В преддверии тёплого сезона мы хотим поделиться с вами руководством по созданию портативной Bluetooth колонки. Детали для неё можно получить легко и дёшево, а большая часть инструментов наверняка уже есть в мастерской. Процесс не отличается особой сложностью, но результат будет долго радовать. Отправитесь вы на прогулку по городу или в поход на озеро – с портативной колонкой любое путешествие станет ярче.

Необходимые материалы:

1) Аккумуляторные батарейки Panasonic 18650 ёмкостью 3200 мАч (4 штуки);

2) BMS контроллер 4S 4x Li-ion 18650 (плата защиты для литий-ионных аккумуляторов);

3) Повышающий преобразователь напряжения;

4) Понижающий преобразователь напряжения;

4) Модуль Bluetooth KRC-86B;

5) Усилитель мощности MAX9736A двухканальный;

6) Динамики (4 штуки). Для портативной акустики лучше использовать динамики с неодимовым магнитом и сопротивлением 4 Ом: это мощно, компактно и эффективно. Можете построить систему из четырёх широкополосных динамиков, а можете взять две колонки НЧ/СЧ и две ВЧ. Второй вариант сделает игры с эквалайзером намного интереснее. В качестве примера подойдут динамики AIYIMA 1,5", MACGARSEN 2", Vifa NE65W-04 или Peerless P830986.

7) Пассивный динамик (для обогащения нижних частот).

8) Зарядное устройство Li-ion 16.8V;

9) Кнопки, разъемы, переключатели и радиаторы.

Инструменты:

1) Ножовка;

2) Напильник;

3) Наждачная бумага;

4) Ножницы;

5) Паяльник

6) Клеевой пистолет

7) Мультиметр (для измерения напряжения)

Шаг 1: изготовление корпуса

В этой сборке нам пригодится старый контейнер для еды. Он должен быть из прочного материала, чтобы мощные вибрации любимых треков не разломали колонку изнутри.

Для начала соберите все детали вместе и убедитесь, что они помещаются в контейнер. Если коробка слишком глубокая, отрежьте лишнее. Внутри не должно быть много пустоты.

Рис. 1

Обязательно отшлифуйте контейнер наждачной бумагой, чтобы он стал матовым, как на рисунке 2. Это улучшит сцепление краски и клея с поверхностью.

Рис. 2

Теперь передняя панель. В качестве исходного материала хорошо подойдёт органическое стекло: его легко можно резать ножовкой или циркулярной пилой. 

Положите контейнер на заготовку и обведите маркером. Затем разложите все динамики внутри периметра и тоже обведите. 

Приступайте к резке. Отверстия должны получиться, как на рисунке 3.

Рис. 3

Шаг 2: подготовка модуля Bluetooth и усилителя

Bluetooth-модуль мы установим прямо на плату усилителя. Для этого нужно отпаять 2 rca-входа (рис. 4 и 5) и на освободившееся место поместить небольшой квадрат макетной платы (медной стороной вниз). Слегка приподнимите макет с помощью термоклея, это предотвратит короткое замыкание (рис. 6).

Рис. 4

Рис .5

Рис. 6

Перед установкой модуля Bluetooth сначала припаяете все необходимые провода (рис. 7 и 8) и аккуратно соберите их вместе, используя термоусадочную трубку (рис. 9).

Рис. 7

Рис. 8 

Рис. 9

Шаг 3: батарейный блок 4S

Литий-ионные батареи не безопасны, поэтому мы будем использовать блок управления (BMS), чтобы контролировать процессы заряда-разряда и защищать аккумуляторы от перегрузки.

Сначала нужно соединить батареи между собой, то есть припаять провод от положительной клеммы одной батареи к отрицательной клемме другой. Вам также понадобится создать ответвления, чтобы в дальнейшем подключить аккумуляторы к BMS контроллеру. 

Припой не прилипает к металлу батарей 18650. Но эту проблему легко устранить с помощью напильника или наждачки. Просто сделайте поверхность шероховатой, и припой сразу ляжет.

Рис. 10

Когда все батареи будут связаны друг с другом, склейте их скотчем в один компактный батарейный блок, после чего подключите плату защиты. Здесь вам пригодятся сделанные ранее ответвления. 

Рис. 11

Рис. 12

Когда закончите паять, закрепите контроллер скотчем на батарейном блоке (рис. 13).

