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自作のサブウーファーを作ってみる (プリアンプ編)



サブウーファー プリアンプ




Nogstudioではこちらの方が馴染みがあるというか

いつもの電子工作です。



時期的にはこのプリアンプの製作のほうが半年以上前になっていて

サブウーファーも完成したし、ようやく記録できるということになりました。


プリアンプの回路的には「NI(なにをいまさら)な備忘録」と言うブログの

サブウーハーコントロールアンプの設計」という記事の回路をおおいに参考にさせてもらいました。

というか入力部と電源部以外はそのまんまです。ありがとうございます。




というわけで動作的にはそのブログのとおりで、オーディオ信号は

LRの音がミックスされて47Hz~240Hzの可変フィルタを通って

位相の切り替えをスイッチを通りパワーアンプへ送ることになります。



自分の場合はサブウーファーのボリュームはドアスピーカーとは別に設定できるように

入力を抵抗分岐でスルーとサブウーファーの入力に分けます。





サブウーファープリアンプ (4)






そして電源部のほうはどうするかというと

パワーアンプ等と同じバッテリーからの12Vを使うのだけれど

回路に必要なのはオペアンプ 「OPA2134」 が要求する±15Vなので全然足りない。



じゃあ電圧を上げないといけないジャンということで用意したのが





サブウーファープリアンプ (2)






秋月電子で通販しているDC-DCコンバータ  「MCWI03-12D15」 です。

けっこう高くて850円もします。


これは入力電圧が 4.5V~18V(300mA) あれば 出力電圧を ±15V(100mA)に

変圧してくれる大変便利な物なのです。


これでデータシートの通りに回路を組めばOKです。

DC-DCコンバータは電源に低ESRのコンデンサを使用したほうがいいらしいので

OS-CONを使いました。

出力にはインダクタと電解コンでLCフィルタをいれて高周波ノイズ対策をしています。







サブウーファープリアンプ (3)






そして、電源をコントロールするためにトランジスタスイッチ回路を組みました。


これはパワーアンプと同じように、ヘッドユニットからのコントロール電流によって

電源のオンオフができるようにしたものです。







LPF B








DC-DCコンバータが最大300mAの電流が流れるようなことが書いてあり

2SC1815 1個のトランジスタスイッチでは定格に余裕がない気がしたので

長期在庫の2SA1358(1Aくらい)を使いました。


通常、小電流でのスイッチングで大電流を扱う場合は

機械式のリレーを用いるのが簡単だと思います。

今回は手持ちの在庫で何とかならないかと調べていたら見つかりました。


動作的には2SC1815のベースに電流が流れると、2SB1358のベースから電流が

引き込まれるようになって、2SA1358に電流が流れるようになります。

スイッチでスイッチを動かしてるイメージかな。


マイコンで大電流を扱う際によく使われるようです。






あと製作後に気付いたのが、ヒューズをつけるのを忘れていたので、次の買い物の時に

1Aくらいの物を追加してやろうと思います。(早くしないと危ない)






サブウーファープリアンプ (5)






今回は製作におけるあらたな試みとして基板外の部品との接続に

ピンヘッダとソケットを使ってみております。


いつもはピンヘッダに直接はんだ付けしていたものがちょっとは

見た目が良くなったかなとは思うけど、作るのが結構面倒くさい。 悩ましいとこです。






サブウーファープリアンプ (1)





フィルタ回路のOPA2134。


低音での使用なので正直なところ音質がどうとかはよくわかりません。

FET入力で安定していてオーディオ用という安心設計ですね。




実は、時を同じくしてついでというかなんというか

別のオペアンプも購入しました。




アンプOPアンプ変更 (3)





LME49860です。ハイファイオーディオ用とのこと。


これをパワーアンプの入力部のオペアンプと入れ替えてやりました。




アンプOPアンプ変更 (2)





元からついていたものが NJM2068 というオペアンプでSIPの型式だったので、

自作のSIP-DIP変換基板を製作して交換しました。


LME49860はそこそこ高級なオーディオ用であり、高いSN比など優秀な特性という

こともあるのが効いているのか、澄んだ高域やクリアな音質になった気がします。


自分は過度に色づけされたものよりモニター的な音質が好みのため

より現代的なアンプになったような自己満足感が得られました。





アンプOPアンプ変更 (1)





