Самостоятельная установка аудиосистемы

Как установить музыку в машину самому – подробная инструкция!

Добро пожаловать!
Музыка играет в жизни человека немаловажную роль, и порой человек в день прослушивает множество различных треков, особенно во время езды на автомобиле. Однако не во всех автомобилях, новых или подержанных, стоит музыка, а установка в автосервисе стоит немалых средств. Поэтому в целях экономии, можно постараться самому её подключить, главное, знать основные нюансы, о них мы и расскажем в данной статье.

Примечание!
Чтобы установить музыку в автомобиль, вам потребуется следующее: отвёртки (плоские, крестообразные, большие, маленькие и др.), гаечные ключи (будут нужны, чтобы скинуть клеммы с АКБ), шестигранники, шуруповёрт (желательно), провода, изолента. Но инструменты могут и измениться, всё зависит от того, какое конкретно устройство будет устанавливаться в автомобиль. Иногда бывает достаточно одной отвёртки, а иногда и не хватает всех выше перечисленных инструментов.

Краткое содержание:

Как поставить музыку в машину?

Примечание!
Когда будете работать с проводкой, ни в коем случае не оставляйте оголённых клемм, жилок проводов и т. д. Всё должно быть аккуратно, ничего лишнего торчать не должно. Динамики, магнитофон, усилитель, сабвуфер, всё должно сидеть прочно, а не летать по багажнику или по салону. Обязательно всё закрепляйте, иначе проблем вам не избежать: сгоревший усилитель, сгоревший магнитофон в таких случаях не редкость. За настройкой системы обращайтесь к специалистам.

1. Установка начинается с проведения проводки. Впрочем, на большинстве новых автомобилей это уже сделано. Выяснить, так ли это на вашем автомобиле, можно в книге по эксплуатации и обслуживанию автомобиля либо в интернете (вписываете в строку марку, модель, комплектацию автомобиля и «аудио-подготовка»).
2. Если у вашего автомобиля штатная аудио-подготовка не предусмотрена и нужно проводить провода, то нужно выбрать, как будете подаваться звук в динамики (через усилитель или через магнитофон). Примерно определите расстояние от магнитофона или усилителя до колонок и в магазине приобретите нужное количество провода. Обратите внимание на то, что провод должен быть сдвоенный между собой (плюс и минус, с такими проводами гораздо легче и удобней работать).
3. Провода проложите так, как Вам удобно, спрячьте под карпет, под сиденье, чтобы не было видно. Один конец должен будет выводиться на магнитолу (если вы не будете подключать динамики через усилитель), а другой – подсоединяться к динамикам (плюс и минус). Где находятся плюс и минус на динамиках, обычно подписано на них самих.

Примечание!
Эти провода подключаются к автомагнитоле посредством скрутки. К динамикам их можно крепить так же, но если провод соскочит, то динамик перестанет работать и провод придётся подключать заново. Чтобы таких казусов не было, лучше всего подключать провода к самим динамикам за счёт клемм, а не по-другому. Чтобы правильно подключить провода, которые идут от динамиков, к проводам на автомагнитоле, смотрите инструкции к автомагнитоле. Там, как правило, есть распиновка, в которой указано, за что отвечает каждый провод.

1. Если вы решили подключать динамики через усилитель, то провода к динамикам нужно будет вести уже от усилителя. Там всё то же самое, просто в каждый канал усилителя нужно будет вставить по проводу (плюс к плюсу, минус к минусу). У усилителей бывает разное количество каналов, один канал отвечает за один динамик, канал состоит из двух входов: минусовой вход для провода и плюсовой – это всё, что вам нужно знать.
2. После подключения запускайте магнитофон (все операции по подключению динамиков обязательно проводятся при выключенном магнитофоне!) и проверяйте работу колонок. Если все работает, заизолируйте провода и работа закончена. В случае неполадок ищите причину. Как правило, проблема бывает в проводке, что-то неверно подключено и т.д. Реже оказывается, что динамик нерабочий (бракованный или сгоревший). Сжечь динамик можно, перепутав минус с плюсом, поэтому будьте аккуратней!

Установка автомагнитолы:

1. Магнитола подключается минут за пять, максимум за десять. Самое главное, провести под неё проводку и знать, за что отвечает каждый проводок. Если проводку не предусматривает комплектация автомобиля, сделайте её сами, вам понадобится минус и плюс. Как только минус и плюс проведёте, можно ставить магнитолу. Учитывайте, что не все магнитолы имеют колодки проводов, поэтому их приходится докупать в автомобильном магазине. Выбрать колодку легко, просто нужно прийти в магазин с автомагнитолой, продавец-консультант подберет к ней проводку (на фото ниже она указана стрелкой).

1. Покупаем колодку, проводим плюс-минус. Его можно взять от чего угодно, например, провода на замке зажигания, на прикуривателе или от аккумулятора дают постоянный плюс, минус – это кузов автомобиля. Подключаем магнитолу: плюс от магнитолы – это, как правило, красный провод, а минус (заземление) – чёрный. Чтобы не было проблем, смотрите распиновку. Если всё будет подключено правильно, магнитофон должен будет включиться, после чего подключайте динамики на отдельные провода, идущие от магнитолы.

Установка усилителя звука:

1. Установка начинается с выбора места, где усилитель будет расположен. После этого закрепите усилитель и начинайте подсоединение. Усилитель, как и магнитофон, нужно будет запитать от аккумулятора, для этого понадобятся провода на определённую длину. Размер проводов подбирайте с помощью интернета или инструкции, потому что на каждый усилитель идут разные провода. Один провод будет идти от аккумулятора к усилителю, другой от усилителя на кузов. Потребуется также один маленький проводок, который идёт от магнитофона (там нужно будет делать скрутку) и к усилителю. Этот проводок синего цвета нужен для того чтобы усилитель включался одновременно с магнитофоном. Понадобятся также тюльпаны.

Примечание!
Для усилителя будет нужна также колба и предохранитель на определённое количество ампер. Какую именно колбу подходит к конкретному усилителю, узнавайте у консультантов, она подбирается по размеру провода, поэтому сначала разберитесь с проводами, и только потом приобретайте в магазине колбу и предохранитель к ней!

1. После того как с проводкой разобрались, купили всё, что нужно, проводите её: под капотом, дальше в салон, под панель, под карпет и т. д. Следите за тем, чтобы проводка нигде не загибалась, не перетиралась и т. п. Когда с этим будет завершено, переходите к подключению усилителя, плюс вставляйте в плюс, минус в минус. Чтобы не перепутать (в противном случае усилитель выйдет из строя), можете обмотать минус изолентой. Рем (синий провод) тоже вставьте, после чего подключите тюльпаны к магнитофону и к усилителю. Дальше просто включите магнитофон, проверьте, работает ли усилитель (должен загореться соответствующий индикатор). Как только убедитесь, выключайте магнитофон и подсоединяйте динамики в каналы (плюс к плюсу, минус к минусу, в общем, смотрите распиновку).

Установка сабвуфера:

1. Сабвуферы бывают двух типов: активные и пассивные. Пассивные сабвуферы играть будут только от усилителя, нужно докупать отдельно его или моноблок (специальный усилитель для сабвуфера). Пассивные сабвуферы очень хороши и используются чаще всего в автомузыке, но есть небольшая проблема, а именно их цена. Активный сабвуфер стоит примерно столько же, но к нему не нужно ничего докупать. Пассивный же помимо усилителя или моноблока потребует ещё и короба, так что в целом выйдет достаточно дорого, но и звук будет гораздо приятней (что, впрочем, зависит от усилителя и самого сабвуфера).
2. Активные сабвуферы подключаются так же, как и усилитель: плюс от аккумулятора идет, минус с кузова, и рем (если рем уже скручен с усилителем, то и сабвуфер туда же скручивайте). При установке пассивного сабвуфера берётся усилитель (подключенный), от него протягиваются провода на сабвуфер (плюс и минус), пассивный сабвуфер можно расценивать как тот же самый динамик. После этого можете включать магнитолу и проверять работоспособность.

