Bluetooth zvučnik sa LED matricom sa reaktivnom muzikom: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Ovaj projekat je uvršten u takmičenje za bežično povezivanje i LED takmičenje - ako vam se sviđa, bio bih vam zahvalan na glasanju. Hvala!

Dizajnirao sam i izgradio DIY Bluetooth zvučnik sa integrisanom LED matricom. LED matrica uključuje niz različitih načina vizualizacije, uključujući način rada kamina, apstraktni način "pokretne umjetnosti" i nekoliko koji reagiraju na muziku putem mikrofona unutar zvučnika. Nisam vidio nijedan drugi proizvod dizajniran za dom, koji na ovaj način spaja vid i zvuk.

Ideja za ovaj projekt nastala je na pomalo neobičan način. Htio sam izgraditi nešto za nekoliko prijatelja koji očekuju novorođenčad. Željela sam dar koji će pomoći njihovoj djeci u neurološkom razvoju i dar koji neće prerasti. Nakon što sam napravio niz LED projekata i imao iskustva u obradi drveta, došao sam na ideju da integriram audio-reaktivnu LED matricu u Bluetooth zvučnik.

Okvir zvučnika uključivao je priličnu količinu obrade drveta. Vanjska strana kutije izrađena je od grubog kovrčavog javorovog drveta, koje sam glodala do 3/4 . Prednje i stražnje ploče izrađene su od MDF -a. Završna strana kovrčavog javora inspirirana je završetkom električne gitare, poput onih viđenih na nekim mojih omiljenih gitara Paul Reed Smith.

Interno koristim 2x15w Dayton Audio bluetooth pojačalo za audio i Arduino Mega za kontrolu 16x16 LED matrice (WS2812 LED). Mali električni mikrofon unutar kutije zvučnika detektira muziku koja se reproducira i daje signal koji Arduino može koristiti za stvaranje reaktivnog prikaza na LED diodama.

Dizajn takođe omogućava mehaničko podešavanje kako bi se potpuno promenio izgled LED matrice; od pikseliranog do apstraktnog. Posebno sam ponosan na ovu funkciju, jer je nisam vidio nigdje prije, a efekt je vrlo kul (prikazuje se pri kraju videa). LED matrica montirana je na pregradu iza bijelog poluprozirnog akrilnog difuzora, a okretanjem vijka sa stražnjom stranom zvučnika možete pomaknuti LED pregradu prema ili od difuzora. Vijak sa palcem vam tako omogućava da pređete sa pikseliranog ekrana (gdje su pojedinačne LED diode vidljive), do apstraktnog prikaza, gdje se LED diode zamagljuju i tvore pokretnu umjetnost, s efektom gotovo 3D.

Korak 1: Prikupite potrepštine

Drvo:

Kutiju za zvučnike možete napraviti od bilo koje vrste drveta koje volite. Koristio sam čvrsti javor od 3/4”za obod zvučničke kutije, ½” MDF za prednju ploču, ¼”MDF za zadnju ploču (ali bih umjesto toga preporučio ½”), i škarpetu od ½”za unutarnje kućište zvučnika.

Difuzor:

Poluprozirni bijeli akrilni lim:

Elektronika:

Arduino Mega (ili klon):

16x16 LED matrica:

Napajanje 19.7V ili 24V (najmanje 60w):

3”zvučnici punog raspona:

Dayton Audio 2x15w Bluetooth pojačalo:

Daytonski paket audio pribora sa audio linijskim priključkom:

Nosač za Dayton audio ploču:

1000 mF kondenzator:

Otpornik od 330 ohma

Električni mikrofon sa automatskim pojačanjem:

24V 16mm LED prekidač za uključivanje/isključivanje sa zatvaranjem:

5V 16mm LED dugme za uključivanje/isključivanje sa zatvaranjem:

5V 16mm Trenutno LED dugme:

Female Power Jack:

Spade konektori:

Žičani konektori s ručicom-maticom:

Postepeni pretvarač:

Alternativna opcija napajanja:

Napajanje 5V (najmanje 70w):

Povećavajući pretvarač (za podizanje na 19,7 V za kolo zvučnika):

LED pregrada i hardver

5”1/4-20 vijak

T-matica (1/4-20 s navojem)

Vijak s navrtkom s navrtkom (1/4-20 s navojem):

Mesingani vijci:

Oruđa/Ostalo

Forstner Bitovi:

Korak 2: Izrežite drvo

Ovdje je lista rezanja za zvučnike dimenzija 22”Š x 9” V x 6”D. Možete rezati od drveta po vašem izboru, tvrdog drveta, MDF -a ili šperploče. (MDF je bolji od šperploče za podnošenje vibracija zvučnika, koliko sam shvatio.)