リフレッシュされたパワーアンプと共にサブウーファーによるアナログ的な

バスブーストによってクリアでラウドなオーディオに、より一歩近づけました。(なんちゃって)


今回のサブウーファー導入には1万円ちょっと掛かりました。
  


さらなる音質向上を目指すならば、そもそもの使用機器の交換かデッドニングによる静音化

が必要となるでしょう。


それでも元々の環境が、軽自動車のムーヴ号では限界があるので

費用対効果では現在の構成もいい感じではないかと。





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自作のサブウーファーを作ってみる (スピーカー編)



サブウーファー プリアンプ






先ごろから我がムーヴ号にサブウーファーを追加したいと

色々と考えてみたり。



何より気になっているのが、現在稼動中の4chパワーアンプが2ch分しか使用してないこと。

この残り使ってサブウーファーを追加したら幸せかも。



しかし、なにぶん古いアンプなのでハイパスやローパスというフィルタはついておらず

プリアンプの製作が必要となってくる。それは仕方ないと言うより楽しみと思うべき。



そしてサブウーファーの設置場所について。 

よくトランクなどにおいてあったりするが、ムーヴ号は軽ワゴンなのでラゲッジスペースが超狭い。

そしてなるべくならフロントスピーカーの近くに置きたいということで必然的に

フロントシートの下のスペースに追加という事になる。



ということはサイズの大きいスピーカーは選べなくなるので低音の中でも

ドンドンと体に響く感じというより、ドアスピーカーから出ている低音のうち

ロードノイズなどで打ち消されている分を補完するようなイメージでいたほうが

いいかもしれない。



カー用品店などにあるパワードサブウーファーがそのイメージに近いね。

この場合はスピーカーにアンプも内蔵してあるから、そこには違いがあるけど。


なるべく安く、コストパフォーマンスは高く!を狙ってみます。






とりあえずスピーカーユニットが必要だということでヤフオクで手ごろなものを

落札してみました。



SRV212.jpg
(引用  クラリオン株式会社  SRV212




クラリオンのパワードサブウーファー、SRV212です。

実売は一万円くらいだったんじゃないでしょうかね。

ドアスピーカーがクラリオンなので探していたらちょうどよくありました。

それだって一万円前後のものだったので、このくらいで釣り合いがとれるでしょう。



ただし落札したのはジャンク品ですが。



リモコンも配線もありません。だから安い。2000円。

それでいいんです。部品取りですから。




自作サブウーファー (24)




届いたらさっそく分解してみました。

いたって普通のスピーカーですね。ちゃんと薄型設計です。

スピーカー単体品などからすればフレームやら磁石やらは物足りなさそうですが

求める低音が強力なものでなければ仕事はしてくれるかなと。


いちおう小さい音で動作確認しまして、ひと安心。




自作サブウーファー (6)




ちなみにこちらがSRV212のパワーアンプICらしき物です。

こんな小さい部品で大音量を出すとは大変な驚きですね。






さて、それではスピーカーを収めるボックスを作ってあげましょう。




自作サブウーファー (17)




材料はホームセンターで購入&カットしたMDF15mmを使います。

スピーカーが20cmくらいあるので本来は18mm以上が適当らしいですが

なんせ高さの制限が最大12cmなのでスピーカーの高さなどを考えると15mmでギリギリ。

その分、内部に補強を入れてあげよう。


ホームセンターのカットがかなり精度良くしてもらえたので長さ等は特にいじらず

ドリルと糸鋸でバッフル面を円形にくりぬきます。




自作サブウーファー (18)





ワンオフの製作なので寸法ぴったし。




自作サブウーファー (16)





スピーカーの固定はM4の爪付きナット&ボルトで行いますので埋め込み。

MDFはかなりやわらかく、木材というより厚手の紙という感じなので、

木ねじよりもしっかりと固定できると思います。




自作サブウーファー (15)




爪付きナットはそれだけでもそこそこカッチリ嵌りますが念のために

エポキシ系の接着剤で補強しております。




自作サブウーファー (14)




バッフル面を落とし込み構造にするために同じ寸法のMDF9mmと合わせます。

穴あけが結構しんどい。でもがんばる。

灰色のテープは傷防止のためで後で除去します。




自作サブウーファー (13)





スピーカーのエッジがギリギリとび出ないくらいに仕上がりました。






自作サブウーファー (10)