Самостоятельная установка мультимедийной системы. Часть вторая: установка аудио. Разбираемся в разъемах

Если имеется в наличии переходник с адаптером, то работа по установке пройдет гораздо проще и быстрее. Если же по каким-либо причинам адаптер отсутствует, значит, его придется создавать самому. Для этого берем провода оответствующих цветов (красный и желтый – «плюсовые», черный – «минусовой») и закрепляем на них клеммы не забывая одевать и закреплять на них термоусадочную трубку. Так же поступаем и с другими управляющими проводами. После того как разобрались с питающими проводами, принимаемся за аудио.

Подготовка

Обычно в стандартных разъемах ISO разъемы аудио и питания разделяются. Штатная проводка автомобилей, в комплектации которых уже имеется заводская аудиоподготовка, имеют стандартный разъем и нуждаются лишь в подключении переходника. Если все делать с нуля, тогда одним переходником никак не обойтись. Штатные аудиопровода легко отличить от проводов электропитания. Во-первых, они имеют гораздо меньшее сечение, поскольку проходящие по ним токи имеют не столь высокие номиналы. По своему опыту скажу: настоящий бич для тонких аудиопроводов производства КНР – их перетирание или, что хуже, внутренний обрыв. Это может создать определенные проблемы, особенно при монтаже и настройке мультимедийной системы. Поэтому, настоятельно рекомендую по возможности заменять тонкую штатную проводку на аудиокабель, устойчивый к перетиранию.

Сегодня даже самая простой автомобильный ресивер имеет стандартный разъем ISO . Распиновка его указана на рисунке.

Здесь они показаны на примере к подключению штатного разъема автомобиля Chery Tiggo .Разъем для аудио имеет равное количество клемм с разъемом питания. Обычно колодка « ISO аудио» черного цвета, а питания – красного. Зная распиновку разъемов ISO , совсем необязательно иметь колодки. Можно подключить изолированные клеммы по отдельности, исключая при этом возможность самопроизвольного отсоединения в результате вибрации. Так называемые, штатные провода, который идут в комплекте с акустическими системами в некоторых случаях не выдерживают ни критики, ни даже незначительных механических повреждений. Но, если нет никакой возможности заменить их на более прочные (и более дорогие, но оно того стоит), тогда вам в помощь их цветовая распиновка. Любые, даже самые дешевые динамики очень критичны к полярности подключения. При неправильном подключении хотя бы одного динамика при воспроизведении музыкальных композиций будут слышны значительные искажения звука даже на небольшой громкости. Для удобства все аудиопровода промаркированы не только одним цветом. «Минусовые» провода кроме соответствующего цвета имеют еще и продольную черную полосу. Их нужно подключать к «минусовому» контакту динамика. Зеленый и фиолетовый провода подключаются к «плюсовым» разъемам задних динамиков. Зеленый – к левому, а фиолетовый – к правому. Соответственно подключаются и зеленый и фиолетовый провода с продольной черной полосой, но только к «отрицательным» клеммам. Аналогично подключаются и другие провода: белый – к переднему левому, серый – к правому заднему динамикам.

Автомобильный ресивер с расширенным набором опций

При самостоятельной установке сложной аудиосистемы с более широкими возможностями нельзя не упомянуть о некоторых особенностях распиновки ее разъемов.

Наряду с уже знакомыми нам разъемами ISO , добавляется дополнительная колодка C . Мультимедийные системы, имеющие такой разъем, обладают расширенными возможностями по сравнению с обычными ресиверами. Например, имеются линейные выходы, шина управления усилителем, коаксиальный видеовход, подсветка управляющих кнопок и шкалы и некоторые другие опции, например, возможность установки управляющих клавиш на
рулевом колесе и пр.

Установка динамиков и прокладка проводки

Установка звукового оборудования с нуля подразумевает некоторые жертвы в виде прорезей дверной обивки и в пластиковых панелях, а также ряд других манипуляций, включая демонтаж напольного покрытия. Как правило, широкое применение в автомобильной акустике нашли так называемые, коаксиальные широкополосные динамики. Это звуковое устройство содержит в себе сборку из нескольких динамических головок, способных воспроизводить звуковые частоты разного спектра. Человеческое ухо способно слышать звуки частотой от 20 до 20 кГц.Стандартные бюджетные широкополосные динамики способны воспроизводить звуковые частоты от 50 до 18 кГц. Иногда производители любят приукрашивать технические характеристики, приписывая динамикам способность воспроизводить частоты до 25 кГц, т.е. частоты, близкие к ультразвуковым. Получается, если верить производителю, то такой динамик смело можно использовать еще и в качестве ультразвуковой стиральной машинки? Сверхнизкочастотные динамики – сабвуферы, способны воспроизводить еще более низкие частоты, вплоть до инфразвуковых. Они наиболее ярко дополняют звуковую сцену, делая более выразительным прослушивание музыкальных композиций и просмотр фильмов. Но, для полноценной работы сабвуфера необходима более мощный источник сигнала и ряд других устройств, о которых будет рассказано позже.

Установка динамиков

Динамики должны располагаться друг напротив друга, поскольку салон легкового автомобиля – это очень тесное пространство для формирования так называемой акустической сцены. Динамики монтируются либо на правой и левой стороне торпедо, либо в нижней части дверей. На саморезы монтировать динамики крайне нежелательно. Лучше всего крепить их на винты и гайки с гроверными шайбами, либо на самоконтрящиеся гайки. При креплении динамиков есть одна маленькая хитрость, известная с незапамятных времен. Следует взять немного нитроэмали, на крайний случай подойдет и лак для ногтей любимой супруги, и промазать им гайку, а также резьбу возле гайки. После высыхания краски или лака соединение надежно «запечатается». Если монтировать динамики через проставки – подиумы, то это еще не факт, что вам удастся достичь идеального акустического баланса, а вот уменьшить пространство салона за счет выступающих подиумов, – это не есть хорошо для состояния динамиков, поскольку рано или поздно при посадке или высадке их обязательно зацепят ногой.

Если в дверях вашего авто уже имеются штатные места под динамики – вам повезло. Если нет – придется аккуратно вырезать, не повредив при этом силовые элементы, проводку и механизмы стеклоподъемника и центрального замка. Если в комплекте имеются высокочастотные динамики, рекомендуется устанавливать их в последнюю очередь. Регулируя их положение, можно добиться выравнивания звуковой сцены.

Задние динамики можно разместить в задних дверях или на задней полке. В этом случае получается интересный эффект отражения звука от заднего стекла и смещения звуковой сцены к середине салона.

Провода

Как я уже упоминал выше, хлипкие провода, состоящие из нескольких медных волосинок – далеко не самый хороший проводник звука во всех смыслах. Только не подумайте о том, что я сейчас начну рассказывать вам о золотых проводах с платиновым напылением, обладающих «скин-эффектом» (хороший способ развести доверчивых аудиофилов). Все это о чудодейственном звучании различных проводов вы можете прочитать на многих аудиофильских форумах. Но среди ритуальных плясок с бубном особо верующих сектантов «свидетелей теплого лампового звука» все же иногда попадаются и простые, но очень полезные советы. Из курса школьной физики многие (очень надеюсь) помнят простое правило: чем больше площадь поперечного сечения проводника, тем меньше он оказывает сопротивление проходящему через него току. А это как раз нам и нужно! Если взять хороший многожильный аудиокабель и три волосинки, толщиной менее одного миллиметра каждая, где будет меньшее сопротивление и соответственно, меньше потерь полезного сигнала? А если кабель порвется, перетрется или замкнет уже на стадии установки? Вот почему вы должны подумать над проводами, если, конечно, желаете долгой и приятной жизни своей будущей звуковой установке. И никаких шаманских плясок тогда не будет нужно. Совсем.

Прокладывание аудиопроводов осуществляется по тем же принципам, что и проводов шины питания. Лучше всего прокладывать в тех местах, в которых их невозможно порвать или перетереть. Лучше всего для этого подходит штатный пучок проводки автомобиля, к которому аудиопроводка прикрепляется при помощи запасенных нами заранее пластиковых хомутов.