Gornja/donja ploča Zvučnička kutija: (2) ¾”x22” x6”(kosi krajevi)

Bočna ploča Zvučnička kutija: (2) ¾”x9” x6”(omeđeni krajevi, oduzmite 1,5” ako radite spojeve)

Prednja ploča: ½”x20,5” x7,5”

Zadnja ploča: ½”x20,5” x7,5”

LED pregrada: ½”x7,5” Vx 8,5 W”

Kućišta zvučnika: (2) ½”x7,5” x4,25”, (2) ½” x7,5”x5,5”

Upotrijebite kružnu pilu, stolnu pilu i/ili pilu za rezanje kako biste izrezali gornju listu dijelova.

Korak 3: Na gornjoj ploči napravite izreze za kontrole pomoću tipki

Prije nego što zalijepimo kutiju, moramo napraviti izreze na našoj gornjoj ploči za tri tipke od 16 mm (~ 5/8”). Dugme za uključivanje/isključivanje zaključavanja od 24 V sve će uključiti i isključiti, dugme za uključivanje/isključivanje zaključavanja od 5 V uključit će i isključiti krug od 5 V (s LED matricom i Arduinom) odvojeno od Bluetooth zvučnika, a trenutno dugme od 5 V promijenit će načine rada na LED matrici.

Navoji na ovim gumbima od 16 mm nisu dovoljno dugački da se protežu kroz drvo, pa ćemo morati izbušiti veća udubljenja s unutarnje strane gornje ploče kako bismo navrtke pričvrstili za navoje na svakom gumbu i pričvrstili ih. Označite središnje tačke zvučnika na donjoj strani gornje ploče, pri čemu je jedna tačno centrirana, a druge dvije pomaknute od središta za 1,75”na obje strane. Zatim upotrijebite Forstner bit promjera 1-3/8”na unutrašnjoj strani gornje ploče da izbušite rupu na udaljenost do 1/4” od vrha (npr. Postavite graničnik za 1/2”duboko na bušilici). Koristite središnju točku lijevo od Forstner bita kao vodič za bušenje kroz središnju točku malim (npr. 1/8”) svrdlom, koje će vam omogućiti da poravnate stvari kada bušite sa suprotne strane. Sada ga preokrenite i upotrijebite Forstner burgiju od 5/8”da izbušite svaku rupu s vrha, tako da imate rupu koja savršeno pristaje tipkama od 16 mm. Ovaj proces je prikazan ovdje:

Korak 4: Izrežite i obojite prednju ploču zvučnika

Prvo ćete htjeti olovkom označiti središnju točku svakog zvučnika. Svoje središnje točke označio sam na 3,5”od najbliže bočne ivice i centrirao okomito (3,75” od gornje/donje ivice), tako da bi zvučnici bili postavljeni 2”od ruba ploče zvučnika. Zatim olovkom nacrtajte kvadrat veličine 6,75 x 6,75 inča koji je okomito i vodoravno centriran na prednjoj ploči. Ovaj kvadrat je izrez za LED matricu.

Zatim pomoću testere sa rupama od 3”izrežite rupe za zvučnike, centrirane na tačkama koje ste označili. Preporučuje se bušilica, ali vjerovatno biste se mogli izvući ručnim bušenjem ako budete oprezni.

Zatim upotrijebite kutni usmjerivač kako biste unutrašnjosti svakog zvučnika izrezali, a LED matrici izrezali rub.

Na kraju, želite obojiti MDC prednju ploču. Za prednju i stražnju stranu MDF -a koristila sam bijelu boju u spreju i prelila je s nekoliko slojeva prozirnog laka. Napravio sam i jednu verziju sa crnom prednjom pločom, gdje sam koristio crnu boju u spreju.

