Что лучше directx 9 или opengl. DirectX&OpenGL - Компьютерная Графика

Здравствуйте, уважаемые читатели блога Своя лаборатория! Сегодня мы с вами займемся изготовлением самого что ни на есть настоящего динамика. Если вам приспичило послушать музыку, а у вас нет никакой акустики, то проблему вполне можно решить с помощью подручных материалов. Конечно, рассчитывать на то, что такой динамик станет венцом творения в области акустических систем не приходится (хотя, кто знает, может быть именно вам суждено осуществить революцию в этой области). Но ведь наша задача состоит и не в этом. Наша цель — понять, как это работает и применить знания на практике.

Как и обычно, если вас пугает «много буков», можете сразу перейти к или посмотреть по изготовлению динамика. Если хотите понять принцип работы этого акустического устройства — читаем дальше. Прежде чем перейти к практике, следует разобраться, что это за зверь такой «динамик» и каким образом он издает звуки.

Динамик представляет собой устройство преобразования электрического сигнала в акустический. Вам это определение ничего не напоминает? Если вы читали статью о том, то вы можете помнить, что там тоже шла речь о преобразовании колебательных движений нити в акустическую волну. В случае с динамиком схема очень похожа. Только преобразовывать нужно электрический сигнал, поступающий от устройства воспроизведения (компьютера, плейера и т.д.).

Происходит это так. Конструкция динамика состоит из постоянного магнита, в магнитном поле которого располагается катушка, соединенная с диффузором — тарелкообразной конструкцией. Электрический сигнал поступает на катушку динамика. Под воздействием электричества в катушке возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита. Это взаимодействие становится причиной колебания катушки, и, следовательно, и бумажного конуса (диффузора), который прикреплен к катушке. Колебания бумажной тарелки вызывают колебания воздуха. Возникает звуковая волна, и, вуаля, из динамика льется, ну, скажем, мелодичный голос солиста вашей любимой группы тяжелого металла. Ну, с устройством разобрались — можно приступать к практике.

Для изготовления динамика нам понадобятся:

• Магнит. Можно взять любой, но чем сильнее, тем лучше. Если есть неодимовый — прекрасно.
• Провод. Лучше всего, если это будет тонкий провод в лаковой оболочке, причем, чем тоньше, тем лучше. Можно, конечно, взять любой изолированный медный провод, но тогда он должен быть довольно длинным и катушка может получиться довольно громоздкой. У меня провод диаметром 0,13 мм.
• Металлический цилиндр — это может быть что угодно, я использовал болт.
• Бумага.
• Бумажный скотч. Можно обойтись просто бумагой, но чтобы не возиться с клеем, лучше все-таки воспользоваться скотчем.
• Источник звука. Лучше использовать усилитель.

Сначала изготовим катушку. Берем металлический стержень и оборачиваем его несколькими витками скотча.

Теперь переворачиваем скотч клейкой стороной вверх и опять делаем несколько витков.

А теперь наступает важный момент, в котором без знания некоторых законов физики нам не обойтись. Ну, вернее, обойтись-то можно, но в результате вы можете получить неработоспособный динамик. Большинство динамиков имеют сопротивление катушки 8 Ом. И уж коль скоро мы хотим получить звук от, скажем так, стандартного усилителя, то нам нужно хотя бы примерно приблизиться к тому, чтобы сопротивление нашей самодельной катушки тоже было 8 Ом. Если сопротивление будет намного ниже, то это может стать причиной перегрева и даже перегорания нашей катушки или же выходом из строя усилителя (последнее маловероятно, но возможно, если сопротивление будет слишком уж мало). Если сопротивление будет слишком высоко, то в итоге звук может быть очень тихим. Поэтому воспользуемся формулой расчета сопротивления проводника, чтобы хотя бы приблизительно рассчитать длину провода, который нам нужно намотать на катушку.

Возможно некоторые скажут, ну вот, мол, началось началось, я хотел по-быстрому сделать динамик из подручных материалов, а тут мне предлагают рассчитать чуть ли не большой андронный коллайдер. Но не пугайтесь, никаких сложных расчетов нам производить не придется, вся математика на уровне начальной школы.

Формула расчета сопротивления проводника выглядит так: R=ρ*l\s , где R — сопротивление (в нашем случае 8 Ом), ρ — удельное электрическое сопротивление материала (для меди это 0,0175 Ом*мм 2 /м), S — площадь сечения провода (т.к. у меня диаметр провода 0,13 мм, то площадь сечения моего проводника составит π*R 2 =3.14*(0,13/2) 2 =0,013 мм 2), l — длина проводника (то, что нам как раз нужно найти). Отсюда l=R/ρ*S=8 / 0,0175 * 0,013=5,9 м. То есть мне нужно взять моего провода примерно 6 метров.