Прокладка проводки для динамиков через дверные проемы требует терпения и некоторых навыков. Лучше всего прокладывать их в штатном защитном чехле вместе с другими проводами. Если сечение гофры не позволяет сделать это, придется искать другие заглушенные отверстия. Если их нет, можно аккуратно рассверлить подходящие по диаметру. Затем, вставить защитный чехол и пропустить через него провода к динамикам. Клеммы динамиков необходимо надежно закрепить и заизолировать. Продолжение следует.

Музыка в машине: с чего начать?

Не нравится звук штатной аудиосистемы? Это нормально. Но тогда сразу возникает классиче­ский русский вопрос: «Что делать?» Сейчас посмотрим!

Недовольными звучанием штатных аудиосистем чаще всего оказываются владельцы автомобилей среднего ценового сегмента: стоимостью от 500 000 до 1 млн руб.

Как правило, всевозможные заводские комплектации таких машин не отличаются разнообразием вариантов аудиоподготовки: в лучшем случае, есть возможность выбора двух-трех систем. Причем отличаться друг от друга они будут в основном количеством динамиков или наличием более функциональной магнитолы.

В минимальном варианте аудиоподготовка «иномарки средней руки» – это четыре динамика и магнитола, «по максимуму» – до 13 динамиков. Не хочется особо критиковать производителей, но в машинах среднего ценового сегмента аудиосистема добавляется просто «чтобы была». И часто, даже заказав самую навороченную аудиоподготовку, владелец оказывается недоволен звуком. Ничего не поделаешь: надо улучшать.

И делать это лучше всего поэтапно, начиная, как говорится, с малого. Ибо часто происходит так, что, после того как сделаешь одно, другое уже и не нужно.

Меняем динамики

Первое, с чего стоит начинать «переработку» штатной аудиосистемы во что-то более приятное слуху, – это замена штатных динамиков на более качественные и классом выше.

Затем производится минимальная аудиоподготовка. Здесь, в частности, делают отдельную подготовку дверей под установку динамиков, при которой демпфируют полости и устраняют вибрации. В таком случае оставляют «родную» магнитолу и все подключают по заводской проводке.

Замена штатной акустики и шумоизоляция в мастерской выльется для владельца не в такую уж большую сумму – за все вместе с работой попросят

15 000-25 000 руб. Однако звук системы поменяется ощутимо, а его качество станет заметно другим.

Очень многие на этом и останавливаются. Если у владельца нет каких-то особых претензий, и музыку в машине он слушает «по ходу», то замены штатной акустики вместе с шумоизоляцией часто оказывается достаточно.

Подключаем усилитель

Если нет – тогда следующий этап: установка внешнего, дополнительного усилителя. Делается это не столько ради громкости, сколько для улучшения чистоты звучания. Суть – в том, что имеющийся в штатной магнитоле встроенный усилитель при увеличении громкости вносит в аудиотракт системы искажения по всему спектру частот: т. н. клипирование.

Внешний же усилитель позволяет обеспечить широкий размах сигнала, идущего на динамики, хорошие параметры по его нарастанию и т. д. Одним словом, с внешним усилителем звук получается чище и лучше.

Однако проблема заключается в том, что ни одна штатная магнитола не имеет линейных выходов на внешний усилитель. Такие «выходы» приходится получать искусственно.

Самый простой способ – т. н. «пассивный»: когда на трансформаторах собирается схема, понижающая уровень сигнала выхода из магнитолы до нужного для подключения к внешнему усилителю.

Стоит такая схема немного: 1 000-2 000 руб. Однако при этом все искажения частот, которые несет штатный звуковой тракт, никуда не пропадают и передаются во внешний усилитель. Достоинство такой схемы подключения состоит в простоте установки и минимуме вторжения в штатное головное устройство.

Более продвинутым вариантом выступают т. н. «активные» схемы, которые «интеллектуально» обрабатывают сигнал. Как правило, это готовые устройства, которые, в зависимости от производителя, стоят от 5 000 до 15 000 руб.

Однако наиболее продвинутым способом является доработка непосредственно штатной магнитолы и организация в ней самой линейных выходов. Для этого головное устройство разбирают, находят точку подключения к встроенному усилителю и выводят сигнал линейного уровня. Стоят такие работы от 7 000 руб.

Логичной альтернативой, казалось бы, является простая замена штатной магнитолы на новую, у которой и линейные выходы уже имеются (ничего придумывать не надо – только подключай), и функциональность повыше. За те же 7 000-15 000 руб. можно подобрать аппарат весьма приличного уровня!

Однако главная проблема, которую приносят с собой нештатные магнитолы, – это интерес к ним криминальных элементов: по­просту говоря, воровство. Любое, даже самое простое устройство как магнит притягивает воров. Обнаружить разбитое стекло и раскуроченную панель, подойдя к машине, – случай типичный.

Кроме того, нештатные аппараты часто требуют довольно сложную и дорогую инсталляцию в панель, поэтому многие решают именно доработать штатное устройство.

Разумеется, если хочется иметь «продвинутый» функ­ционал в виде проигрывания МР3, разъемов USB, слотов для карт памяти, Bluetooth, цветного ЖК-дисплея и прочего, чем балуют сейчас потребителя производители аудиотехники, магнитолу придется менять.

Кстати, замена магнитолы может потребоваться и для того, чтобы поменять штатную акустику автомобиля.

В ряде машин высокого ценового сегмента (например, Audi и Mercedes) одни динамики заменить невозможно – нужно менять всю аудиосистему. А если еще комплектация – «продвинутая», и аудио завязано на систему интеллектуального управления, то любой апгрейд сопряжен с весьма серьезными техническими сложностями. В некоторых автомобилях высокого класса вообще невозможно отказаться от штатной аудиосистемы.

Ставим сабвуфер.

Третий этап – установка сабвуфера. Доходят до него не все: более качественные динамики уже начинают неплохо «басить». Вкупе с внешним усилителем, звук и так получается весьма качественным и чистым, что для обычного пользователя вполне достаточно.

Впрочем, часто хочется большего, а если владелец слушает современную электронную музыку, то без саб­вуфера не обойтись.

Кстати, предостережем читателей от подростковых глупостей и выброшенных денег. А именно: от покупки готового «саба» со встроенным усилителем и подключением его к штатной аудиосистеме.

В продаже сейчас много всяких «ящиков» и «бочек» по доступным ценам, которые можно подключить хоть самому, хоть за небольшие деньги в «гаражном» сервисе. Только ничего хорошего от такой вот «инсталляции» не получится! Почти наверняка выйдет невнятное баханье и гуденье, не согласующееся ни с чем.

Чтобы сабвуфер зазвучал правильно и по-настояцему красиво дополнил собой картину звука, он должен строиться под существующую акустическую систему с учетом пространства автомобиля. И только так!

По цене, вместе с установленным «сабом», доработанная аудиосистема потянет примерно на 50 000-90 000 руб.

…и новую магнитолу.

Сколько в сумме набежало?

Ну и последний этап – замена магнитолы. Как мы уже говорили, это делается как ради нового функцио­нала, так и звучания самого аппарата. Кстати, многие устройства высокого класса предоставляют лишь спартанские возможности: «прямое назначение» – крутить диски, и столь же аскетичный дизайн.

Если не брать компоненты класса Hi-End, а ставить просто качественные элементы известных производителей, то за замену штатной акустики, установку сабвуфера и проигрывающего устройства придется выложить 50 000-170 000 руб. Для машины, купленной за 1 млн руб., наверное, не так уж и много. Хотя, можно ли вообще с чем-либо соизмерить удовольствие, получаемое от хорошей музыки.

Подключение автозвука: инструкция и полезные советы

Каждый автолюбитель стремится, чтобы автозвук в салоне был идеальным. Сама схема подключения автоакустики несложна, но ее имплементация требует определенных знаний и навыков. Неправильное соединение акустической системы может привести к тому, что звуковое оборудование выйдет из строя или будет функционировать неправильно. В то же время, грамотное подключение аппаратуры с соблюдением инструкции — основа идеального звука.