Korak 5: Izrežite i pričvrstite difuzor

Izrežite komad vašeg akrila na 7”x 7” pomoću stolne pile, kružne pile ili ubodne pile. Odgurnite samo rubove zaštitne plastike s obje strane akrila i postavite je s unutarnje strane izreza na prednju ploču. Upotrijebite super ljepilo da ga zalijepite na prednju ploču.

Korak 6: Napravite izreze na ploči stražnjih zvučnika

Prvo napravite ¼”izreze za linijsku utičnicu sa navojem i žensku DC utičnicu sa navojem. Kao i tipke, niti se ne protežu. Upotrijebite isti postupak opisan gore za gumbe kako biste napravili veća udubljenja na unutrašnjoj strani stražnje ploče za ove dvije utičnice s navojem. Osim što ovaj put upotrijebite ¾”Forstner bit za udubljenje i izbušite ga unutar 1/8” od vanjske strane stražnje ploče, te upotrijebite ¼”Forstner bit za bušenje vanjske rupe koja će čvrsto pristajati ovo dvoje ¼”Utičnice.

Također ćete izrezati sljedeće rupe na ploči pakiranja:

- Otvor za spajanje ¼”za vijke s navojem koji dolazi iz LED pregrade. Ovu rupu od ¼”treba izbušiti u mrtvoj točki na stražnjoj ploči.

- (opcionalno) ¾”otvor za usis ventilatora. Bušite gde vam odgovara. Centrirao sam ovu rupu oko 2 inča od gornje ivice.

- Odzračite rupe po želji. Izbušio sam dvije rupe od ¾”prema bočnim rubovima stražnje ploče, kako bih omogućio ventilaciju (LED diode i stepenasti pretvarač mogu se prilično zagrijati).

Korak 7: Dovršite omotač zvučnika

Prije nego što umetnete prednju ploču u okvir za ukošenje, htjet ćete brusiti i završiti školjku i prednju ploču. Izbor završne obrade je na vama. Budući da su mi gornji, donji i bočni paneli bili od javora, samo sam upotrijebio Waterlox kao završnu obradu.

Napravio sam i još nekoliko kopija zvučnika gdje sam koristio sivu anilinsku boju i Tru-oil, za završnu obradu inspirisanu električnom gitarom. Na jednom od njih sam koristio crnu boju u spreju za prednje i stražnje ploče, a na drugoj sivoj sam koristio bijelu boju u spreju.

Korak 8: Sastavite okvir zvučnika

Prije lijepljenja kutije, provjerite jeste li učinili gornji korak za izreze dugmadi. Također, prije lijepljenja, pričvrstite nosače oko i van pomaka od rubova gornje, donje i bočne ploče na koje će se nasloniti prednja ploča. Izrežite nekoliko otpadnih drvenih traka (MDF ili šperploča) visine oko ½”, te ih zalijepite i zakucajte po dvije na gornju, donju i bočnu ploču. Trake trebaju biti visoke ½”ili ¾” visoke. Postavio sam prednje potporne trake na svaku ploču unatrag za ¾”od ruba prednje strane, tako da bi prednja ploča zvučnika ½” bila postavljena za ¼”kada se naslanja na nosače. Videozapis pogledajte ovdje: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Pazite da nosači ne budu postavljeni u središnji raspon od 7 inča gornje i donje ploče jer bi to ometalo kretanje vaše LED pregrade blizu difuzora.

Imajte na umu da sam u videu i slikama napravio i potpore za leđa. Za ovu instrukciju, poboljšao sam dizajn dimenzioniranjem kućišta unutrašnjih zvučnika tako da oni služe i kao podrška za stražnju ploču, tako da potporni dijelovi nisu potrebni straga.

Nakon pričvršćivanja nosača, napravit ćemo vanjsku ljusku kutije zvučnika s gornjom, donjom i bočnom pločom. Ovo je samo osnovna kutija za spajanje sa četiri strane. Za sastavljanje koristite ljepilo za drvo i stezaljke. Također preporučujem da na prednje i bočne dijelove stavite neke slikarske trake (da se ne lijepe za ljepilo za drvo) i da ih stavite u kutiju prilikom stezanja i dok se ljepilo osuši, kako biste bili sigurni da ste savršeno kvadratni i udobno.

