длина трубы должна быть разной, т.е. инвертированный сложный сигнал уже никакой задержкой невозможно совместить с прямым. Поэтому такая труба работает идеально только для одной частоты настройки и ее гармоник. Для других частот она бесполезна, а для частот, расположенных между гармониками частоты настройки, она вообще дает отрицательный эффект и приводит к акустическому короткому замыканию. На практике обычно эта труба работает только на частоте настройки, которую выбирают настолько низкой, чтобы еще более низкие частоты, на которых труба будет давать замыкание, уже не были слышны или вообще отсутствовали бы в сигнале. Чтобы труба не давала замыкания на частотах выше частоты настройки, ее делают коленчатой и обивают звукопоглощающим материалом. В этом случае более высокие частоты через нее просто не проходят, и для них ящик выглядит замкнутым.

Фазоинвертор позволяет использовать некоторую часть низкочастотного спектра обратного звука, но весь остальной спектр все равно приходится гасить. Можно ли как-то улучшить этот результат?

Радикальным решением является рупор. Рупор – это, грубо говоря, лупа для диффузора. Мембрана, колеблющаяся в узкой части рупора, проецируется в его широкую часть с пропорциональным увеличением размера и амплитуды колебаний:

По картинке кажется, что из рупора выходит гораздо более мощный звук, чем тот, который излучает маленькая мембрана, но тут просто не показано давление. Маленькая мембрана хотя и имеет малый ход, но встречает на нем очень сильное сопротивление воздуха, который она сильно сжимает. Поэтому ее работа за период такая же, как у эквивалентной большой мембраны с большим ходом.

Чтобы понять работу рупора, рассмотрим работу динамика в ящике на открытом воздухе, и на трубу:

Несложно показать, что при одинаковом “вдохе” динамика кинетическая энергия сдвинутого воздуха в случае трубы будет больше, чем в открытом случае. То же и на “выдохе”. Так получается потому, что в трубе почти весь воздух вынужден приобрести скорость диффузора, а на открытом воздухе такую скорость приобретает только ближайшие слои воздуха, а далее эта скорость быстро падает по чисто геометрическим причинам. Поэтому на трубу динамик отдает заметно больше акустической энергии, чем просто в воздух.

Трубу можно удлинить и уменьшить в диаметре, а диффузор динамика оставить таким же. В итоге воздух будет вынужден двигаться даже быстрее диффузора, кинетическая энергия того же обьема воздуха при “вдохе” возрастет еще больше:

Беда в том, что просто так из трубы, особенно узкой, звук не может выйти наружу, т.к. ее открытый торец отражает звуковую волну обратно. Чтобы отражения не было, диаметр конца трубы должен быть больше длины волны, т.е. на практике как можно больше. Логичное решение – приделать к торцу трубы коническое расширение:

Однако в месте ступенчатого соединения конуса с трубой все равно очень велико обратное отражение. Самое лучшее решение: совместить трубу с конусом в один элемент, который вначале расширяется слабо, а к концу все быстрее:

Это и есть классическая конструкция рупорного громкоговорителя. Итак, основная идея рупора заключается в том, чтобы за одно движение диффузора окружающий воздух приобретал бы максимальную кинетическую энергию, т.е. воздухом с диффузора снималась бы максимальная звуковая энергия, для чего хорошо подходит воздух в узком канале, т.к. там он вынужден двигаться очень быстро. А чтобы этот звук из канала выходил наружу без обратных отражений, канал должен постепенно расширяться к выходу.

Интересно, что диффузор, работающий на рупор, можно делать все меньше и меньше в диаметре, амплитуду его колебаний тоже можно уменьшать. При этом рупор по прежнему способен излучать звуки низких частот. В пределе динамик рупора превращается в мощную электромагнитную систему “магнит – катушка”, двигающую маленькую мембрану на маленькое расстояние, но создающую очень больше давление на воздух. У рупоров даже появляется специфическое искажение звука из-за того, что адиабатическое сжатие воздуха нелинейно – давление газа растет быстрее, чем уменьшается его объем (из-за нагрева при сжатии). Такое искажение есть у всех излучателей звука, но у рупоров оно выражено больше из-за сильного сжатия воздуха.

У рупора нет проблем с акустическим замыканием и бесполезным рассеиванием “заднего” звука, т.к. задняя сторона его диффузора, лишенная рупора, почти не излучает звук. Она для этого слишком мала и имеет слишком малую амплитуду колебаний.

Рупор позволяет диффузору передавать свою энергию в воздух, а динамик в ящике и тем более открытый динамик почти не могут этого делать. В результате закрытый ящик превращает в звук менее 1% поданной на него электрической энергии, ящик с фазоинвертором – всего 2…3%, а рупор – это почти качественный скачок – 30…50%.

Автор статьи - мой коллега.