Сабвуфер в машину: модели, подключение. Как сделать своими руками?

Формула автомобильного счастья — классная машина, красивые девушки и мощный звук. Добиться звучания, которое пронимает до костей, можно только установив сабвуфер в машину.

Он предназначен для воспроизведения низких частот в звуковом диапазоне. Именно эти частоты организм человека воспринимает всеми органами.

Особенности воспроизведения низкочастотного сигнала

Акустика – сложная наука.

При проектировании концертных залов, театров главным проектировщиком является инженер-акустик. Он производит расчет формы, объема и других параметров области, где располагаются слушатели.

С точки зрения акустики автомобиль далеко не идеальное место для озвучивания:

1. Салон авто выполнен с применением различных материалов, которые по-разному отражают и поглощают звуковые волны. Особенно «вредны» для колебаний пластмассовые детали салона, жестяные корпуса.

Поэтому часто перед установкой мощных сабвуферов автовладельцы производят хорошую звуко- и шумоизоляцию.

2. В салоне располагается множество относительно мелких элементов (руль, зеркало заднего вида, гаджеты), которые участвуют в переотражении сигнала.

3. Обивка сидений, как, впрочем, и пассажиры, отлично поглощают звук. Мягкость звука при этом выигрывает, но его сила (звуковое давление по-научному) уменьшается.

4. Точно рассчитать, как будет распространяться звук внутри салона, не может ни один опытный акустик.

Какие особенности звучания сабвуферов?

Автомобильный сабвуфер предназначен для озвучивания низкочастотной составляющей звукового спектра.

Звук, который воспринимается человеческим ухом, находится в диапазоне от 20 Герц до 18 килоГерц. В некоторых источниках указана частота 20 кГц, но такую высокую частоту может услышать только молодой организм с хорошим слухом.

Чем ниже частота, тем больше длина звуковой волны. Поэтому размер динамиков диффузоров больший по сравнению со среднечастотными и высокочастотными излучателями акустической системы.

Соответственно, увеличивается размер корпуса, в который устанавливается динамик для сабвуфера.

Полезное свойство длинных волн (или низких частот) – способность огибать небольшие предметы. Именно поэтому, когда мимо проезжает автомобиль с хорошим сабвуфером, в основном бросается в уши его звучание. Высокочастотный сигнал слабо проникает за пределы автомобиля.

Организм человека воспринимает низкочастотный сигнал внутренними органами. Не всегда это полезно. Инфразвуковой сигнал на частоте 7 Герц может вызвать разрыв диафрагмы (область между легкими и органами пищеварительной системы), что приводит к смерти.

В фильмах ужасов часто пользуются этим приемом, чтобы дополнительно воздействовать на психику зрителя.

Выбираем бюджетный сабвуфер с коробом. Видео:

Типы сабвуферов, основные характеристики

Основным излучательным элементом сабвуфера является динамик. Его главные характеристики и параметры:

Для того чтобы раскачать динамик большой мощности, требуется отдельный усилитель для сабвуфера. Если усилитель встроен в корпус сабвуфера, такое устройство называется активным. Пассивный сабвуфер не имеет встроенного усилителя.

Усилители применяются двух основных классов: АВ и D. Усилители класса АВ (аналоговые) имеют низкий коэффициент нелинейных искажений. Эти искажения изменяют форму сигнала.

Недостаток класса АВ – низкий коэффициент полезного действия. Если мощность такого усилителя 100 Ватт, то примерно столько же он будет рассеивать в виде тепла на выходных каскадах. Их необходимо охлаждать.

Усилители класса D имеют высокий КПД. Коэффициент нелинейных искажений – до 1%. Для меломанов это не в кайф.

Короб для сабвуфера применяется в следующих исполнениях:

1. Закрытый ящик. Самый простой тип корпуса. Несмотря на это, при грамотном исполнении, применении качественных наполнителей его звучание может быть более мягким по сравнению с другими типами.

Существенный недостаток – низкий коэффициент полезного действия. Часть звуковой энергии поглощается внутри закрытого ящика, не дойдя до потребителя.

2. Короб с фазоинвертором. Фазоинвертор – это специально рассчитанное отверстие или щель в корпусе с элементами отражателей внутри короба (звуковой тоннель).

Фазоинвертор увеличивает коэффициент полезного действия, уменьшает нагрузку на динамик.

3. Полосовой громкоговоритель (BANDPASS). Bandpass 4 порядка имеет внутренний динамик, по обе стороны которого располагаются звуковые тоннели, рассчитанные на разные частотные полосы воспроизведения.