Трехполосный фронт и сабвуфер

Трехполосный фронт призван улучшить впечатление от аудиосистемы и увеличить интенсивность звучания, а сабвуфер — скорректировать погрешность нижнего регистра для полноты звучания. Динамики в трехполосном фронте воспроизводят звук громче и точнее, так как излучатели соответствующей звуковой полосы имеют узкую направленность. Каждый из них воспроизводит более узкий диапазон, поэтому динамики системы менее нагружены, чем при схеме «Двухполосный фронт и сабвуфер».

На практике встречаются 2 популярные реализации данной системы:
1. Трехполосный фронт на пассивных кроссоверах. В ней особое внимание необходимо уделить расположению колонок. Настройка системы основана на состыковке верха сабвуфера и низа мидбаса и установке чувствительности входного сигнала усилителя.
2. Канальное усиление от магнитолы. Оборудование имеет три пары предусилителей, в то время как для настройки системы требуется четыре пары. Необходимо прибегнуть к определенным хитростям: следует разделить RCA мидбаса с помощью 2-х Y-разветвителей.
Важно! Выбирать необходимо именно правый RCA мидбаса, так как он находится примерно на одинаковом расстоянии с сабвуфером от водителя.
Канальная настройка системы намного сложнее, чем рассмотренная 1 схема. При установке срезов для каждого типа динамиков необходимо учитывать индивидуальные звуковые задержки, тональный баланс и крутизну срезов кроссовера. Без соответствующих знаний и навыков достичь безупречного звука невозможно. Неопытным автолюбителям следует прибегнуть к помощи микрофона или обратиться за помощью к профессионалам.

Двухполосный фронт и сабвуфер

Это самая распространенная аудио система для автомобилей, так как состоит из незначительного числа компонентов и отличается простотой установки. Состав системы может быть произвольный (сабвуфер, пищалки и т.д.) или строго регламентируемый (двухкомпонентная акустическая система). Простота установки совсем не означает, что звук будет низкого качества. Звучание зависит от правильной настройки схемы автозвука в транспортном средстве.

Настройка системы может осуществляться по 2 типовым схемам:
Первый вариант предполагает настройку механизмов фильтрации кроссовера и регулировки уровня чувствительности входных сигналов на усилителе Gain. Для дополнительной подстройки системы необходимо:
1. включить фильтр низких частот HPF на автомагнитоле (так же как и усилителе) для 1-го и 2-го сигнала;
2. настроить срез для 3-го и 4-го канала (в области 80 ГЦ);
3. включить LPF;
4. установить срез, равный срезу 1-го или 2-го канала (можно немного выше).
На усилителе сначала необходимо отрегулировать чувствительность входящих сигналов для 1-го и 2-го каналов, а потом «подогнать» под данные критерии чувствительность 3-го и 4-го канала.
Второй вариант предполагает канальную настройку системы. Этот способ используется для процессорной магнитолы. Все ее параметры настраиваются на ГУ (исключение — чувствительность сигнала). Получение идеального звука зависит от штатной акустики, а точнее — верхов среднего баса и низов пищалки. Настройка их среза осуществляется в районе 80 Гц.
Важно!
1. Размер мидбаса можно резать в районе 67-70 Гц, при условии, что они точно воспроизводят звук ниже 80 Гц.
2. В беспроцессорной системе «Двухполосный фронт и сабвуфер» возможен провал баса в области среза. Этот недостаток можно скорректировать, если поменять полюса акустического провода сабвуфера (или переключить фазу устройства на магнитоле при наличии такой функции).

Тонкости подключения автомобильных сабвуферов

Подключить однокатушечный сабвуфер к моноблоку совсем не сложно. Гораздо труднее, если звуковых катушек две или нужно подключить несколько сабвуферов.

Существует 4 варианта, как подключить двухкатушечный сабвуфер (или несколько сабвуферов):
• последовательное соединение;
• параллельное соединение;
• комбинированное соединение;
• подключение каждого элемента по отдельности.
Каждый вариант коммутации катушек универсальный. При параллельном и последовательном соединениях достигаются противоположные эффекты. В первом случае общее сопротивление катушек уменьшается в 2 раза. Например: при соединении катушек с сопротивлением 8 Ом каждая, общее сопротивление будет равно 4 Ом.
При последовательном типе соединения сопротивления катушек суммируются (увеличивается в 2 раза). Например: при последовательном сопротивлении катушек 3 Ом каждая общее сопротивление будет равным 6 Ом. Для получения более наглядной информации рассмотрим каждый вариант коммутации катушек более детально.
1. Подключение каждого элемента по отдельности
Этот способ подключения используется, в тех случаях когда нет моноблока. С помощью него можно двухкатушечный сабвуфер подключить к менее мощному усилителю. Единственная поправка: регуляторы Gain должны быть примерно на одном уровне, а сопротивление катушек соответствовать реальной (рабочей) мощности.
2. Параллельное соединение
Из-за снижения сопротивления в 2 раза усилитель может увеличить рабочую нагрузку. Однако о безупречном звуке в этом случае не может быть речи — при увеличении мощности контроль усилителя над сабвуфером уменьшается, что приводит к «размазанному басу».
3. Последовательное соединение
С помощью него можно достичь более точного звучания. Такая схема подключения сабвуфера возможна только при мощном усилителе.
4. Комбинированное соединение
Этот вариант предполагает одновременное использование последовательного и параллельного соединения. Оно используется для достижения лучшего звучания.
Выбор варианта соединения двухкатушечных сабвуферов зависит от мощности усилителя и сопротивления звуковых катушек.

Особенности подключения конденсатора

Подключить конденсатор не составит труда, важно лишь помнить некоторые особенности подключения силового кабеля:
• от плюсовой клеммы АКБ он присоединяется к плюсовому контакту конденсатора, а от — к плюсовому контакту усилителя;
• от отрицательной клеммы АБК кабель присоединяется к минусовой клемме конденсатора, а от конденсатора — к минусовой клемме усилителя.

Конденсатор и усилитель должны быть расположены параллельно друг другу.
Полезно знать! Конденсатор должен быть подключен на минимальном расстоянии от усилителя (не более 50 см). Чем меньше это расстояние, тем выше эффект от конденсатора.
Перед подключением конденсатор необходимо зарядить. В противном случае при соединении разряженного устройства возможно короткое замыкание. Данное правило должно безукоризненно выполняться для конденсаторов больших мощностей.
Для зарядки конденсатора можно использовать резистор, идущий в комплекте с устройством. Если его нет, то вполне подойдет 12 Вольт лампочка. Плюсовой провод АКБ присоединяется напрямую к аккумулятору, а кабель с минусом — с помощью резистора на минус АКБ. После окончания зарядки минусовой провод присоединяется к аккумулятору.
Время зарядки устройства указывается в инструкции или до 12-13 Вольт на вольтметре конденсатора. Если устройство заряжается с помощью лампочки, то в качестве ориентира окончания зарядки можно использовать потухание спирали лампочки.

Переключение «автомагнитола — усилитель»

Тумблерное переключение источников позволяет отключить усилитель без ущерба звучанию. Этот способ позволяет избежать постоянного запускания двигателя для подзарядки батареи. Благодаря нему и аккумулятор остается цел, и воспроизводится музыка. Усовершенствованная схема подключения автозвука предполагает использование 3 –х тумблеров (одного 2-х контактного и двух 6-ти контактных). При переводе тумблеров в нижнее положение поступает звук с усилителя, если перевести регулятор в верхнее положение, то звук будет звучать с сабвуфера.