Фу-у-у-х, самая сложная часть закончена, можно приступать к намотке катушки. Берем наш кусок провода и начинаем наматывать на каркас, желательно витком к витку. Правда, чем тоньше провод, тем сложнее будет намотать его витком к витку. Но ничего страшного, если некоторые витки будут пересекаться.

После того как намотали провод, катушку можно обернуть еще парой витков скотча, чтобы провод не разматывался.

Все, катушка готова, снимаем ее с каркаса.

Первый слой скотча с металлического стержня нужно снять, больше в нем нет необходимости.

А на катушке делаем надрезы и загибаем получившиеся лепестки в виде ромашки. Надрезы делаем аккуратно, чтобы не повредить провод катушки.

Теперь делаем диффузор. Он имеет вид тарелки. Поэтому чертим на бумаге круг…

… вырезаем его и делаем на нем радиальный надрез, вот так:

Теперь разрезанные части соединяем при помощи клея с небольшим нахлестом, чтобы получился небольшой конус.

На диффузор с выпуклой стороны прикрепляем катушку при помощи клея или того же скотча.

Так, теперь нам нужно сделать небольшую пружинку. Я ее изготовил из мягкого проводка, обернув вокруг фломастера.

Начинаем собирать наш динамик. На лист картона кладем магнит, на него металлический цилиндр, а на торец цилиндра — пружинку.

Из обычной бумаги вырезаем полоски, складываем их гармошкой…

… а затем закрепляем их на диффузоре.

Надеваем диффузор на металлический стержень и закрепляем полоски бумаги на листе картона.

Все, динамик готов. Аккуратно зачищаем выводы катушки, подсоединяем их к усилителю и можно наслаждаться музыкой.

Вот небольшое видео о сборке динамика своими руками, в конце можно послушать как он работает. Кстати, это видео размещено на youtube — канале Своей лаборатории . Это первое видео на нашем канале, но будут и другие — подписывайтесь, чтобы не пропустить видео новости или присоединяйтесь к нам в социальных сетях

Изготовление хорошего громкоговорителя предъявляет высокие требования к искусству, терпению и настойчивости строителя. Однако тот, кто не боится возможных неудач, наверное достигнет цели, если приступит к работе с надлежащим запасом знаний и обладает необходимым инструментом. Предварительным условием удачи в работе является точное знание основных законов техники громкоговорителей. Аппарат, самостоятельное изготовление которого описывается, представляет довольно верное подражание громкоговорителю "Magnavox", производства British Wireless (London) (Британской Радиотелеграфной Компании в Лондоне).

Рис.1. Кожух для электромагнита из отрезка газовой трубы.

Кожух для электромагнита . Для изготовления кожуха, изображенного на рис. 1, употребим газовую трубу, диаметром в 3½ дюйма, от которой с помощью ножовки для металлов отрежем кусок в 62 мм длиной. При этом следует в особенности позаботиться о правильности плоскости разреза. С этой целью лучше всего установить трубу на токарный станок и отрезать резцом кусок требуемой длины. Верхняя и нижняя грани должны быть запилены вполне плоско, так, чтобы к полученному цилиндрическому кольцу можно было привернуть снизу круглую шайбу диаметром в 95 мм. Эта шайба вырубается из железного листа толщиною в 5—6 мм, тщательно запиливается по краям и снабжается центральным сверлением для винта в ½"". Форма крышки, склепанной из двух железных шайб толщиною по 4 мм, видна на рис. 2:

Рис. 2. Крышка для магнитного кожуха.

Диаметр нижней шайбы подбирается так, чтобы крышка как раз входила в кожух. Припаянное к верхней шайбе концентрическое кольцо имеет наружный диаметр 55 мм, вышину в 12 мм и толщину стенок в 4 мм.

Электромагнит . Детали электромагнита изображены на рис. 3. С правой стороны представлена катушка, обмотанная медной проволокой, диаметром в 0,4 мм с двойной хлопчатобумажной изоляцией. Слева изображен изготовленный из мягкого железа сердечник, в середине — полюсный наконечник. Сердечник имеет длину 40 мм и диаметр — 38 мм. Вдоль оси просверливается отверстие, шириной в 11 мм, в котором нарезается полудюймовая резьба. Нужно особенно постараться, чтобы отверстие было по возможности центральным, так как хорошая работа громкоговорителя в высокой степени зависит от строго центрированного действия магнитных сил на мембрану. Магнитная катушка должна плотно надеваться на сердечник и изготовляется по размерам, указанным на рис. 3:

Рис. 3. Детали электромагнита.