Проектирование такого сабвуфера архисложно. Получаемый эффект: практически идеальная частотная характеристика и максимальный КПД. Изготовление конструкции доступно только профессионалам автозвука.

Существует еще два специальных типа сабвуферов: бескорпусные и компактные. Бескорпусные сабвуферы представляют низкочастотный динамик, установленный на отражатель, изготовленный из специальной фанеры.

Компактный корпусной сабвуфер под сиденье автомобиля имеет небольшую мощность. Его эффективность увеличивает близкое расположение к слушателю.

Модели сабвуферов

Сабвуферы выпускают многие производители: от грандов радиостроения до новых недавно появившихся фирм, плотно занявших эту нишу. Приведем несколько примеров.

Пассивный сабвуфер Herts DBX 30.3 имеет отличное качество звучания, максимальную мощность 1000 Ватт, номинальную – 250 Вт. Диаметр динамика 12 дюйм (около 30 см). Корпус – закрытый ящик. Сопротивление 4 Ома. Такой сабвуфер подойдет для качественного воспроизведения частот в диапазоне от 28 до 300 Герц. Для раскачки требуется применение качественного мощного усилителя.

Активный сабвуфер в машину Pioneer NS-WX210A мощностью максимальной 150 Ватт имеет сопротивление 8-дюймового динамика 2 Ома, стронциевый магнит, полипропиленовый диффузор, полосу воспроизводимых частот от 50 до 125 Герц. Такой аппарат достаточен для озвучивания автомобиля среднего класса.

Автомобильный сабвуфер FOCAL DSA 500 RT имеет номинальную мощность 165 Ватт. Такой мощности хватит для озвучивания большого автомобиля, микроавтобуса. Применен короб типа Band-pass с высокими динамическими характеристиками. Это отразилось на его стоимости (до 49.000 рублей). Помимо основного низкочастотного канала в сабвуфер встроен фронтальный двухполосный  усилитель. Если автомагнитола имеет невысокую выходную мощность, можно организовать систему 2.1 без дополнительного усилка.

Неплохие сабвуферы и динамики к ним также выпускаются производителями JL AUDIO, Kiks, FSD, Phantom, Audison.

Подключение сабвуфера

Перед тем как подключить сабвуфер в машине, требуется ознакомиться с инструкцией по установке, которая имеется в комплекте поставки. Активные сабвуферы могут иметь вход низкого уровня, высокого уровня либо одновременно два входа.

Вход высокого уровня предполагает подключение сабвуфера непосредственно к выходу головного устройства (автомагнитолы) на динамики.

Если такой выход подключить к входу низкого уровня (амплитуда входного сигнала не более 1 Вольта), высоковольтный сигнал может вывести входные каналы встроенного усилителя из строя.

Местом установки сабвуфера для однообъемных автомобилей (тип кузова хэтчбэк, универсал, минивен) лучше выбрать багажник. В небольших седанах лучше использовать компактный сабвуфер.

Особое значение при подключении следует уделить проводникам подключения. Провода для сабвуфера следует приобретать в специализированных магазинах.

Низкоуровневые входные проводники выполняются с коаксиальной экранизацией для предотвращения посторонних низкочастотных помех, источником которых может быть электрооборудование автомобиля, система зажигания, посторонние автомобили, электротранспорт.

Проводники, соединяющие выход усилителя (автомагнитолы) и пассивного сабвуфера, также применяются специальные, изготовленные из меди по особой технологии.

Необходимо точно рассчитать длину проводников. Большой запас по длине «на всякий случай» нежелателен. Дополнительная длина создает дополнительное сопротивление.

В пассивных сабвуферах увеличение сопротивления уменьшает выходную мощность. Для активных устройств длинный, смотанный в моток сигнальный провод может увеличить помехи.

Установка сабвуфера в машину

Место установки необходимо подготовить. Оно должно иметь максимальную плоскостность.

Также следует избегать установки на металлические элементы или поверхность без дополнительной прокладки.

В качестве нее можно использовать специальные коврики, в том числе резиновые, поролон (его периодически необходимо заменять).

Как подключить активный сабвуфер в машине по питанию?

Цепи питания активного сабвуфера следует подключать также специальными проводниками.

Они должны иметь сечение, которое выдерживает максимальный ток по цепи питания сабвуфера. Пример приблизительного расчета:

Обычно выбирают двухкратный запас по току. Считается, что 1 квадратный миллиметр сечения медного провода допускает ток 4 Ампера.

