DIY一個便攜式的藍(lán)牙音箱

在這個教程中，我將指導(dǎo)您完成從頭開始制作便攜式（藍(lán)牙）揚聲器的步驟。對于初學(xué)者來說，這聽起來像是一個艱巨的項目，所以我的目標(biāo)是通過盡可能簡單地解釋事情來幫助任何想要嘗試這個的人，而不會錯過任何重要的步驟。

我認(rèn)為制作揚聲器所需的最基本工具是鉆頭和拼圖，以及適當(dāng)?shù)牡镀?、鉆頭（我也建議使用階梯鉆頭）和測量工具。是的，您可以使用一些直木片作為側(cè)導(dǎo)板，用拼圖進(jìn)行直線切割；顯然，如果您想升級您的設(shè)備，臺鋸和路由器將是您最好的朋友（盡管我仍然不擁有）。你還需要一個烙鐵和一些錫來焊接所有的電線。

您需要的其他用品包括：銅線（紅色和黑色揚聲器線都可以，黑色和紅色有助于輕松區(qū)分正負(fù)極）、螺絲（取決于材料的木頭或金屬螺絲）、木膠（用于木制揚聲器）、膠槍和硅膠（用于連接和密封東西），（可選）熱風(fēng)槍（以防你想要張開和彎曲用作低音反射端口的pvc管），一個開關(guān)，一個2.1x5.5（或首選）尺寸）桶形千斤頂（取決于充電系統(tǒng)），某種保護(hù)腳（我使用橡膠腳），手柄，如果需要，可以使用一些LED。

第1步：預(yù)算調(diào)整

你應(yīng)該從確定你想在項目上投資多少錢開始，因為保持預(yù)算需要一些平衡（你不能把90%的預(yù)算單獨花在揚聲器上，因為剩下的錢你就沒有了）。

如果您的預(yù)算非常緊張，我的建議是重復(fù)使用您已有的東西：舊揚聲器或微型高保真系統(tǒng)的整個揚聲器盒、回收的電池（更多關(guān)于電池部分的內(nèi)容）、剩余的木材。

第2步：材料和制作盒子

您基本上可以選擇任何材料作為揚聲器箱的材料，但由于各種原因，顯然并非所有材料都足夠。

我的建議是使用膠合板：選擇在剛度和重量之間有良好折衷的品種，因為兩者在便攜式設(shè)計中同樣重要。你可以用底漆、沙子涂漆，然后噴漆以獲得你想要的顏色，或者簡單地使用木漆來保持木質(zhì)外觀。

另一種廣泛使用的材料是MDF，這是一個很好的折衷方案。它必須用密封劑處理，不要按原樣使用，因為濕氣會破壞它。至于厚度，我會說和上面一樣：不要因為重量太厚，不要太薄，因為面板會振動。我傾向于使用厚度在10到20毫米之間的膠合板。

萬一你發(fā)現(xiàn)你選擇的材料有點振動，你總是可以通過做內(nèi)部支架來加固它。

一般的材料：金屬（易于使用，但如果薄會振動，對于彈藥箱揚聲器，我建議構(gòu)建一個內(nèi)部木箱），刨花板（不會故意購買，但如果你可以使用它已經(jīng)有了），塑料（有點像金屬，加上所有商業(yè)產(chǎn)品都是塑料的，為什么不做點不同的東西？;））

我附上了一些涂漆膠合板（由我的木工表弟制作）、經(jīng)過處理的膠合板和一個金屬盒的照片以供參考。

按照您喜歡的方式構(gòu)建您的盒子，確保用膠水和釘子或螺絲固定所有東西。

第3步：揚聲器類型

這是一個微不足道的部分：我應(yīng)該使用什么樣的揚聲器？如果我對揚聲器的構(gòu)建不太了解怎么辦？

讓我們從汽車音響揚聲器（同軸，2路，不是低音炮）開始。這些對于不想花太多時間進(jìn)行分頻器、計算盒子大小等的人來說非常有吸引力。這樣做的問題是你根本無法預(yù)測揚聲器的聲音，因為大多數(shù)時候除了靈敏度、功率和（大部分無用的）頻率響應(yīng)圖之外，沒有關(guān)于它們的信息。我的建議是：如果您的預(yù)算有限并且有一些剩余，請使用它們。不要試圖制作一個移植的盒子，因為大多數(shù)時候它聽起來很糟糕！制作一個大小合適的封閉盒子，它們會玩得很好。只是不要期望他們有太多的低音。有關(guān)您需要多少音量的粗略估計，請查看此網(wǎng)站（它是德語，