Обе боковые шайбы могут быть сделаны из тонкого дерева или из толстого картона. Для уменьшения рассеяния верхнюю шайбу нужно оклеить станиолем или изготовить ее целиком из тонкой листовой меди. Затем на катушку наматывается около 400 м медной проволоки толщиной в 0,4 мм. Это даст в общем около 3000 витков. Полюсный наконечник имеет в длину 25 мм, диаметр — 15 мм и снабжен выступом длиною около 12 мм. На последнем делается полудюймовая резьба, чтобы полюсный наконечник мог быть ввинчен в сердечник электромагнита. Так как при изготовлении железного сердечника и полюсного наконечника невозможно обойтись без токарного станка, лучше всего эти части заказать хорошему токарю. Теперь можно приступить к сборке электромагнита. Сердечник снизу привертывается к кожуху винтом, и на него надевается катушка. Затем концы обмотки соединяются с клеммами, укрепленными на наружной стороне кожуха. Эти клеммы насаживаются на небольшой эбонитовый брусок, который с одной стороны опиливается соответственно выпуклости кожуха и привинчивается к наружной стенке согласно рис. 4. Конечно, обе клеммы должны быть тщательно изолированы одна от другой, что всего лучше достается подкладыванием маленьких слюдяных шайб под закрепляющие винты, свободно проведенные сквозь стенку.

Рис. 4. Крепление клемм на наружной стенке магнитного кожуха.

В крышке кожуха делается точно центрированное отверстие в 23 мм диаметром и она насаживается на кожух. Если работа была выполнена тщательно, то полюсный наконечник находится теперь как раз посередине высверленного в крышке отверстия, и верх его будет заподлицо с крышкой.

Мембрана со вспомогательной магнитной катушкой . Чтобы достигнуть вполне центрального действия магнитных сил на мембрану, почти во всех современных конструкциях громкоговорителей отказались от применения магнитных мембран. В настоящее время почти исключительно употребляются мембраны из немагнитного материала, например, — из слюды, алюминия, целлулоида и т.д. С этим связано еще второе преимущество: масса мембраны уменьшается примерно наполовину, что позволяет ей быстрее следовать за звуковыми колебаниями. Чтобы электромагнит громкоговорителя мог действовать на эти немагнитные мембраны, необходимо или включение промежуточной части (в качестве таковой громкоговоритель Брауна имеет стальную плоскую пружину) или приходится прикрепить к мембране возбуждаемый током от вспомогательного источника маленький электромагнит, на который воздействует большой электромагнит громкоговорителя в такт звуковым колебаниям. Таким образом слюдяная мембрана приходит в колебания лишь благодаря вторичному механическому воздействию маленького электромагнита.

Рис. 5. Громкоговоритель в разрезе (без рупора).

Для нашего громкоговорителя мы прибегнем ко второму способу. На рис. 5 (разрез громкоговорителя) маленькая вспомогательная магнитная катушка находится при S . Она подвешивается в воздушном пространстве между полюсным наконечником и крышкой кожуха и прикрепляется к центру слюдяной мембраны с помощью тонкой алюминиевой скобочки. Эта катушка находится в сильнейшей части магнитного поля, так как при работе громкоговорителя наиболее интенсивный силовой поток направлен от полюсного наконечника непосредственно на крышку кожуха. Ввиду этого большой электромагнит оказывает на нее весьма сильное влияние. Чтобы маленькая катушка могла свободно двигаться, она должна висеть в небольшом воздушном зазоре между полюсным наконечником и крышкой кожуха, отнюдь не касаясь последних.

Рис. 6. Приспособление для зажатия слюдяной мембраны.

Рис. 6 показывает приспособление для натяжения слюдяной мембраны, состоящее из четырех спаянных попарно медных колец. Мембрана, которую можно купить в граммофонном магазине, имеет диаметр 63—70 мм; с помощью приспособления для натяжения она зажимается по всей окружности. Для достижения удовлетворительного натяжения рекомендуется отшлифовать кольца на выверочной плите наждачным порошком с маслом, пришабривая выступающие места. Неровности проще всего обнаружить, натирая отшлифованные в матовый цвет кольца о гладкую выверочную плиту; при этом выступающие места также становятся гладкими и легко могут быть замечены. Отшлифованные кольца просверливаются в восьми равноотстоящих точках по окружности; отверстия нарезаются, так что кольца можно свинтить, заложив между ними слюдяную мембрану. Наконец, согласно рис. 6, кольца припаиваются к отрезку трубы, насаженному на крышку кожуха. Теперь слюдяная мембрана закрывает кожух сверху.

