Модными наушниками в настоящее время мало кого можно удивить, но совсем другое дело, если они сделаны своими руками. Такой аксессуар станет отличительной чертой и может быть также оригинальным подарком. Кроме того, проблема того, как сделать наушник, возникает тогда, когда ломается один из этих парных аксессуаров. Чтобы не покупать новые, можно просто демонтировать старые и сделать новые из оставшихся в рабочем состоянии динамиков.
Как правильно сделать наушники своими руками
Приступаем к пошаговым действиям:
Для начала необходимо приобрести выход, который будет подходить для компьютера или мобильного источника. Наиболее распространённым сегодня является miniJack. Его диаметр бывает 6.3 мм и 3.5 мм. Второй больше пользуется спросом и его применял каждый хоть раз в жизни.
Теперь необходимо убрать крышку со штекера, который приобретён. Через данное отверстие необходимо провести прочный и надёжный кабель, чтобы он мог обладать четырьмя жилами.
Провод закрепляется при помощи стойки на верхушке штекера. Она оснащается отверстием. Для данного отверстия необходимо припаивать несколько проводников. Остаётся два проводника. Их требуется паять к маленьким контактам.
Закрепите всю конструкцию при помощи изоленты. Проверьте омметром устройство на проблему короткого замыкания.
Ищем несколько динамиков, которые имеют один и тот же диаметр. Восемь Ом должно быть сопротивление у каждого из них. Их требуется вставить в специальные ставки. Обычно, для данной процедуры необходимы пластмассовые баночки.
На оголовье необходимо прицепить металлическую линейку. После подключаем по два провода к каждому из излучателей и один из них соединяем со стойкой штекера, другой с каким-либо малым контактом.
Не магнитопланаром единым
Пара слов о динамических моделях. У самих заводских динамиков конструкция вообще не подразумевает возможности какой-либо модификации. Самостоятельное изготовление же динамиков такого размера сильно ограничено. В итоге практически все динамические наушники остаются с заводскими, в основном китайскими, драйверами. В домашних условиях гораздо проще изготовить именно магнитопланарный драйвер. В итоге все попытки самостоятельной разработки динамических наушников сводятся к установке китайских динамиков в самодельный корпус. Этим грешат даже претендующие на элитарность бренды.
Проблема динамических драйверов в существовании т.н. точки выхода из поршневого режима работы на определенной частоте звука. В то время как в поршневом режиме каждая точка диффузора двигается одновременно с соседними в одном направлении, за частотой перехода звуковая волна начинает двигаться по диффузору подобно кругам на воде от брошенного камня. Добиться качественного преобразования здесь невероятно трудно — мешают отражения волн по всей подвижной системе. В идеальном случае драйвер на протяжении всей полосы рабочих частот не должен переходить эту точку совсем. Но и этого добиться также тяжело.
Динамик Focal Clear MG
Focal, например, в своих динамиках пошла по пути максимизации жёсткости диффузора. Они активно используют магниевый сплав. Таким образом точка смены режимов работы сдвигается как можно дальше в высокочастотную область. Таким образом они добиваются того, что диффузор работает в поршневом режиме на большей части спектра, создавая там минимум искажений. Сложность изготовления такого диффузора крайне высока и пока на данный момент затруднена для использования в домашних условиях. Стоит отметить, что применение монолитных диффузоров из различных сплавов или композитов — редкость, в отличие от напыления на обычный полимерный диффузор небольшого количества металла. Почти никакой пользы это напыление не несёт, так как практически не добавляет жесткости.
По итогу динамические наушники имеют не особенно больши́е перспективы для самостоятельной сборки в достижении самого высокого качества воспроизведения.
Что насчёт беспроводных наушников
Беспроводные наушники можно собрать. Как сделать беспроводные наушники? Для этого нам понадобится пара инструментов.
Что необходимо
- Провод
- bluetooth-адаптер
- Устройство для заряда.
Выполняем сборку
- Для начала необходимо вставить Bluetooth-адаптер в зарядное устройство.
- Соединяем его со стерео системой.
- Открываем блютуз в устройстве, через которое должна будет играть музыка.
- Подключаемся и слушаем музыку.
Теперь мы узнали, как сделать Bluetooth-наушники недорого и практично.