В завершение добавьте переключатель и порт зарядки. Следите за тем, чтобы провода были подключены в правильном направлении (проводите тесты с помощью мультиметра).

Рис. 13

Рис. 14

Шаг 4: преобразователи напряжения

Теперь пришло время добавить преобразователи. Нам нужно более высокое напряжение для усилителя и более низкое для модуля Bluetooth.  

Сначала установите уровень напряжения на обоих преобразователях. Делается это с помощью металлического винта (его расположение смотрите на рис. 15). Маленькой отвёрткой отрегулируйте положение винтов, чтобы добиться необходимых значений (мультиметр снова в помощь). Для понижающего преобразователя подойдёт напряжение 5 В, а для повышающего – 18 В.

Рис. 15 

Модуль Bluetooth KRC-86B должен поставляться с конденсатором 10В 470uF. После того как вы установили напряжение, добавьте конденсатор на понижающий преобразователь (рис. 15). В повышающий конденсаторы добавлять не нужно, так как они уже встроены в плату усилителя.

Теперь установите преобразователи на макетной плате вместе с модулем Bluetooth, как на рисунке 16. Электроника должна хорошо держаться вместе и располагаться максимально плотно.

Рис. 16

Пришло время проверить успешность сборки.

Подключите зарядное устройство к батарейному блоку и протяните провода от усилителя к динамикам. Включите колонку, настройте Bluetooth-соединение и проверьте звук. Всё должно работать.

Рис. 17

Шаг 5: отделка корпуса и финальная сборка

Покрасьте коробку и переднюю панель в любые цвета, которые вам нравятся. 

Но не красьте внутреннюю часть корпуса! Краска будет просто отслаиваться при взаимодействии с клеем. 

Рис. 18

Положите коробку на мягкий материал, чтобы она не поцарапалась, и добавьте все детали. Убедитесь, что кнопки и переключатели хорошо приклеены, воздух не должен проникать в корпус через эти отверстия. 

Рис. 19

Так как у нас 4 динамика и один двухканальный усилитель, мы на каждый канал коммутируем по два динамика, соединенных последовательно друг с другом.

Рис. 20

Приклейте акустику, припаяйте провода от колонок к усилителю и вставьте переднюю панель в корпус, как показано на рисунках 21 и 22.

Рис. 21

Рис. 22

Шаг 6: акустическая ткань

Это важный элемент любой акустики. Помимо декоративной функции, ткань для динамиков также защищает диффузоры от пыли и мелких механических повреждений. 

Для наших целей подойдёт кусок старой футболки. Приклейте его на металлическую сетку, как на рисунке 23, и то, что получилось, установите на переднюю панель поверх динамиков.

Рис. 23

Теперь у вас есть портативная Bluetooth колонка с возможностью 20 часов автономной работы и реальной мощностью 30 Вт RMS!

Рис. 24

Вы уже ранее мастерили акустические системы? Какие идеи или вопросы есть у вас по этому поводу? Поделитесь своими мыслями с нами – всегда рады единомышленникам в наших сообществах телеграм и ВКонтакте.

А мы желаем вам удачи в этом и в любом другом DIY-проекте.

Изготовление печатных плат в домашних условиях – очень полезный навык, который каждому творцу хорошо бы иметь в своём арсенале. Для многих интересных проектов одной Arduino или Raspberry Pi не достаточно, требуется дополнительная оригинальная плата, разработанная и изготовленная с учётом всех особенностей сборки.
Разумеется, есть возможность сделать заказ на соответствующем ресурсе (каких в интернете много) и дождаться изготовления и доставки платы. Но это оправдано при производстве крупных партий. В среде энтузиастов-изобретателей этот способ не имеет большой популярности. Зачем ждать, если можно сделать плату самостоятельно?
Методов существует много, но сегодня речь пойдёт только о самом популярном из них – лазерно-утюжной технологии (ЛУТ).
Кратко технологию можно описать так: на фольгированный текстолит посредством давления и нагревания переносится с листа бумаги рисунок микросхемы (тонер), а затем всё ненужное вытравливается в растворе хлорного железа.
Сам по себе текстолит – диэлектрик, он не проводит электрический ток, но внешний слой медной фольги делает его поверхность проводящей. Травление – это процесс удаления фрагментов медного слоя, но тонер защищает нужные нам участки проводника и сохраняет их проводящие свойства. В результате получается медный рисунок микросхемы на чистом текстолите – полноценная основа любой печатной платы.
Теперь более подробно остановимся на каждом этапе технологии.