* Двухканальное усиление
Для подключения питания необходимо выбрать соединительные кабели с большим сечением. Номинал комплектного предохранителя для аккумулятора должен быть равным или превышать сумму номинала всех предохранителей усилителя и магнитолы. Для примера: если предохранитель магнитолы равен 15 А, а усилителя — 20 А, то номинал аккумуляторного предохранителя должен быть не меньше 40-45 А. Кабель для соединения, как правило, синего цвета. Для дистанционного включения устройства подойдет провод стандартного сечения.
Чтобы облегчить задачу, можно приобрести готовый комплект кабелей. Он различается для двух- и 4-хканального усилителей. При приобретении комплекта соединительных проводов соединения дополнительно купите 5 м провода массы. В стандартном комплекте его длина не превышает 1 м.
Магнитола и ее усилитель соединяются с помощью RCA, по форме напоминающего бутон тюльпана. В усилителе под данный штекер предусмотрен разъем «Input» (для магнитолы —«Real», «Front» и т.д.). Итак, синий кабель соединяется с контактом «REM», черный провод — к «GND».
Сабвуфер можно присоединить к усилителю по bridge-схеме. При выборе данного варианта мощность каналов суммируется. Обратите внимание, что большая часть усилителей в мостовом режиме не работает на нагрузку ниже 4 Ом. Нельзя подключать одновременно на усилителе колонки и сабвуфер, так как оборудование может сгореть. Подробная схема подключения музыки в авто с усилителем обозначена на самом устройстве или в инструкции.
* Подключение четырехканального усилителя
Для предотвращения помех в колонке питание и сигнальные провода провести по противоположным сторонам кузова транспортного средства. Не стоит забывать про общий предохранитель. При подключении необходимо учитывать все три предохранителя: два усилителя и один магнитолы.
* Подключение магнитолы
Основная ошибка, которую допускают автолюбители при подключении автомагнитолы, — соединениеа ее плюсового провода от прикуривателя. Это приводит к тому, что мощность звукового оборудования снижается (на магнитоле появляется мигающая подсветка и искажается качество звука).
Настоятельно советуем подключать магнитолу с помощью качественного провода от аккумулятора с использованием дополнительного предохранителя. При этом, чем ближе предохранитель к аккумулятору, тем выше защита силового кабеля (не аккумулятора, как многие ошибочно думают).
Самый распространенный провод — 8 Ga. Максимально допустимый предохранитель на него — 50 А. При этом действует такое правило: можно поставить предохранитель меньшего номинала, а вот большего — нельзя.
Необходимо жестко прикреплять провод к кузову, чтобы при вибрации он вместе с предохранителем не переместился в подвижные части двигателя. Место, где расположен предохранитель, должно быть сухим. Любое попадание влаги приведет к потере эксплуатационных характеристик предохранителем.
Магнитола оснащена 2 плюсовыми проводами. Силовой (желтый) отвечает за память устройства, а красный — за управление магнитолой. Минусовой (черный) провод магнитолы можно присоединить к кузову автомобиля. Однако лучше прикрепить его к минусовому клемму аккумулятора, чтобы избежать появления помех или наводок. Кабель REM (синего цвета), по сути, является управляющим. Он отвечает за автоматическое включение усилителя при включении автомагнитолы.
Особые трудности возникают с подключением акустических проводов, так как каждой цветовой гамме соответствуют определенный динамик:
• белые подключаются к левому переднему динамику;
• серые— к правому переднему динамику;
• провода зеленого цвета — к левому заднему динамику;
• провода фиолетового цвета — к правому заднему динамику.
Любая пара акустических проводов содержит кабель с черной полосой — это минусовой провод (другой выполнен в монотонном цветовом исполнении). При неправильном подключении акустических проводов возникнут проблемы искажения звука и появления помех. Если не соблюдена цветовая схема, то регулировка баланса будет некорректной. Если перепутана полярность, то задние колонки будут работать в противофазе, что означает полное отсутствие баса.
Широко используются 2 схемы соединения автомагнитолы. Их главное отличие заключается в разном способе соединения плюсовых проводов.
* Упрощенная схема подключения автомагнитолы
Она предполагает последовательное подключение плюсовых проводов друг к другу и соединение их с плюсом аккумулятора. Эти простые схемы подключения автоакустики уместны при низком потреблении электроэнергии магнитолой. При большом электропотреблении можно полностью разрядить аккумулятор, поэтому лучше воспользоваться схемой, приведенной ниже.
* Схема подключения автомагнитолы через кнопку
Главное достоинство схемы — ручной контроль за магнитолой, благодаря которому настройки устройства не сбиваются. Главное — определиться с местом для кнопки.
Иногда автолюбители подключают автомагнитолу через замок зажигания, что не совсем удобно, так как музыка воспроизводится только при наличии ключа в зажигании.
Полезный совет! При установке магнитолы не обрезайте провода. Лучше воспользуйтесь разъемами и переходниками, что позволит быстро заменить устройство на новое в дальнейшем.
* Практическая реализация
Простая схема подключения автоакустики: присоединение провода желтого цвета к питанию 12 Вольт, а красного — к габаритным огням. Обмотку реле необходимо присоединить к разъему лампочки пепельницы.
В данной схеме магнитола автоматически включается при включении габаритных огней. Музыка воспроизводится без включения зажигания, что экономит бюджет. Более низкого энергопотребления габаритных лампочек можно достичь при замене их на светодиодные.
Грамотно воспроизведенная схема подключения автоакустики — основа идеального звучания.

Как подключить компонентную акустику в авто своими руками

Компонентная акустика в автомобиль

Эта статья предназначена для тех любителей звука, которые хотят узнать, как подключить компонентную акустику в авто. Кроме того, будет приведена подробная информация о том, что такое компонентная акустика и с чем ее едят.

Все про компонентную акустику

Локанальное подключение компонентной акустики

Автомобильную акустику принято делить на два типа:

Если коаксиальная акустика подразумевает систему с раздельными ВЧ, НЧ и СЧ полосами, расположенными на одной оси, то компонентная акустика позволит более точнее построить звуковую сцену.

Примечание. Звук компонентной акустической системы всегда объемнее в отличие от коаксиальной акустики.

В коаксиальной системе используется кроссовер-конденсатор, который играет роль фильтра частот. В компонентной акустике эту же функцию выполняет уже не отдельный конденсатор, а целый блок с фильтрами более высокого уровня.

Автомагнитола

• Компонентная акустика естественно, состоит из отдельных составляющих. Главная роль отводится компоненту под названием автомагнитола, которая обычно бывает штатно встроена в автомобиль(см.Штатные автомагнитолы: обзор и установка).
  Но обычно это в большинстве своем бюджетный вариант, представляющий собой кассетные проигрыватели LG или Panasonic.
• Если владелец автомобиля намеревается сменить штатную автомагнитолу на CD-проигрыватель, так, чтобы бюджет не превышал 2,5 тысячи рублей, то рекомендуется обратить внимание на следующие автомагнитолы компонентной акустики: Pioneer, Alpine и другие.

Динамики

Схема подключение компонентной акустики

Это вторая составляющая компонентной акустики. Выбирать колонки приходится более тщательнее, отдавая предпочтение скорее активным сабвуферам(см.Как сделать сабвуфер: дельные советы), хотя и стоят они подороже пассивных колонок.
Выбирая динамики для собственной компонентной акустики, следует знать следующее:

• Нужно хорошо подготовить салон, проведя в нем шумо- и виброизоляцию.
• Подбирать сабвуферы с учетом приобретенной автомагнитолы.
• Динамики не рекомендуется устанавливать без акустических полок и подиумов.
• Динамики можно легко установить в передние двери автомобиля, независимо от размера колонок.

Усилитель

Внешний усилитель мощности заметно повышает качество воспроизводимой музыки. В активных динамиках он уже бывает встроен по умолчанию, а для пассивных колонок его надо покупать в отдельности.

Как подключить самостоятельно компонентную акустику

Установка компонентной акустики

Прежде всего, надо вооружиться следующим:

• Набором отверток.
• Изолентой.
• Многожильным проводом.
• Клеем.

Установка акустики компонентной

• Откручиваем винты, фиксирующие обивку дверей (используем отвертку).