Выкидываем магниты
Особняком в мире DIY электроакустики расположены электростатические драйвера. Они основаны на поляризации мембраны большим электрическим потенциалом между двумя электродами, куда подаётся напряжение, соответствующее уровню сигнала. За счет притягивания разноименных и отталкивания одноименных зарядов мембрана совершает движение. Вся проблема в необходимости подавать большое (несколько сотен вольт) поляризующее напряжение и в необходимости согласования электрической нагрузки с источником сигнала.
Технология достаточно зрелая. Используется и в больших стерео системах, стоимость которых почти всегда заоблачная. В этой отрасли стоит отметить таких ветеранов, как Stax. В основном эволюция с тех пор идет за счет улучшения электрической части: в создании более совершенных усилителей или согласующих схем. Иногда даже с намёком на портативность.
Исторически наушники по такой технологии не снискали большой популярности как раз по причине сложной и дорогой электрической части и отсутствия мобильности. Однако, такая технология определенно интересна местным умельцам по причине технологичности. Сложность электрики также мало кого пугает — её в любом случае принято собирать самостоятельно, чтобы звук был действительно «свой».
Схема слоёв электростатического драйвера: 1 — PET пленка 2 — топопроводящий слой, 3 — слой изоляции
Частично тема разработки таких наушников пересекается с разработкой планаров. Работу здесь совершает мембрана, зачастую из той же PET пленки. На ней необходимо создать сплошной слой проводника тока. Делать это можно множеством способов. Самый простой — использовать антистатический спрей. Готовые метализированные пленки не подходят — скорее всего слой на них не выдержит долгой работы и деградирует.
Гофрирование, в отличие от магнитопланаров, здесь не применяется. Среднее значение используемого зазора между мембраной и статором всего 0.5 мм. Это значение — баланс между чувствительностью и запасом хода мембраны. Больше — начинает значительно падать чувствительность. Меньше — мембрана в работе цепляет статоры.
Слева на фото — сетки статоров, справа — изолирующие кольца
Исходя из такого малого зазора, стоит озаботиться диэлектрическим покрытием мембраны, чтобы при контакте со статором, который обязательно случится, не происходило электрического пробоя, а в результате и повреждения мембраны, не говоря уже и о повреждении усилителя или источника поляризации. Вариантов покрытия масса. Проще всего использовать изолирующий лак для печатных плат в виде спрея. Важно, чтобы слой был гибким и достаточно хорошо прилип. Количество слоёв как проводника, так и изолятора на пленке нужно подбирать исходя из практических опытов. Слой изолятора можно нанести дважды или трижды, нужно добиться равномерности всех слоёв.
Вся конструкция может быть собрана на рамке из обычного однослойного фольгированного стеклотекстолита. Уместно использовать здесь ЧПУ фрезер. Сетку статора также не помешает изолировать лаком.
Говоря об электрической части, приведу самый простой пример схемы с согласованием нагрузки и источником постоянного высокого напряжения. Последний можно легко найти в сборе на Али. Смысл в том, чтобы повысить уровень напряжения сигнала от обычного усилителя до нужного уровня, а поляризовать с помощью повышающего DC-DC преобразователя.
Сам драйвер нужно защитить от внешних воздействий, максимально загерметизировать его. Это можно сделать, например, такой же пленкой. Поместить в своеобразный герметичный кокон, чтобы ничто не могло проникнуть внутрь.
Типы изоляции кабелей. Особого внимания достойны б — кордельная, д — балонная и ж — шайбовая
Стоит сказать и про подключение. Так как используется высокое напряжение, изолятор должен быть соответствующим. Мало того, нужно добиться минимальной электрической ёмкости между жилами. Это нужно для избежания потерь сигнала в кабеле. Даже емкость в 40 пФ уже слишком велика. Нужно хотя бы 20 пФ, а лучше в несколько раз меньше. Этого можно добиться, поместив провод в дополнительную воздушную изоляцию, например, кордельную, или шайбовую.
Микрофон из наушников
Если вы интересуетесь, как сделать микрофон из наушников, то ответ достаточно прост.
Во многих наушниках (именно тех динамиках, которые производят звук) уже установлены заводские микрофоны. Они позволяют общаться даже на компьютере, не используя при этом настоящий микрофон.
Для этого будет достаточно вставить наушники в компьютер, а затем переключиться на микрофон.