Шаг 1: подготовка материалов

Большую часть средств, необходимых для процесса, можно найти у себя дома, в мастерской или в строительном магазине. Они доступны везде и каждому. Исключением может стать, разве что, лазерный принтер. Это дорогое оборудование, но обойтись без него никак нельзя. Необходимость эта объясняется тем, что именно в лазерных принтерах в качестве красящего вещества используется тонер – порошок из железа и смолы. Если такого принтера у вас под рукой не оказалось, можно попытать счастья в ближайшем печатном салоне. Главное – напечатать рисунок на глянцевой бумаге (подойдёт страница журнала) и с выкрученной на максимум насыщенностью в настройках печати. Чем «жирнее» будет рисунок, тем лучше он потом перенесётся на текстолит.

Итак, список необходимых материалов:
– фольгированный текстолит;
– раствор хлорного железа;
– ацетон;
– перманентный маркер;
– наждачная бумага «нулёвка»;
– распечатка микросхемы;
– утюг;
– сверлильный станок;
– паяльник;
– гелевый флюс (канифоль в гелевом состоянии).

Шаг 2: обработка текстолита и перенос рисунка
Перед тем как использовать текстолит, его поверхность необходимо зашкурить (потереть наждачной бумагой) и обезжирить (обработать ацетоном). Этот шаг необходим для того, чтобы улучшить сцепление тонера с металлом и облегчить дальнейший процесс лужения дорожек микросхемы. Учтите, что после обработки к текстолиту руками прикасаться нельзя, во избежание новых жировых загрязнений.

После успешной обработки поверхности, можно сразу приступать к переносу рисунка. Для этого берём распечатку микросхемы и прикладываем к текстолиту лицевой стороной. Вооружившись утюгом, начинаем гладить плату. Чем выше будет температура и давление, тем лучше перенесётся тонер. В целом, достаточно и двух минут этого действия, главное прогладить всё тщательно и равномерно.
По завершении, нужно сразу опустить плату в горячую воду на несколько минут, чтобы отслоились кусочки бумаги.
Если вы заметите, что некоторые части схемы переносятся плохо, не паникуйте. Для таких погрешностей мы и подготовили перманентный маркер. Просто дорисуйте недостающие кусочки схемы и двигайтесь дальше!

Шаг 3: травление
Чтобы протравить плату, сначала нужно замешать раствор хлорного железа в подходящей ёмкости. Лучше всего для этих целей подойдёт контейнер из пластика или из стекла, но ни в коем случае не металлический, поскольку едкий раствор непременно попытается вступить с ним во взаимодействие.
Важно обезопасить глаза и кожу рук от контакта с травителем: помогут защитные очки и перчатки.

Когда раствор готов, опускаем в него плату и ждём. Процесс травления в среднем занимает около 40 минут. Если хочется, чтобы всё прошло быстрее, то периодически нужно помешивать раствор и подогревать.

Определить готовность платы можно по внешним признакам. Если она пожелтела или начала казаться полупрозрачной, значит процесс подошёл к концу и пора вытаскивать.

Завершающим действием будет удаление тонера с поверхности платы. Его функция была исключительно защитной, он нам больше не нужен. Необходимо удалить тонер ацетоном, чтобы обнажились и очистились медные дорожки микросхемы.
Остались финальные штрихи.

Шаг 4: сверление и нанесение флюса
Плата готова, медные дорожки есть, но куда крепить компоненты?
На любой печатной плате должны быть контактные площадки. Необходимо взять самое тонкое сверло (0,3 - 1 мм) и просверлить их.

После этого плату нужно залудить, то есть нанести на дорожки тонкий слой припоя. Делается это для того, чтобы защитить медь от коррозии и увеличить сечение дорожек.

Просто нанесите ватной палочкой гелевый флюс на все дорожки микросхемы, а потом проведите по ним паяльником. Дорожки должны стать характерного серебристого цвета.

И на этом всё.
Плата готова к использованию!

Теперь перед вами открыт совершенно новый мир электроники! С технологией ЛУТ ваши возможности становятся шире. Конструируйте сложные микросхемы без оглядки на особенности заводских плат, поскольку теперь вам доступна быстрая и простая реализация прототипа любой схемы.

Делали подобное сами? Присылайте нам свои работы и вдохновляйтесь идеями единомышленников.