Примечание. Винты могут прятаться под обшивкой или пластиковыми ручками.
Их надо будет обязательно найти, чтобы не испортить обшивку при демонтаже. Если поломается один из пистонов, то не стоит отчаиваться, ведь можно поставить новые.

• Снимаем обшивку.
• Снимаем также декоративные накладки с ручек двери. Делаем это с помощью отвертки, обернутой мягкой тканью.
• Если на автомобиле стоит штатный динамик, то демонтируем его. Отсоединяем его разъемы и извлекаем из подиума.

Примечание. При этом нужно очень аккуратно работать со штатной звукоизоляцией, ведь потом ее будет трудно приклеить на свое место.

• Осматриваем внимательно обшивку и дверь, выбирая лучшее место для установки нового динамика для автомагнитолы.

Примечание. Для каждого автомобиля существует свой способ крепления динамика.
Так, на Пежо 206 место для динамика есть, но нет места для кроссовера. Это место перенесено на обшивку в пенопласте, которое нужно просто вырезать, в зависимости от размера фильтра частот.

• Посадочное место-подиум смазываем клеем и крепим саморезами.
• Выводим два провода для подключения. Один из проводов подключаем к НЧ динамику, а другой к кроссоверу.
• Оклеиваем штатное место под динамик виброизолом.
• Обратно одеваем обшивку.

Примечание. Эксперты советуют устанавливать компонентную акустику Pioneer. Она всегда отличается высоким качеством, ведь каждый раз производитель делает акцент на получение лучшего качества звука.

Инструкция по установке компонентной акустики своими руками в полной версии может быть скачана из сети Интернет. В процессе монтажа важно использовать фото и видео – материалы.
Цена на акустику может быть разной и все зависит от конкретного производителя.

Как создают аккумуляторные батареи

Практически все современные гаджеты объединяет одна деталь — в них есть аккумуляторная батарея. И её ёмкость остаётся одним из главных критериев при выборе устройства. Мы живем в эру мобильности, и требования к аккумуляторам растут с каждым годом.

Батареи для ноутбуков (и многие другие) состоят из энергетических элементов, скомпонованных в связанные друг с другом ячейки. Ноутбуки, как и большая часть других мобильных устройств, работают на литий-ионных или литий-полимерных аккумуляторах.

Мало кто задумывается о том, как сложно создать аккумуляторную батарею, отвечающую требованиям времени. Сегодня вы узнаете, как их производят в промышленных масштабах… начиная с химических элементов.

Li-ion — литий-ионные

Широко распространённый литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катода из алюминиевой фольги и анода из медной), разделенных пористым сепаратором, пропитанным жидким электролитом. Пакет электродов помещен в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъемникам. Корпус иногда оснащают предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации.

Типичная литий-ионная перезаряжаемая батарея состоит из положительного электрода (зеленый), отрицательного электрода (красный) и разделяющим их слоем сепаратора (желтый). Ионы лития (Li +, синий) перемещаются от отрицательного электрода (анода) к положительному (катод). Во время зарядки происходит обратный процесс, ионы лития переносятся к аноду. Источник

Литий-ионный аккумулятор обладает высокой энергоплотностью, но быстро разряжается при использовании на морозе и может быть взрывоопасен при перезаряде выше 4,2 В. Если вы проколете литий-ионную батарею и создадите короткое замыкание, она загорится и возникнет действительно сильный огонь, который нельзя легко потушить с помощью обычного огнетушителя. Именно поэтому многие такие аккумуляторы оснащают специальной защитой.

Li-po — литий-полимерные

Литий-полимерный аккумулятор (литий-ионный полимерный аккумулятор) представляет собой усовершенствованную конструкцию литий-ионного аккумулятора. В таком аккумуляторе в качестве электролита используется не жидкость, а сухой полимерный материал (синтетический пластик). В отличие от Li-ion, Li-po безопаснее, может отдавать сильные токи и, благодаря полимерному материалу, может быть какой угодно толщины и формы.

Li-po и технологии

Ноутбук, оснащенный литий-полимерным аккумулятором, поддерживает в 3 раза больше циклов зарядки (то есть служит в 3 раза дольше), чем ноутбук со стандартным литий-ионным аккумулятором.

Эффективность энергопотребления достигается не только за счет химических свойств батареи. Если ноутбук остается подключенным к зарядке, когда аккумулятор уже полностью заряжен, это может привести к ухудшению рабочих характеристик аккумулятора и, соответственно, к сокращению срока его службы. Это может также стать причиной набухания аккумулятора из-за внутреннего накопления газов, вызванного окислением, а значит и деформированию или повреждению ноутбука. Дополнительные программные технологии позволяют установить предельный уровень заряда 60%, 80% или 100%, чтобы продлить срок службы батареи и уменьшить вероятность ее набухания.

Ноутбуки также оснащаются механизмом быстрой зарядки, с помощью которого аккумулятор заряжается за несколько десятков минут чуть более чем наполовину.

Li-po vs Li-ion

Положительные и отрицательные электроды Li-po и Li-ion имеют сходный химический состав. Основное различия между двумя видами батарей заключается в способе их компоновки. С литий-ионной технологией для оболочки можно выбрать только жесткий металлический корпус, в то время как литий-полимерная технология позволяет использовать мягкую оболочку для корпуса (пластиковая или алюминиевая фольга). При толщине до 3 мм Li-po имеет преимущество в емкости. При толщине более 3 мм Li-ion дает существенную выгоду в цене.

Существуют и другие виды аккумуляторов на основе лития: LiFePO4 — литий-железо-фосфатные, LiFeYPO4 — литий-железо-иттрий-фосфатные, и другие. Отличаются они различными добавками, улучшающими характеристики батареи. Однако в основе большей части новых экспериментов лежит всё тот же металл, пришедший на смену некогда популярным никель-кадмиевым и никель-металлгидридным аккумуляторам.

Литий

Очень легкий, очень мягкий металл серебристо-белого цвета.

Первые работы в области создания перезаряжаемого аккумулятора на основе лития были начаты в 1912 году, но до 1970-х эксперименты не выходили за пределы лабораторий из-за нестабильности лития. В 1980-х на основе технологий, разработанных в Оксфордском университете, стали появляться первые промышленные литиевые аккумуляторные батареи, которые быстро перегревались и выходили из строя. Только в 1991 году был создан аккумулятор, в котором металлический литий был заменен более безопасной ионной формой.
Литий снискал заслуженную популярность за счет своих особых свойств. Это один из самых легких металлов в периодической таблице, который действительно помогает сохранять большие объемы энергии в небольшом объеме и при незначительном весе. Однако популярность лития сегодня может привести к исчерпанию этого металла в будущем.

Добыча лития — это трудоемкий процесс даже в тех регионах, где металла много. На протяжении десятилетий коммерческое производство лития основывалось на минеральных рудных источниках, таких как сподумен, петалит и лепидолит. Однако извлечение лития из руды вдвое превышает стоимость производства из соляных растворов.

Основные залежи лития, пригодные для активной разработки, находятся в Южной Америке и Китае. На территории России больше всего лития содержится в слюде, сопровождающей месторождения редкоземельных металлов. До недавнего времени добыча лития из слюды стоила слишком дорого, но в 2017 году ученые НИТУ «МИСиС» представили установку, сделавшую добычу соединений лития из бедной руды вдвое дешевле.

Большая часть лития сегодня добывается из естественных водяных линз соляных озер, в насыщенных соляных растворах которых концентрируется хлорид лития, калий и натрий. Раствор выкачивается и выпаривается на солнце, полученная смесь солей перерабатывается.

Извлечение лития

Солончак Уюни содержит около 100 миллионов тонн лития, или от 50 до 70% его мировых запасов.

Крупнейший источник лития находится в Боливии — это солончак Уюни, высохшее соленое озеро, расположенное на высоте около 3650 м над уровнем моря. Имеет площадь 10 588 км². Внутренняя часть покрыта слоем поваренной соли толщиной 2-8 м. Хлорид лития, находящийся здесь в огромных количествах, пригоден для добычи из него лития, а раньше использовался в качестве замены обычной соли. Употреблять в пищу его перестали после открытия токсических эффектов.