Копаем глубже
Электретные капсюли WM-61A, которые можно найти даже в калиброванных измерительных микрофонах
Важно упомянуть про особый подвид электростатических драйверов — электретные драйвера. Это подвид электростатических преобразователей, где поляризация происходит не подачей высокого напряжения по проводам, а за счет накопления большого статического заряда на материале мембраны, т.н. электрете. Если создаваемое этим зарядом электрическое поле достаточно, то система может работать с электрическим сигналом с относительно небольшой амплитудой напряжения. Эта технология активно используется в повсеместно распространённых электретных микрофонах.
Проблема в том, что до сих пор не удалось создать широкополосный электретный драйвер, который можно применять в наушниках. Модели с данной технологией выпускались лишь в виде гибридов с другими низкочастотными звеньями, в основном, динамическими. Появляются все новые подобные гибридные наушники, например, весьма доступные китайские KZ ZEX. По субъективным ощущениям электретное звено в них не оставляет шансов арматурам по АЧХ и искажениям. Я сравнивал с Ikko OH-1, которые теперь пылятся на полке. Если удастся получить электретный драйвер достаточно большого размера для воспроизведения частот от 20 герц, то это будет большой прорыв.
Проблема электретов в основном в сложности работы с электретной пленкой — материал должен быть гибким, при этом иметь равномерную поляризацию, чего добиться очень сложно. К тому же сам материал капризный и может потерять заряд при нарушении технологии. Ещё электрет со временем теряет поляризацию. Хотя это время сопоставимо со временем службы.
Остаётся надеяться на появление таких технологий, которые позволят сделать широкополосный электретный драйвер для наушников. Это будет ещё один виток развития электроакустической аппаратуры.
Лучше купить наушники или сделать самому
Тут зависит от того, насколько хорошо вы обращаетесь с техникой. Если вам проще сделать самостоятельно наушники, то лучше купить необходимые комплектующие.
Но можно купить наушники недорогие, но при этом с хорошим качеством, так что тратить силы не нужно. Однако, если вы решили сделать их самостоятельно, то требуется иметь терпение.
Дизайн и удобство ношения
Внешний вид Bullets стал чуть менее похож на патроны по сравнению с первой версией, но все равно сохранил узнаваемые черты. Круглый металлический корпус с характерной кольцевой канавкой около немного вдавленного донышка, на которое нанесен логотип компании. Там же находится отверстие для акустической вентиляции. Ближе к звуководам размещены цветные кольца, маркирующие левый (синее) и правый (красное) каналы. Уровень сборки великолепный, все подогнано очень четко, а металл сразу внушает доверие.
Кабель похож на используемый в Consonance v2, достаточно толстый в сечении, в силиконовой изоляции и также армированный кевларом. Он не запутывается и не твердеет на холоде, но микрофонный эффект (шуршание от трения кабеля об одежду) достаточно заметен. В первую очередь это обусловлено тем, что наушники достаточно легкие и садятся в ухо весьма глубоко. Заушная посадка и комплектная клипса позволяют фактически свести эту проблему на нет.
Блок разветвителя и штекер — пластиковые, место выхода кабеля из наушников также защищено пластмассовыми вставками. Конечно, было бы здорово, если бы они были металлическими, это смотрелось бы в одном стиле с самими наушниками, но, видимо, это не позволило бы достигнуть желаемой стоимости.
Комплектные насадки — приятно мягкие, с ними можно носить наушники неограниченно долго, также комфорту способствует маленький вес и размер наушников, они хорошо подойдут людям с небольшими ушами. Звукоизоляция на среднем уровне, для сильно шумного окружения наушники не подойдут.
Наушники с микрофоном
Итак, чтобы узнать как сделать наушники с микрофоном, достаточно перечитать статью ещё раз. Требуются наушники с микрофоном. Сделать наушники можно по способу, который мы пошагово описали вверху.
Однако, если требуются наушники с микрофоном, то найти нужно такие наушники, которые в своём составе имеют микрофон. Тогда можно будет осуществить задачу, которую вы хотите выполнить.
Помните, что в этом деле нужно хорошо уметь паять и работать с микро деталями.
Каша из топора
Когда от оригинальных наушников ничего, кроме мембраны, не остаётся, возникает вопрос: что же это за наушники? А ещё хочется по-своему оптимизировать топологию дорожек, выбрать магниты сложной обтекаемой формы, чтобы они меньше влияли на прохождение звука и давали более равномерное магнитное поле. Сделать всю систему крупнее, чтобы увеличить эффективную площадь, подняв этим самым отдачу на низких частотах. Также можно поиграться с материалами…
В итоге и рождаются полностью оригинальные наушники с уникальным набором характеристик. На пути возникает большое количество аспектов, с которыми умельцы так или иначе научились работать. Погрузимся в детали.