Korak 9: Pričvrstite kućišta unutrašnjih zvučnika i prednju ploču na kućište

Pripremite kućišta zvučnika i prednju ploču:

Svako unutrašnje kućište zvučnika je napravljeno od unutrašnjeg dijela u obliku slova L koji pristaje na prednju, bočnu, gornju i donju ploču tako da tvori kućište.

Prvo označite mjesta za vijke zvučnika koristeći sam zvučnik kao vodič. Zatim prethodno izbušite rupe

Zatim izbušite rupe od ½”za žice zvučnika u komadu 4,5” x7,5”i pričvrstite komad 4,5” x7,5”okomito na prednju ploču, s unutarnjim rubom na 5,5” od najbliže strane ploče zvučnika.. Za lijepljenje ovih komada upotrijebite ljepilo i ekser (kasnije ćete se vratiti i upotrijebiti kit za drvo i pijesak za prekrivanje rupa za nokte). Napomena: u videu sam koristio džepne rupe, ali sam imao problema s bušenjem pa ih ne preporučujem na ovaj način.

Pričvrstite prednju ploču i kućišta zvučnika:

Zatim pričvrstite zvučnike vijcima na prethodno izbušene rupe. (Zvučnici koje sam povezao imaju ugrađene brtve, tako da su zapečaćene. Sada umetnite ovu strukturu s prednjom pločom, okomitom stranom kućišta zvučnika i zvučnicima, u kutiju zvučnika. Provucite žice zvučnika kroz rupu. U ovom trenutku, upotrijebite malo brtvila za zatvaranje unutarnjih rubova kućišta zvučnika prema stražnjoj strani prednje ploče. (Opcionalno: sada dodajte malo polifiltera u kućišta zvučnika.)

Zatim izbušite džepne rupe na bočnim rubovima stražnjih strana kućišta zvučnika (1/2”x6” x7.5”) Sada pričvrstite stražnje strane kućišta zvučnika na bočne ploče pomoću ljepila i vijaka za džepne rupe, a zalijepite i pričvrstite spojni spoj između stražnje strane kućišta i okomite unutrašnje strane kućišta kako biste dovršili kućišta.

Korak 10: Napravite pomičnu LED pregradu

Za to ćemo koristiti komad ½”x7.5” H sa 8.5”W koji smo izrezali ranije.

1. Izbušite ½”udubljenje oko ¼” duboko u mrtvom centru prednje strane LED pregrade (ovo će omogućiti da vam glava vijka bude uvučena u ravnini)

2. Izbušite rupu za dead”T-Nut mrtvu točku straga (tako da se proteže od stražnje strane do udubljenja koje ste upravo izbušili sprijeda)

3. Zakucajte T-maticu straga

4. Odvijte šesterokutni vijak 5”¼-20 s prednje strane (upotrijebite super ljepilo na T-maticu ako imate problema s otpuštanjem)

5. Izbušite velike rupe u svojoj pregradi koje se poravnavaju sa mjestima žica na stražnjoj strani LED matrice (prije nego što to učinite, vjerojatno ćete htjeti lemiti kondenzator između + i - na vašoj LED matrici)

6. Provucite žice LED matrice kroz rupe i super ljepilo LED matricu na prednju stranu pregrade (opcionalno: radi sigurnosti / disperzije topline, zalijepite aluminijski lim na prednju stranu pregrade, a zatim zalijepite LED matricu na aluminij)

Korak 11: Elektronika i kod

Evo Github veze do koda (u toku, ali radi):

Prvo preuzmite i instalirajte Arduino ako već niste.

Drugo, morate dodati FastLED biblioteku u Arduino. (Samo potražite "FastLED" na kartici Arduino biblioteke.)

Treće, prenesite Arduino kôd (povezan gore) na svoj Arduino Mega (koristio sam Mega zbog njene memorije i veličine koda; to je pretjerano iz I/O perspektive). Kôd pretpostavlja da su: (a) LED diode ožičene na pin 2, (b) trenutno dugme pritisnuto na pin 5, (c) ulaz mikrofona ožičen na pin A0, i (d) pin 3.3V je spojen na AREF pin na Arduinu (i na Vcc na elektronskom mikrofonu).