Литиевый соляной пруд в Аргентине.

Для извлечения лития соляные растворы сначала перекачивают на поверхность в специальные пруды, где под воздействием солнца в течение нескольких месяцев происходит медленное испарение. Когда хлорид лития в испарительных прудах достигает оптимальной концентрации, раствор перекачивают на восстановительную установку, где фильтрацией удаляют из смеси нежелательные примеси.

Преобразование лития в металл производится в электролитической ячейке. Хлорид лития смешивается с хлоридом калия в соотношении 55% к 45% для того, чтобы произвести расплавленный эвтектический электролит. Далее электролизом расплава при температуре 600 °C получают расплавленный литий, который поднимается на поверхность электролита.

Другие химические элементы

Составляющие стоимости Li-ion батареи.

Внутри литий-ионного аккумулятора может использоваться несколько материалов для катодов. Первоначально основным компонентом катода был кобальт, но он имеет ограниченную доступность в природе и токсичен, что является огромным недостатком для массового производства. Сегодня кобальт частично замещается никелем, а также смесью кобальта, никеля и марганца.

Безопасная и долговечная батарея нуждается в надежном электролите, который может выдерживать существующее напряжение и высокие температуры и имеет длительный срок хранения, обеспечивая высокую подвижность ионов лития. Растворы электролита состоят из органических растворителей, соли LiPF6 (гексафторфосфат лития) и различных добавок.

Электролит высокой чистоты играет ключевую роль в транспортировке положительных ионов лития между катодом и анодом. Электролитные добавки улучшают стабильность, предотвращая деградацию раствора. Состав электролитов варьируется в зависимости от используемых анодных и катодных материалов, однако выбор электролита часто подразумевает компромисс между воспламеняемостью и электрохимическими характеристиками.

Полимерные электролиты представляют собой ионно-проводящие полимеры. Они часто смешиваются в композитах с керамическими наночастицами, что приводит к более высокой проводимости и устойчивости к более высоким напряжениям.

В литий-ионных батареях в качестве токоприемников используется разнообразная металлическая фольга — медная, никелевая или фольга из каталитической меди. Как правило, медная фольга ставится в качестве отрицательного электрода для коллектора анодного тока, а алюминиевая фольга применяется в качестве положительного электрода для катодного токосъемника.

Строение Li-po батареи

Анод состоит из смеси графита и лития (возможно также использование интерметаллидов или кремния), в то время как катод объединяет литий и другие металлы (материалы катода требуют чрезвычайно высокой чистоты и должны быть почти полностью очищены от нежелательных металлических примесей — железа, ванадия и серы).

Отделяет катод от анода сепараторный материал из полипропилена, полиэтилена или другого схожего полимерного материала. Сепараторы большинства батарей состоят из очень простых пластиковых пленок, которые имеют правильный размер пор, чтобы позволить ионам перемещаться, блокируя при этом другие элементы. В случае жидкого электролита сепаратор представляет собой вспененный материал, который пропитывается электролитом и удерживает его на месте.

Процесс производства батареи

Основы для анода и катода поставляются на завод в виде черного порошка, и для неподготовленного глаза они почти неотличимы друг от друга. Порошок очень мелкой фракции, чтобы достичь максимальной эффективной площади поверхности электродов. Форма частиц также важна. Предпочтительны гладкие сферические крупицы с закругленными краями, поскольку острые кромки или шелушащиеся поверхности чувствительны к высоким электрическим нагрузкам.

Аноды и катоды в литиевых батареях имеют одинаковую форму и выполняются по аналогичным процессам на идентичном оборудовании. Но поскольку загрязнение между анодным и катодным материалами приведет к разрушению батареи, то для предотвращения контакта материалов их обычно обрабатываются в разных цехах.

Первая стадия производства заключается в смешивании материалов электродов и нанесении суспензии на поверхность фольги. Активные электродные материалы покрываются с обеих сторон металлической фольгой, которая действует как токоприемник, проводящий ток внутри и снаружи ячейки. Затем фольга с материалами сушится, разрезается на узкие полоски и сворачивается в несколько слоев. Это требует постоянного контроля, поскольку любые заусенцы на краях полосок фольги могут привести к внутренним коротким замыканиям в ячейках.

В процессе сборки батареи сепаратор зажимают между анодом и катодом. После помещения батареи в корпус ее заполняют электролитом и запечатывают. Это должно выполняться в «сухой комнате», так как электролит реагирует с водой. Влага приведет к разложению электролита с выбросом токсичных газов.

Электроды помещают в корпус, оставляя отверстие для добавления электролита/

Как только сборка ячейки будет завершена, она должна пройти хотя бы один контролируемый цикл зарядки/разрядки. Процесс зарядки начинается с низкого напряжения, которое постепенно нарастает. Только после прохождения теста батарея покинет завод и отправится дальше.

В будущем, несомненно, появятся новые виды аккумуляторов. Возможно, тогда литий останется в прошлом. Пока же есть еще множество возможностей для улучшения характеристик существующих аккумуляторных батарей.

Какие бывают аккумуляторы в мобильной, компьютерной и бытовой технике

Содержание

Содержание

Аккумуляторы окружают нас повсеместно. Их можно встретить как в привычных каждому пользователю мобильных гаджетах, так и в сложных системах резервного электропитания. В каждой из областей используется свой тип аккумуляторной батареи, в которой ее характеристики «раскрываются» наилучшим образом. В данном материале поговорим о типах аккумуляторных элементов, областях применения и основных правилах эксплуатации.

Аккумуляторы. Общие принципы

По историческим меркам аккумулятор — довольно «молодое» изобретение, которому немногим более 160 лет. Основной принцип работы любого аккумуляторного элемента — протекание в нем обратимой электрохимической реакции, т. е. при приложении к контактам элемента постоянного напряжения, на его пластинах (электродах) накапливается электрическая энергия, при приложении нагрузки — происходит ее расходование. Причем протекает такая реакция на протяжении большого количества циклов заряда/разряда. Как правило, возможное количество перезарядок зависит от типа аккумуляторного элемента, но в среднем, современный аккумулятор способен обеспечить 300–1000 полных циклов.

Работоспособным считается аккумулятор, остаточная емкость которого составляет 70–80 % от начальной. Элементы с меньшими показателями остаточной емкости считаются непригодными для дальнейшей эксплуатации, поскольку не могут обеспечить расчетную автономность.

Какого бы типа не был аккумулятор, костяк конструкции и основной принцип действия у них остается неизменным. В каждом аккумуляторе есть два электрода (положительный и отрицательный, иначе именуемые анод и катод), погруженные в специальную среду — электролит, являющуюся прекрасным «поставщиком» ионов вследствие электролитической диссоциации.

Ион — атом или молекула, несущая на себе электрический заряд. Если ион положительно заряжен — его называют катион, если отрицательно — анион.

В зависимости от используемого материала электродов и применяемого типа электролита существуют различные вариации аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет свои конструкционные и эксплуатационные особенности. Ниже поговорим о наиболее распространенных типах аккумуляторов, сферах их применения и особенностях эксплуатации.

Свинцовые аккумуляторы

Несмотря на преклонный возраст технологии, свинцовые аккумуляторы до сих пор успешно применяются в системах резервного питания, автомобильном транспорте, системах аккумулирования возобновляемых источников энергии (солнечная и ветряная энергетика, гидроэнергетика и т. д.).

Как видно из названия, в качестве основного материала, из которого изготавливают электроды, выступает свинец. Точнее, для производства положительных электродов — просто свинец, а для изготовления отрицательных электродов — оксид свинца. В качестве электролита, как правило, выступает раствор серной кислоты.

Существует большое количество конструкций свинцового аккумулятора, направленных на улучшение его эксплуатационных характеристик. Поскольку свинец сам по себе достаточно мягкий металл с невысокой физической прочностью, в чистом виде он слабо противостоит вибрационным нагрузкам, поэтому для использования аккумуляторов, например, в транспорте, в сплав свинца добавляют кальций, делающий структуру металла более прочной.