Делим 15 на 4, получается, что сечение медного проводника должно быть не менее 4 кв. мм. Лучше выбрать медный многожильный  специальный провод сечением 6 — 8 квадратных миллиметров.

Одновременно следует приобрести предохранитель на 30 – 50 Ампер. Он продается вместе с крепежом и разъемом для подключения. Устанавливают предохранитель не далее 30 сантиметров от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи.

Для этого его необходимо тщательно зачистить, затем соединить с минусовым проводом питания активного сабвуфера.

Сечение минусового провода аналогично площади сечения плюсового. Лучше минус питания организовать проводником в черной ПВХ изоляции, плюсового – в красной. Минусовая шина может быть проложена неизолированным проводником.

Как проще всего подключить активный сабвуфер в машину к магнитоле? Видео:

Как сделать сабвуфер своими руками?

Некоторые автолюбители изготавливают сабвуферы своими руками. Особых знаний для этого не требуется. Главное – уметь работать руками, иметь опыт электромонтажных работ.

Для изготовления лучше выбрать модель пассивного сабвуфера типа закрытый ящик.

В качестве динамика следует выбирать устройство круглого (не овального) типа. Под него легче вырезать отверстие. Номинальная мощность динамика выбирается исходя из выходной мощности головного устройства (автомагнитолы, усилителя).

Типичное значение номинальной мощности магнитолы – не более 40 Ватт на канал. Лучше выбирать мощность динамика с двухкратным запасом. Мощности это не прибавит, зато звук будет мягче.

Также следует обратить внимание на сопротивление динамика. Оно должно соответствовать сопротивлению нагрузки усилителя либо магнитолы.

Если используется дополнительный звуковой усилитель, у него могут быть различные допустимые сопротивления нагрузки. Следует учитывать, что чем меньше сопротивление динамика, тем легче его раскачать.

Но при этом увеличивается нагрузка на усилитель. Для усилков класса D можно смело выбирать динамики сопротивлением 2 Ома.

Следует также обратить внимание на материал диффузора (лучше полиматериалы), магнита.

Размер динамика определяется исходя из типа кузова автомобиля, наличия свободного места. Теоретически, чем больше диаметр диффузора, тем большее звуковое давление он может создать, будет звучать солиднее.

Далее рассчитывают короб сабвуфера. Раньше расчет короба для сабвуфера выполняли с помощью калькулятора.

Не всегда эти расчеты выполнены грамотно (особенно онлайновские сервисы).

Часто они работают наоборот: закладываешь размеры короба, сервис  выдает частотную характеристику. Более-менее правдоподобные результаты дают сервисы и программы:

http://reaudio.com/info/RE_box_calculator.php

BassBox 6

Имея опыт изготовления закрытых ящиков, можно приступить к изготовлению фазоинверторных коробов.

Power Port

Большинство программ не адаптированы на русский интерфейс.

При изготовлении коробов следует:

Схема подключения сабвуфера

Большинство сабвуферов, в том числе и пассивных, имеют свою электрическую схему. Она необходима, чтобы сигнал с усилителя или автомагнитолы на динамик не содержал «ненужных частот». Под ненужными частотами понимаются звуковые частоты средней и высокой частоты.

Если они будут поступать на динамик, уменьшится КПД, возможны искажения. В усилители и хорошие автомагнитолы встраивают специальные частотные фильтры (кроссоверы).

Тем не менее хороший пассивный низкочастотный фильтр (обычно он содержит набор конденсаторов и индуктивностей) значительно увеличивает качество звучания.

Программы для расчета:

Если нет опыта электромонтажных работ, намотки индуктивностей, измерительных инструментов, лучше приобрести фильтр (кроссовер) в сборе.

Установка газобаллонного оборудования (ГБО) на автомобиль. - здесь больше полезной информации.

На китайских сайтах он стоит недорого, например:

https://ru.aliexpress.com/item/Pure-Bass-Audio-Professional-Subwoofer-Frequency-Divider-Speaker-Crossover-Filter/32711849085.html

Вас заинтересует эта статья - Установка сигнализации с автозапуском своими руками.

Как настроить сабвуфер в машине?

После правильного подключения сабвуфер сразу начинает работать. Если в активном устройстве есть регулятор уровня, необходимо его настроить.

В небольших пределах изменить акустическую картину салона помогает смещение положения сабвуфера в пределах установленного места.

Проверить уровень звукового давления в различных местах салона можно с помощью смартфона. Для этого на него устанавливают программу «Шумомер» из Play Market.