Основа — корпус. Не стоит стесняться использовать 3D принтер. За счет разнообразия материалов и возможности делать частичное заполнение, акустические и прочностные свойства распечатанных корпусов могут оказаться наиболее подходящими. Стоит обратить внимание на композиты с различным наполнением — стекловолокном и углепластиком. Такие материалы имеют повышенную жесткость, хотя печать ими достаточно трудна.
Сопромат никто не отменял. Стоит внимательно следить за прочностью всей системы. Нельзя допускать малейших деформаций корпуса магнитов, это может привести к искривлению магнитного поля, не говоря уже о полном разрушении под силой магнитного притяжения. Не должно быть даже намека на деформацию в собранном состоянии. Корпус должен выдерживать свободное падение с высоты стола.
Пример мембраны с переменной плотностью дорожек
Односторонняя магнитная система — плохой выбор, магниты должны быть с обеих сторон. Нужно стремиться к максимальной линейности магнитного поля по всей рабочей зоне, потому что любая нелинейность в преобразовании электрического тока в механическое движение является причиной нелинейных искажений, которых нужно избегать. Если сделать равномерное магнитное поле, то можно оставить на мембране дорожки с постоянным шагом.Для расчета магнитного поля есть в том числе и открытое ПО, например, femm.
Пример расчета магнитного поля для ленточного драйвера в femm. Обратите внимание на плотность поля на углах магнитов
Нелинейная магнитная система оправдана только тогда, когда вы делаете максимально открытую мембрану с большим ходом в рабочей зоне, но в этом случае нужно скомпенсировать нелинейность поля переменной плотностью дорожек.
Открытость к звуковым волнам магнитной системы также очень важна, желательно озаботиться поиском магнитов с профилем, отличным от прямоугольника, если они стоят на пути волны, чтобы на углах не возникала дифракция, вносящая большое количество искажений. Кроме того, на углах скапливается большая плотность магнитного поля и высокой линейности с ними добиться труднее.
Нет никаких объективных причин делать сложные формы магнитов и дорожек. Магнит в виде дуги не даёт никаких преимуществ относительно прямого. Зато он добавляет огромное количество головной боли с расчетами формы дорожек и созданием корпуса. Оправдано, разве что, использовать магниты разной длины, чтобы использовать максимум площади чашек, если их форма круглая.
Наглядный пример рифления мембраны — волной
На мой взгляд недооценено гофрирование мембраны. Обычно в драйверах используется PET пленка разной толщины. Но сама эта пленка растягивается в небольших пределах. Откуда же взяться низким частотам в такой системе? Только за счет её формования. Гармошка, или что-то посложнее — не столь важно. Нужно упаковать как можно больше мембраны в как можно меньший объем. Способов огромное количество.
По вертикальной оси — прикладываемая сила, по горизонтали — относительное удлинение материала. Точка 2 на этом графике — конец зоны пропорциональности, после которой удлинение уже нелинейно по отношению к прикладываемой силе. Дальше начинается область пластической деформации
Отладку процесса гофрирования можно назвать важнейшим этапом на поздних стадиях разработки, когда магнитная система и топология дорожек уже оптимизированы. Особенно удручает то, что в заметном количестве серийных наушников гофрирование отсутствует как явление — мембрана натянута как струна. Без рифления она работает как довольно жесткий компрессор сигнала с очень малым временем атаки (время движения мембраны от положения покоя до точки предела пропорциональности), сглаживая все фронты сигнала, что убивает достоверность воспроизведения напрочь. Рифление позволяет кардинально раздвинуть пределы пропорциональности по обе стороны от положения покоя, по сути заменяя на большей части рабочего хода мембраны деформацию типа растяжение на деформацию типа изгиб, которая для тонкой мембраны линейна на большом промежутке.
Можно посоветовать не закреплять мембрану по всему периметру, если форма рабочей зоны представляет собой прямоугольник. Закрепив мембрану лишь на двух противоположных сторонах вы дадите мембране гораздо большую свободу. За это вы получите отдачу на низах и мощную атаку.