Для использования свинцового аккумулятора в источниках бесперебойного питания, дабы не допустить контакт пользователя с кислотой, исключить необходимость обслуживания, а также не создавать условия для взрыва водорода, выделяемого из АКБ, при ее заряде, используют свинцовые аккумуляторы определенного типа. Такими аккумуляторами являются источники питания типа AGM (Absorbent Glass Mat), в которых абсорбированным электролитом (не жидким) пропитан специальный пористый мат из стекловолокна.

Довольно часто свинцовые аккумуляторы, выполненные по технологии AGM, ошибочно называют гелевыми. На самом деле это не так. Гелевые аккумуляторы — отдельная ветвь развития свинцовых источников питания.

Аккумуляторы, электролитом в которых выступает раствор серной кислоты в желеобразном состоянии, называются гелевыми. Они рассчитаны на медленную отдачу энергии, поэтому основная область их применения — использование в инертных системах накопления и расходования электроэнергии (солнечная энергетика, питание моторов кресел для инвалидов, гольф-каров и т. д.).

К неоспоримым преимуществам свинцовых аккумуляторов относятся их невысокая стоимость и возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды (от – 40 до + 40 ° С).

Один свинцовый аккумуляторный элемент выдает напряжение порядка 2 В и способен выдать удельной энергии из расчета 30–60 Вт*ч с 1 кг массы, что в сравнении с другими типами — достаточно мало. Такие аккумуляторы имеют высокие значения саморазряда, а их глубокий разряд приводит к разрушению и осыпанию пластин электродов и безвозвратной порче аккумулятора.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Следующим типом аккумуляторных элементов, активно использующихся во многих сферах, являются никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd). Их можно встретить в детских игрушках, пультах управления, фонариках, ручном аккумуляторном электроинструменте и т. д.

Конструкция элемента не претерпела изменений, только в качестве материала для изготовления электродов используются никель и кадмий, а точнее гидраты закиси этих металлов. В качестве электролита применяют гидроксид калия. Один элемент на основе этих металлов может выдать напряжение 1,2–1,35 В, а значение удельной энергии находится в диапазоне 40–80 Вт*ч/кг.

Никель-кадмиевые аккумуляторы — одни из самых морозоустойчивых. Они работают без существенной потери своей емкости при температурах, близких к –50 ° С, к тому же, абсолютно не боятся глубокого разряда, и после цикла зарядки полностью восстанавливают свои эксплуатационные характеристики.

Хранить NiCd аккумуляторы рекомендуется полностью разряженными.

К отрицательным моментам относят их малую удельную емкость, высокий саморазряд, длительное время зарядки (восполнять энергию нужно малыми зарядными токами) и ярко выраженный «эффект памяти».

Чтобы не испортить аккумулятор, его необходимо заряжать только после полного разряда! Пренебрежение этим правилом повлечет быструю потерю емкости и выход элемента из строя.

Заряжают NiCd-элементы малыми зарядными токами, значения которых составляет порядка 10 % от емкости аккумулятора.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Логическим продолжением никель-кадмиевых аккумуляторов стали никель-металлогидридные (NiMH) элементы питания. В них учтены и практически устранены недостатки предшественников. Аккумуляторы при тех же массогабаритных показателях имеют большую в 2–3 раза емкость, обладают высокой надежностью, с легкостью переносят глубокий разряд и перезаряд, менее подвержены эффекту памяти.

Немаловажную роль в популяризации и широком распространении NiMH элементов сыграл тот факт, что они не содержат в своем составе кадмия, очень вредного для окружающей среды металла. Следовательно, с повестки дня снимаются вопросы правильного хранения и утилизации таких элементов.

Для производства анода используют гидрид никеля с лантаном или литием — так называемый металлогидридный электрод. В качестве катода — оксид никеля. Электролитом выступает соединение гидроксида калия.

Заряжают никель-металлогидридные аккумуляторы большими (в сравнении с NiCd-элементами) токами, величины которых составляют порядка 20–25 % от емкости аккумулятора, но очень важно контролировать температуру элемента во время заряда. Если она превышает 45 °С, нужно немедленно прервать процесс зарядки, в противном случае существует риск порчи элемента.

Зарядку для NiMH-аккумуляторов можно использовать в паре с NiCd-элементами. Обратная совместимость недопустима! Алгоритмы зарядки никель-кадмия более примитивны, они могут причинить вред NiMH-элементу.

Никель-металлогидридные аккумуляторы хранят полностью заряженными. Поскольку этому типу элементов присущ высокий саморазряд, для сохранения работоспособности элемента его нужно периодически подвергать полному циклу разряда/заряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы используют в тех же сферах, что и никель-кадмиевые, однако, благодаря повышенной емкости, их охотно применяют в фототехнике, использующей для питания элементы типа АА и ААА.

NiMH элементы — самые морозоустойчивые. Они без проблем переносят эксплуатацию при экстремально низких температурах, достигающих -60 °С. По этой причине их довольно успешно применяют в электроинструменте, используемом при выполнении работ на открытом воздухе в зимнее время.

Один элемент генерирует 1,2–1,25 в ЭДС, а его удельная энергия составляет 60–75 Вт*ч/кг. Теоретический расчетный «потолок» этого параметра находится на уровне 300 Вт*ч/кг, но видимо технологии производства NiMH-элементов, еще не до конца совершенны.

Литий-ионные аккумуляторы

Современные мобильные устройства уже сложно представить без литий-ионных аккумуляторов. Именно их разработка дала мощный толчок к развитию легких и миниатюрных решений источников питания, и, как следствие, миниатюризации всего сегмента мобильных гаджетов.

Сильными сторонами Li-ion являются высокая плотность аккумулируемой энергии, ее удельное значение, в большинстве случаев, составляет солидные 280 Вт*ч/кг, недостижимые при использовании аккумуляторов другого типа. Именно по этой причине Li-ion аккумуляторы используются не только для питания персональных гаджетов, но и для приведения в движение различных самокатов, велосипедов с электродвигателем и даже автомобилей.

Справедливости ради следует сказать, что «литий-ионный аккумулятор» — это обобщенное название целой группы электрохимических элементов, переносчиком заряда в которых выступают ионы лития. Разница заключается в составе материала катода и типе электролита.

Наибольшее распространение в бытовом сегменте получили литий-полимерные аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется специальный твердый полимер, а катодный и анодный материал нанесены на тонкие слои алюминиевой и медной фольги соответственно. Такое конструктивное решение позволяет производить аккумуляторы любой формы и размера, изящно «вписывая» их в разрабатываемые устройства.

Существенный недостаток твердого полимера — его плохая проводимость при нормальной температуре окружающей среды (+ 25 °С). Наилучшие показатели достигаются при увеличении температуры до + 60 °С, а это уже опасно с точки зрения обычного использования. Поэтому производители идут на небольшие ухищрения, добавляя к полимеру электролит в жидком или желеобразном состоянии.

Существенное отличие конструкции литий-ионных аккумуляторов от традиционной конструкции заключается в обязательном наличии разделительного сепаратора, исключающего свободное перемещение ионов лития, в моменты, когда аккумулятор не используется.

Другой элемент, который должен обязательно присутствовать в схеме аккумулятора — BMS-контроллер (Battery Management System), отвечающий за корректную и сбалансированную зарядку ячеек аккумулятора.

Li-ion аккумуляторы при высокой удельной емкости обладают малым весом. Для их зарядки нужно не так уж много времени. У них практически отсутствует эффект памяти и саморазряд. К аккумуляторам литий-ионного типа не предъявляется особых требований к соблюдению циклов заряда/разряда. Заряжать их можно в любое удобное время, не привязываясь к величине остаточного заряда элемента. Хранить Li-ion батареи рекомендуется наполовину заряженными.

Самым существенным недостатком литий-ионного элемента является его категорическое «нежелание» полноценно работать при отрицательных температурах. Эксплуатация литиевого элемента на морозе очень быстро приблизит его выход из строя.