残りのパーツを木工用ボンドと35mmのコーススレッドで組み立てます。


コーススレッドは細身タイプでねじ山の間隔が広めです。

木口への使用なのであらかじめ下穴を空けます。


ボンドをつけてからコーススレッドをねじ込む方法は、材と材をハタガネなんかで

固定しなくて済むのですごく楽です。


補強材の配置はだいたいの勘でしています。

上の画像を撮った後でスピーカーを合わせたら中心の部分が干渉してしまったので

彫刻刀でさくっと削りました。





自作サブウーファー (12)





今回、新たに買った工具がこの面取り用ドリルビットです。

皿ネジ用の穴を空ける(皿もみ)ためのもので、こいつのおかげで

ネジが飛び出ずにキッチリきれいに収まります。




自作サブウーファー (11)




ずっと前から欲しくて、買うタイミングを待ってただけにうれしいです。

ぴたっと収まると超気持ち良いですよね。










自作サブウーファー (9)





ターミナル用の穴を空けた後にスピーカーケーブルを通して

吸音材を入れてみます。

吸音材は廃棄予定のクッションの中身です。タダです。


今回のスピーカーボックスは密閉型といわれるタイプのもので、

吸音材の量によって音の余韻がだいぶ変わるのだけど

ボックスに顔を突っ込んで「わっ」と言いながら確認したりしたものの最終的には

まぁこんな感じ?とまったくの勘で入れております。








自作サブウーファー (8)






だいたいの寸法ができたのでバッフル面を組み立てます。

コーススレッドは安くてたくさんあるのでやや過剰ぎみになってるという。




最後にハンズマンで購入してきた黒のパンチカーペットを貼り付けて

ターミナルを付けたら完成です。






自作サブウーファー (4)





パンチカーペットの合わせ方は無難に角で合わせるようになっています。

合わせ面には裏地がちょっと見えるのでマジックで塗りつぶし、

パンチカーペットの糸をボンドで付けて修正すればほとんど目立たないです。


それからスピーカーが内蔵用で飾りっ気がなかったので、ダイソーで買ったMDF6mmに

カッティングシートを貼り付けて化粧板を貼り付けました。

これはちょっと仕上がりが甘くなってしまいましたがパッと見はいいでしょう。





自作サブウーファー (3)





こちらがスピーカーターミナルです。

サブウーファーでよくあるかっこいいタイプではなく、機器のパネルに使うための

ものではないかなと思います。


こちらは最小限の穴あけで済み、高さも抑えているし、何より安い!(350円)


スピーカーがDVC(ダブルボイスコイル)で4Ω×2の構成になっているので端子は4つ。

アンプの2chと2本のケーブルで繋ぎます。










とりあえず完成したので車に設置してみますと…



運転席下のパイプとちょっと干渉が!



うーん、困ったぞ。

ひとまずシートリフターで高さを上げてから設置すれば使えるけど

前後に移動させる時に当たって動かない。誤差約1cmというところ。


完全にパンチカーペットの厚みを考慮し忘れた結果ですね。

もう少し余裕を持って設計すべきでした。




嘆いていてもしょうがないので土台を下げてあげることにしましょう。





自作サブウーファー (23)







シートを固定しているボルトを外して、一旦シートを外に出します。


初めてシートを持ち上げましたが重いですね。

軽でこれだから普通車なんかは恐ろしい重さでしょう。




自作サブウーファー (21)






それから内張りなんかを外してカーペットをめくると

後部座席足元の発泡スチロールが見えてきます。


このへんはみんカラのフロアデッドニングを見て勉強しました。






自作サブウーファー (20)






でてきた発泡スチロールをズバッと切り分けます。


そしてまた発泡スチロールの大きい方を戻し、シート下の空きスペースを確保して

余ってた端材なんかで簡単にこしらえた足場を作り、フロアカーペットの張り調整をしたら

約2cmほど土台を下げることができました。






自作サブウーファー (1)





なんとか寸法ギリギリでおさまりました。

きっちりハマり過ぎて特別な固定は必要なさそうです。



やっぱり自作は一筋縄ではいきませんね。

欲張って少しでもボックスの容量を稼ごうと思った結果がこれです。


しかしこれでスペースや使い心地を犠牲にすることなくできたと思うので

まずまずと言うところでしょう。




プリアンプ製作編につづく




プロフィール

Nog

Author:Nog
エフェクターやアンプの自作、
電子工作などが好き

最近は車のメンテに
はまっています

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