Следующей задачей является изготовление вспомогательной катушки S . Стеклянную трубку, диаметр которой точно равен 16 мм, обматываем папиросной бумагой, промазывая каждый слой жидким рыбьим клеем так, чтобы получилась трубочка длиною в 20 мм при толщине стенок в 0,5 мм. Эту трубочку, не снимая со стеклянной трубки, обматываем эмалированной медной проволокой длиною в 10 м и толщиною в 0,15 мм. Чтобы избежать раскручивания проволоки, готовую обмотку покроем изоляционным лаком. Катушку можно снять со стеклянной трубки не прежде, чем она совершенно высохнет.

Изготовленную катушку необходимо снабдить алюминиевой скобочкой. С этой целью отрезаем от тонкого алюминиевого листа полоску в 2—3 мм шириной и приклеиваем ее шеллаковым клеем к внутренней стороне катушки. Можно также прикрепить скобочку с наружной стороны бумажной катушки, но это нужно делать до изготовления обмотки и аккуратно наматывать проволоку поверх наклеек. В этом случае нужно убедиться в достаточной надежности изоляции между проволочными витками и алюминиевой скобочкой, для чего можно воспользоваться карманной батареей и маленькой лампой накаливания. Затем скобочка с помощью маленькой алюминиевой заклепки прикрепляется к центру задней стороны слюдяной мембраны, и катушка осторожно заводится в воздушный зазор между полюсным наконечником и крышкой кожуха, причем она должна висеть вполне свободно, нигде не касаясь соседних частей. Перед этим концы обмотки продеваются наружу сквозь отверстия в 1 мм диаметром и закрепляются в клеммах K 2 и К 1 , изолированно насаженных с наружной стороны. Понятно, что подводящие концы катушки не должны мешать ее колебаниям; поэтому лучше всего свертывать проволоки в маленькие спирали тотчас по выходе их из бумажной трубки, благодаря чему они легко пружинят и не мешают движению.

Теперь большая часть работы закончена. Остается только приладить к громкоговорителю рупор, чтобы заключенная внутри воздушная масса пришла в соответствующие колебания, подкрепляя и усиливая таким образом действие мембраны.

Рис. 7. Рупор.

Изготовление рупора . Изображенная на рис. 7 форма рупора имеет то преимущество, что она легко изготовляется и очень хорошо работает, так как не имеет ясно выраженного резонанса. Хорошим материалом для изготовления рупора является вулканизированная фибра в 2 мм толщиной. Для рупора вышиною в 25 см употребляется пластинка, форма и размеры которой указаны на рис. 8. Она сгибается в виде воронки, и края, перекрывающие друг друга, тщательно склепываются. Верхушка воронки спиливается лобзиком, и рупор насаживается на металлическую оправу, которая привинчивается к приспособлению для зажатия мембраны с включением промежуточной прокладки в виде резинового кольца (годится, напр., кольцо от консервной банки).

Рис. 8. Шаблон пластинки из вулканизированной фибры для изготовления рупора.

Если не имеется вулканизированной фибры, можно взять другой материал, например листовую медь, алюминиевый лист или жесть. В случае нужды годится также и картон, который лучше всего сгибать в намоченном виде, причем края тщательно склеиваются; готовая воронка обматывается бечевкой и просушивается в течение 24 часов.

Трансформатор для громкоговорителя . Так как обмотка громкоговорителя обладает очень малым сопротивлением, то доставляемый приемником ток высокого напряжения должен быть трансформирован, прежде чем он попадет в катушку громкоговорителя. Сопротивление первичной катушки трансформатора должно равняться 1500 Ом. Лучше всего употреблять медную проволоку толщиной в 0,15 мм с двойной или одинарной шелковой изоляцией. На первичную катушку наматывается медная проволока с двойной хлопчатобумажной изоляцией длиной в 60 м и толщиной в 0,6 мм.

Громкоговоритель присоединяется к вторичной катушке трансформатора, между тем как концы первичной катушки соединяют с телефонными клеммами приемника.

Работа громкоговорителя . Прежде чем привести в действие громкоговоритель, надо к клеммам К 3 и К 4 (рис. 5), соединенным с обмоткой маленькой катушки S , подвешенной к слюдяной мембране, присоединить вспомогательную батарею из нескольких аккумуляторных элементов. Напряжение батареи лучше всего отрегулировать с помощью потенциометра так, чтобы громкоговоритель работал с наибольшим эффектом.

Если громкоговоритель передает хорошо и без искажений, но звучит слабо, — рекомендуется насадить на сердечник электромагнита полюсный наконечник большего диаметра и таким образом уменьшить воздушный зазор, в котором подвешена катушка S .