為了獲得可能的最佳效果，您應(yīng)該購買具有記錄規(guī)格（稱為Thiele-Small參數(shù)）、頻率響應(yīng)和阻抗圖表的高保真（非汽車音響）揚聲器驅(qū)動器。對于那些對分頻器和盒子設(shè)計不太了解的人，我的建議是尋找已經(jīng)完成的項目（免費或付費構(gòu)建計劃），因為建模和設(shè)計分頻器和盒子尺寸/類型的大部分已經(jīng)完成并經(jīng)過測試證明是好的。否則，一個簡單的起點是“全范圍“揚聲器，通常為3-4英寸大小：它們覆蓋了大部分頻譜，因此不需要分頻器（*），其中一些在放置在足夠的外殼中時也可以實現(xiàn)不錯的低音。你可以根據(jù)驅(qū)動程序Thiele-Small參數(shù)設(shè)計外殼，方法是將這些參數(shù)放入WinISD或VituixCAD2等盒子建模軟件（或在線的SpeakerBoxLite）。

我可以給你一些關(guān)于YouTube頻道教學(xué)盒建模和分頻器制作的建議是Toid的DIY音頻、Impulse音頻、DIY音頻專家。對于已經(jīng)做的項目，有很多網(wǎng)站可以查看；其中之一是PaulCarmody的網(wǎng)站。

如果您想隨身攜帶揚聲器，我建議您使用揚聲器格柵，因為這將保護(hù)驅(qū)動程序免受與外部物體的意外接觸，這可能會損壞它們。

如果您打算重復(fù)使用已經(jīng)制造的揚聲器，可以跳過以上所有內(nèi)容，您只需打開盒子將電子設(shè)備放入其中。通常這只需要擰下并移除盒子中較大的揚聲器。

*通常總是需要某種交叉來補(bǔ)償幾個與衍射相關(guān)的問題，但對于初學(xué)者項目，這些可以暫時擱置一旁，因為它們需要一些交叉制作知識。

第4步：靈敏度、功率、阻抗

我們需要了解這些事情，因為它們對于確定揚聲器設(shè)計中的基線/目標(biāo)至關(guān)重要。

靈敏度，以分貝為單位，表示揚聲器播放的音量，在距離麥克風(fēng)1米處測量，當(dāng)給定1W的功率（或2.83V的電壓，這并不總是1W，但取決于揚聲器阻抗；公式是power=電壓^2/阻抗）。如果您的靈敏度為90dB，這意味著向揚聲器發(fā)送1瓦的功率將產(chǎn)生90dB的聲壓級（SPL）。現(xiàn)在，如果將輸入功率加倍，則SPL增加3dB（2瓦時為93dB），再次加倍，然后再增加3（4瓦時為96dB），再次（8瓦時為99dB），以此類推。

一般規(guī)則是：功率翻倍，聲壓級增加3dB（10倍功率增加聲壓級10dB）；將音盆面積增加一倍也會使SPL增加3dB；將揚聲器數(shù)量加倍結(jié)合了上述兩者，因此SPL增加了6dB（并且功耗加倍）。

這些計算對于確定“目標(biāo)最大聲壓級”和確定您真正需要多少功率很有用，因為更多的功率意味著更少的電池壽命，或者需要更大更昂貴的電池。例如：如果我想從一對90dB揚聲器達(dá)到106dBSPL，我只需要2x10瓦的功率（90dB+10將功率從1到10W；如果有兩個揚聲器，我們用2x10W從100到106dB功耗）；如果揚聲器的靈敏度為87dB，我需要2x20W，如果它們是84dB，我需要2x40W，依此類推。

我需要多少最大聲壓級？這取決于您將使用揚聲器做什么。戶外派對？在緊湊的設(shè)計中拍攝100-105dB，在更大的揚聲器中拍攝更多。室內(nèi)收聽？您可能不需要超過90-95dB，因此靈敏度較低的揚聲器是好的。

關(guān)于阻抗：這是與放大器一起考慮的參數(shù)，因為它將決定放大器可以輸出多少功率。我不會超過8歐姆，因為這會使電池系統(tǒng)復(fù)雜化（需要更高的電壓）。無論如何，大多數(shù)揚聲器都在4到8歐姆之間。

第5步：放大器

功放是便攜式音箱的心臟和大腦，因此必須根據(jù)其余所有組件進(jìn)行選擇。

由于這是一個電池供電的系統(tǒng)，因此選擇D類放大器是很自然的，因為它們的效率比其他放大器更高，因此電池運行時間會更長，產(chǎn)生的熱量也會更少。

有很多板已經(jīng)包含藍(lán)牙，因此對于簡單的設(shè)計，您可以使用它們，否則您需要一個帶有穩(wěn)壓器的單獨藍(lán)牙模塊（因為它們通常在5伏電壓下運行）。