Не гонитесь за сверхтонкими материалами и экзотикой. Толщины PET пленки мембраны в 8-10 микрон достаточно, такую же толщину можно выбрать для фольги (медной или алюминиевой, кому как удобнее). Кроме прочности получите доступность и низкую цену. Есть на порядки более важные пункты, на которые стоит обращать внимание — это топология дорожек и магнитного поля, также акустические характеристики звукового канала. Ну и гофрирование. Те же золотые дорожки не дадут преимуществ, подарив лишь космическую цену и огромную головную боль с технологией изготовления. При этом гофрирование может стать и вовсе невозможным.
Перспективным направлением можно назвать магнетронное распыление проводника прямо на мембрану. Это позволит избавиться от клеевого слоя и создать более прочное соединение металла и плёнки. Пока это экспериментальная область и особых успехов в среде DIY тут не наблюдается.
Вариант открытого ПО для расчета акустики. К сожалению, исходники и ссылки утеряны
Акустика звукового канала. Я бы свёл всё в один принцип — чем меньше преград, тем лучше. А если преграды не избежать, то необходимо убедиться в том, что они не слишком опасные. Советую хотя бы использовать этот апплет, позволяющий оценить характер распространения звуковых волн в среде. А лучше использовать специализированное ПО для расчета акустики. Особенно это нужно, если по какой-то причине необходимо использовать несколько излучателей. В целом акустическое оформление одинаково важно для любых типов излучателей.
Корпус T50RP, задемпфированный каменной ватой, не путать со стекловатой
Кроме того, есть смысл использовать демпфер, аналогичный тому, что используется внутри корпусов колонок. Так, если мембрана имеет большой свободный ход, его нужно демпфировать акустическим сопротивлением. Иначе в снятом с головы состоянии на низких частотах мембрана будет достигать своих крайних положений, что не очень хорошо с точки зрения надёжности. За информацией об акустических свойствах материалов можно заглянуть на ветку о модификациях Fostex T50RP, где представлены АЧХ после добавления того или иного демпфера. Это актуально как для закрытых, так и открытых исполнений. В первом случае демпфер позволит снизить отражения от стенок чашки, во втором — согласовать нагрузку на мембрану, задавив определенные частоты, в первую очередь низы, если они лишние. В целом, для открытого исполнения в случае правильного проектирования звукового канала демпфер не обязателен.
Фото советы как сделать наушники
Звук
Для прослушивания использовалось следующее оборудование:
- Yulong DA8 в роли ЦАП
- Yulong A28 в роли усилителя
- Apple MacBook Pro Retina 2013 в роли источника
- Fidelia в роли плеера
- Shanling M3 и Fiio X5 в роли портативных плееров
- VSonic Gr01 и HiFiMan Re600 в роли наушников для сравнения
- Записи высокого разрешения в Lossless-форматах (Dr. Chesky The Ultimate Headphone Demonstration Disc и другие)
Перед прослушиванием наушники были прогреты на протяжении 48 часов.
Новые «буллеты» сложно назвать продолжением предыдущей модели, они звучат по-другому, они более вкусовые и о мониторности и ровности в их случае уже говорить не приходится.
Бас очень хорош для своей цены, он собранный, детальный, его текстура очень хороша, наушникам немного не хватает самого глубокого суббаса, но в целом НЧ-диапазон очень радует.
Средние частоты достаточно ровные, с неплохой детализацией, хотя им немного не хватает скорости, поэтому для брутальных жанров наушники не подойдут. Вокал же, как ни странно, вполне удается Bullets, причем вокалист чаще всего оказывается выдвинут вперед на воображаемой звуковой сцене. Многие композиции от этого реально выигрывают.
Верхние частоты немного неровные. Они одновременно немного ослаблены, но на некоторых треках возникают сибилянты. Собственно, с учетом цены наушников это нельзя назвать серьезным недостатком, но это закрепляет их статус вкусового решения.
Звучание наушников — явно не универсальное. Для некоторых групп и жанров оно подходит великолепно, кажется, что лучше и быть не может, для других Bullets 6mm являются не лучшим выбором. Категорически они не подходят для брутальных видов металла. С другой стороны, наушники рекомендованы ценителям электронной музыки, вокальных композиций, не тяжелого рока, тут их бас и манера передачи голоса будут как нельзя кстати. В остальных случаях их восприятие уже зависит от личных предпочтений слушателя. В общем, типичная ситуация «или возненавидишь, или полюбишь», другого фактически не дано.
