Аудиоусилитель Sciber Amploi

Дизайн, эргономика и конструкция аудиоусилителя hi-end

Этап #1 Постановка задачи

Усилители мы разрабатываем не впервые. Коротко: этот усилитель относится к классу hi-end, может работать в режиме «мост».

Схема компоновки электроники усилителя

На словах: усилитель состоит из корпуса, двух электронных плат, к которым прикреплены два радиатора (по одному на каждую), двух же блоков питания, платы защиты и коммутации и (опционально) платы для пульта ДУ.

Внешние элементы корпуса — лицевая панель, кнопка включения и светодиод, светодиод «клиппинг», регулятор громкости. Опционально — ИК-ресивер для усилителя с пультом ДУ.

На задней панели будут расположены разъёмы — питания, по два входа RCA и XLR для режима «стерео», по одному RCA XLR для режима «моно», четыре выхода типа banana для режима стерео и два — для моно; переключатели: режима Stereo/Mono, переключатели RCA/XLR, а также два разъёма 3,5 jack — IN/OUT.

Регуляторов тембра, баланса и прочего нет и не будет: усилитель позиционируется как устройство для чистого звука — без искажений.

Примерная схема расположения разъёмов и переключателей на задней стенке усилителя

Настоятельно рекомендовано сохранить указанные в техзадании габариты усилителя. Но если всё-таки придётся что-то менять, то только не увеличивать ширину. Сделать корпус чуть уже, чем рекомендовано, можно (но лучше всё-таки уменьшить глубину вместо ширины).

Допускается уменьшение или увеличение высоты. Но при этом следует помнить, что усилитель могут поставить куда-нибудь на книжную полку, и желательно, чтобы он там умещался.

Соединение деталей корпуса — на винтах или болтах. В днище и крышке корпуса, там, где будут радиаторы и блоки питания, нужно предусмотреть вентиляционные прорези. А для притока воздуха к днищу рекомендуется поставить устройство на ножки (пусть невысокие, но они должны быть).

Разъемы и переключатели на задней стенке следует разместить в нише (ниша может быть из любого материала, но панель для разъёмов — только диэлектрическая. Блоки питания внутри корпуса нужно экрнировать с помощью металлического короба без верха и без низа.

Дизайн усилителей других производителей:

Этап #2 Эскизирование

Дизайн усилителю нужен не только современный, но и "дорогой" — такой народный hi-end. А "дорогой" — это на 99% металлический корпус. На лицевой панели можно использовать так называемый brushed metal (шлифованный металл).

Цветовая гамма — тёмные оттенки серого, чёрный цвета. Но возможны и белый, и серебристый.

Разумеется, на корпусе должно быть место для логотипа производителя и названия модели усилителя.

Черновые эскизы — без проработки:

Варианты получились такими:

Черновые варианты дизайна бытового аудиоусилителя

Корректируем черновики (с учётом того, что заказчик подумал, что усилителю не помешает подсветка. Опционально: одна модификация будет с подсветкой, другая — без. Естественно, обе версии на базе одного корпуса). И добавился ещё один светодиод. Теперь вместо одного («Клиппинг») их будет два — «Клиппинг на входе» и «Клиппинг на выходе»:

Этап #3 3D-моделирование

Чистовые эскизы, первая версия:

Вторая — два наиболее перспективных варианта с разной подсветкой:

Дело близится к финалу, остаётся один претендент:

Победа достаётся варианту 4:

Переходим к моделированию.

Этап #3 3D-моделирование

Рендер модели:

Заказчик смотрит, как в модель «вписываются» электронные компоненты. Первое замечание — высота коробки недостаточна, как минимум один радиатор выше на несколько миллиметров.

Второе: Пока нет макета, электронные компоненты предварительно поместили в «пробную коробку». И появился вопрос: не упрётся ли регулятор громкости в радиатор?

Расположение компонентов не финальное, но для того, чтобы что-то изменить,нужно всё согласовать.

И третье: электронщики заказчика смогли изменить схему так, чтобы расширить диапазон входных напряжений. Теперь надобность в детекторе клиппинга входного сигнала отпала, то есть от одной электронной платы внутри корпуса разработчики избавились. Заодно избавились и от одного индикатора, а именно от Clipping Out.

Добавился ещё один элемент: ИК-приёмник на лицевой панели.

Переделываем.

Одновременно ищем место для размещения названия производителя и модели:

Определились. Дизайн сдан. А теперь — слайды рендеры:

Этап #4 CAD-моделирование

Важно — стоимость производства корпуса ограничена. Стараемся удержаться в рамках, а параллельно:

  • слегка изменяем габариты усилителя;
  • «допиливаем» расположение разъёмов и кнопок;
  • добавляем в конструкцию ещё один элемент — резистор с мотором для дистанционной регулировки;
  • перемещаем на переднюю панель кнопку управления подсветкой;
  • определяемся с «ножками».

Разрабатываем дизайн надписей на корпусе:

Этап #4 Конструкторская документация

Этап #5 Прототипирование

Прототип заказываем в Китае.

Цвета и текстуры поверхностей лицевой панели для прототипа

Китайский прототип. Издалека выглядит вроде бы неплохо. Но это если не присматриваться:

Качество сварки жутковатое. Может быть, стоит изменить конструкцию — добавить жёсткости.

Тем временем китайцы в ответ на рекламацию радостно свалили всё на свой новый год и, естественно, поклялись, что «в следующий раз будет лучше».

Ну а пока заказчик собрал прототип...

...и решил изменить расположение некоторых элементов.

А также плату.

Второй прототип из Китая (китайцы действительно исправились и сделали лучше плюс по испытаниям первого прототипа мы внесли свои корректировки):

После этого заказчик оценил производство в Китае. Дорого.

Нашли производство в РФ и решили сделать там опытный образец. Для того, чтобы производство справилось, пришлось немного изменить конструкцию.

Российский прототип:

«Изготовление опытного образца показало, что есть проблемы с напряжением внутри деталей — их выгибало. Можно ли добавить ребра жесткости или есть какие-то альтернативные решения?» — поинтересовался заказчик.

Можно. Переделали модель (совместно было решение изменить и видимый контур световодов) и отправили на изготовление в Китай: там всё-таки дали скидку относительно первоначально заявленной цены производства.

Финальные рендеры — разная подсветка и разные цветовые решения корпуса.

Официальный сайт производителя устройства:

подпиши НДА

Прежде чем обсудить задачу, подпишите соглашение о неразглашении

Подписать NDA