確定您需要多少功率后，您可以選擇一個可以提供它的放大器。

對于便攜式設(shè)計，我的首選是TPA3116/TPA3118，可以在有或沒有藍(lán)牙的中國放大器板上找到便宜的產(chǎn)品；它可以為4歐姆揚聲器提供超過50瓦的功率，為8歐姆揚聲器提供超過30瓦的功率。但是，這些放大器的最大功率取決于輸入電壓（參見數(shù)據(jù)表，轉(zhuǎn)到名為“輸出功率與電源電壓”的圖表，這是您的電池電壓或來自（例如）升壓調(diào)節(jié)器的電壓。例如，在14V時，tpa3116在4ohm揚聲器中可以輸出大約20W（1%thd，所以失真不大，忽略10%thd曲線），但在8ohm揚聲器中只能輸出10W。如果您需要更多功率，則需要為放大器提供更高的電壓（顯然在該芯片的范圍內(nèi)）。因此，選擇一個芯片，從這些曲線中，您可以確定進(jìn)入放大器的電壓，從而確定您將如何制作電池系統(tǒng)。

還有關(guān)于阻抗：所有這些芯片在數(shù)據(jù)表中都有指定的最小阻抗。例如，您不能將2歐姆揚聲器連接到普通的立體聲tpa3116（稱為BTL模式），但您可以在單聲道tpa3116中執(zhí)行此操作（稱為PBTL模式）。例如，2.1放大器將子通道置于PBTL模式，因此它們支持低至2歐姆的阻抗，而立體聲通道限制為4歐姆。另一個例子，tpa3110在使用4歐姆揚聲器時只能工作到16V（由于功率限制），這是您可以從功率與電壓曲線中看到的另一件事。所以總是先檢查數(shù)據(jù)表！

此類別中可用的其他芯片是tpa3110（功率較低，但與3116非常相似，背景噪聲較?。?、tda7492、tda7492p、tda7498/7498p（用于更高功率）

我測試的一些好板子：這個簡單的tpa3118立體聲藍(lán)牙，這個tpa3116還有一個低音炮通道，音調(diào)調(diào)節(jié)和左右聲道的高通（如果你想制作一個2.1系統(tǒng)），這些基于tpa3116的各種板

PS：如果制造彈藥箱揚聲器，請考慮將外部天線焊接到現(xiàn)有天線上，因為金屬用作法拉第籠，從而減少藍(lán)牙范圍。我使用的是舊的2.4GHzWi-Fi調(diào)制解調(diào)器中的一個，它工作正常，因為藍(lán)牙也是2.4GHz（射頻專家請不要生我的氣）。

第6步：電池

您需要設(shè)計的最后一件事是電池系統(tǒng)。

我的選擇是使用鋰離子電池：與鉛酸電池相比，它們更輕，不需要一直充電（鉛酸電池在放電時會退化），與鎳相比，它們需要更少的電池來獲得一定的電壓-MH，同時也比Ni-CAD的能量密度更高，并且具有零記憶效應(yīng)。

由于我們正在使用鋰電池，因此需要快速免責(zé)聲明：切勿將鋰離子電池短路，將它們浸入水中，加熱它們，通常對其進(jìn)行虐待：它們真的不喜歡被虐待并且可能會爆炸。

最普遍的鋰離子電池形式是18650電池，用于電子煙、筆記本電腦電池和其他電子產(chǎn)品。它們附帶有用的數(shù)據(jù)表，指示它們的電流額定值（連續(xù)和峰值），我們將使用這些數(shù)據(jù)表來選擇最合適的電池。

關(guān)于串聯(lián)/并聯(lián)連接的一點說明。在串聯(lián)連接中，您將電池的正極連接到另一個電池的負(fù)極；在未連接的正極和負(fù)極之間測量的電壓是電池電壓的兩倍。在并聯(lián)連接中，您將正極連接在一起，將負(fù)極連接在一起，并且您測量的電壓與單個電池相同。電池組可以用“xSyP”代碼表示：x是串聯(lián)模塊的數(shù)量，y是構(gòu)成每個模塊的并聯(lián)電池的數(shù)量。一個4s1p電池有4個模組串聯(lián)，每個模組由1個電芯組成（共4個電芯）。一個5s2p電池有5個模組串聯(lián)，每個模組由2個電芯并聯(lián)組成（共10個電芯）。

一旦你確定了你的放大器將輸出多少功率以及你需要給它多少電壓，你必須確定你必須串聯(lián)多少個電池才能達(dá)到這個電壓：給定你的目標(biāo)電壓，你只需將它除以3.7您將獲得所需的大致數(shù)量的串聯(lián)電池（或模塊）。例如，如果我的目標(biāo)是14V左右，我需要串聯(lián)4個電池。請注意，最大電壓會更高，因為電池在充滿電時會達(dá)到4.2V，因此請確保放大器能夠承受更高的電壓。

為了確定電池的電流額定值并為了安全起見，確定當(dāng)電池全部充電時放大器的總功率（每個電池為4.2V：串聯(lián)4個電池為16.8V）并將其除以電壓。對于tpa3116，在16.8V時，您將2x30W轉(zhuǎn)換為4歐姆，因此總共60W。60/16.8提供3.57A電流?，F(xiàn)在放大器的效率不是100%，因此您可以從數(shù)據(jù)表中獲得效率，或者估計D類的保守效率為80-85%。將電流除以效率，即可得到實際最大電流，在我們的示例中為4.5A。所以理論上任何放電率高于4.5A的電池都可以工作。在實踐中，超大尺寸很重要因為電池總是有一個電壓降，在接近其最大電流能力時會很高，并且會導(dǎo)致失真。對于帶有立體聲tpa3116和4s電池的項目，我會選擇放電電流超過6-7A的電池。對于更高功率的項目，獲得更高電流的電池，或者制作多電池模塊，然后將它們串聯(lián)起來。

您現(xiàn)在可以計算電池有多少瓦時：只需將單個電池的標(biāo)稱電壓乘以其容量（與當(dāng)前容量不同，以mAh表示）乘以電池總數(shù)。如果我們有4節(jié)電池串聯(lián)，每節(jié)電池容量為3500mAh，我們將有3.7V*3.5Ah*4=51.8Wh。

我的電池能用多久？考慮到您從不經(jīng)常使用全功率（請參閱音樂峰值因數(shù)），您可以假設(shè)平均功耗為放大器最大功率的10%/15%。因此，要獲得運行時間，您將電池的瓦特小時除以總輸出功率的15%，因此在我們的例子中，考慮到51.8Wh電池和50W總輸出功率，我們應(yīng)該得到大約51.8/（60*0.15）=5小時45分鐘（5.75）全音量。您可以使用這些計算來大致確定電池需要多少Ah。

組裝電池組時，請務(wù)必始終使用相同型號的電池，切勿錯配！

始終從可靠的賣家那里購買電池，因為假電池與他們的說法不符并且可能很危險。

如果您想重復(fù)使用舊的筆記本電腦/電鉆電池，請嘗試獲取有關(guān)它們的信息（它們通常在電池上印有型號），并使用liitokalalii-500或opusbt-c3100（單個電池充電器和測試儀）。盡量匹配好，不要使用容量差異大的電池，尤其是并聯(lián)的時候（避免用舊的不匹配的電池這樣做）

我如何將電池放在一起并連接它們？我喜歡使用帶彈簧端子的電池盒，否則你要么焊接電池（不推薦），要么點焊它們。

在選擇所需的電池數(shù)量后，您將需要一個稱為BMS的保護(hù)電路：這可以避免過度充電、過度放電和短路；我個人總是購買平衡充電的BMS電路，因為它使電池在充電時始終保持相同的電壓（它們是“平衡的”），就像這個一樣?！皒S”表示您有多少個系列“模塊”：如果您有四個串聯(lián)電池，那么您的電池組是4S1P電池組，因此您需要一個4SBMS。如果您有5個串聯(lián)電池，那么它就是5S，您需要一個5SBMS。經(jīng)常檢查BMS是否有正確的電壓，過壓保護(hù)（通常每個電池4.3V，不多）。獲得可以支持您之前確定的最大電流的BMS。

最后，你需要一個合適的充電器。尋找一個可以做“cc-cv”的充電器（不是電源適配器），它是為鋰離子電池設(shè)計的，適合你的包（如果你有5s包，買一個5s充電器等等）。根據(jù)您的電池的最大充電電流選擇其最大充電電流：較低或相等是好的，不建議使用較高的。我個人將其用于4s1p電池；還有一些帶有C型連接器的充電器。

第7步：接線

現(xiàn)在一切準(zhǔn)備就緒，您可以連接電氣系統(tǒng)。我已經(jīng)附上了完整系統(tǒng)的方案，帶有一個開/關(guān)開關(guān)和一個用于連接外部充電器的筒形插孔（我通常使用2.1x5.5筒形插孔；內(nèi)部尖端是正的，外環(huán)是負(fù)的；請確保用萬用表檢查極性，因為某些充電器可能會顛倒）。我還附上了一個連接到BMS的4s電池的方案。您可以發(fā)揮創(chuàng)意并添加您想要的。

第8步：組裝一切

在制作電氣系統(tǒng)時，把所有東西都放在你的音箱里。如果您的揚聲器與您的電氣系統(tǒng)共享相同的空間，請用硅膠或熱膠密封所有可能的漏氣，因為這對于避免密封或端口系統(tǒng)中的噪音和性能損失很重要。

第9步：完成

如果你通過了我所有的指導(dǎo)并制作了自己的便攜式揚聲器，那么恭喜你，你成功了！

現(xiàn)在，無論您走到哪里，您最喜愛的音樂都會跟隨您，并且您可以自豪地回答“我做到了”的人，因為您有獨特的揚聲器。