Okrećući se elektronici, slijedite jednostavne upute koje ste dobili uz Dayton Audio ploču kako biste je povezali. To je jednostavno; prilično plug and play.

Uzećete 19,7 V ili 24 V + i uzemljene ulaze iz ženske utičnice i podijelit ćete ih trosmjernim ili 5-smjernim konektorom s navrtkom. Ožičite prekidač za uključivanje/isključivanje 24V zaključavanja između utičnice za napajanje i ovog razdjelnika, tako da funkcionira kao relejni prekidač za uključivanje/isključivanje. Od podjele, pokrenite 19,7 V izravno na Daytonsku audio ploču i pretvarač stepenastog spuštanja (obavezno podesite korak prema dolje okretanjem njegova vijka i upotrijebite multimetar da provjerite daje li izlaz 5 V).

Zatim povežite 5V prekidač za uključivanje/isključivanje između izlaza stepenastog spuštanja i ostalih 5V komponenti (Arduino, LED diode, trenutno dugme i ventilator), tako da služi kao relej za uključivanje/isključivanje 5V strujno kolo odvojeno od Bluetooth zvučnika. Zatim slijedite Fritzing dijagram za povezivanje Arduina, LED dioda, 5V trenutnog gumba i ventilatora.

Daytonski audio nosač će se koristiti za postavljanje Bluetooth ploče. Relativno je jeftin i olakšava ovo. Za montiranje Arduino Mega -e, 5V pretvarača i 5V ventilatora na stražnju ploču, samo sam upotrijebio plastične vijke i super ljepilo

Neću ulaziti u mnogo detalja o postavljanju dijelova u zvučnik, jer mislim da to nisam učinio baš najbolje. Međutim, mogu vam dati neke smjernice za utvrđivanje izgleda. Prvo uvrnite sva 16 mm dugmad u rupe na gornjoj ploči. Zatim upotrijebite JST konektore i konektore za matice za niveliranje za povezivanje svih elektroničkih komponenti kako biste mogli smisliti kako ih postaviti unutar zvučnika. Zatim se poigrajte s izgledima kako biste pronašli onaj koji funkcionira. Kada smišljate postavljanje komponenti, umetnite LED pregradu u kućište kako biste mogli potvrditi da su komponente oslobođene vijka s navojem koji se proteže od pregrade do stražnje ploče zvučnika i provjerite je li pregrada ima prostora za pomicanje naprijed i natrag (od ispiranja difuzorom do ½”ili tako dalje od difuzora).

Odvojite komponente putem konektora JST i matica za nivo, tako da sve možete trajno pričvrstiti. Upotrijebite super ljepilo za pričvršćivanje Arduino Mega, 5V pretvarača za smanjenje stepena prenosa i 5V ventilatora na lokacije koje ste upravo shvatili. Sada sve ponovo povežite i provjerite radi li sva elektronika ispravno.

SAVJET AKO ZVUČNA REAKTIVNOST NE ČINI SE PRAVO: Osjetljivost mikrofona može jako varirati. Ako vam se odaziv ne čini dobrim, upotrijebite serijski monitor za očitavanje vrijednosti mikrofona, utvrdite raspon dok svirate pjesmu iz izvora zvuka koji namjeravate koristiti i podesite parametre MIC_HIGH i MIC_LOW u kodu. Igra s njima dramatično će promijeniti način na koji kod reagira na zvuk.

Korak 12: Pričvrstite zadnju ploču i pokrenite je

Umetnite stražnju ploču u kutiju zvučnika, pazeći da središnju rupu ¼”na stražnjoj ploči poravnate s vijkom ¼-20, tako da se vijak s navojem proteže kroz rupu. Sada navrnite maticu za narezivanje na vijak, tako da možete podesiti udaljenost između LED pregrade i difuzora okretanjem matice za navrtke (koja u osnovi služi kao zavrtanj s palcem). Prethodno izbušite rupe za mjedene vijke u uglovima stražnje ploče i pričvrstite zadnju ploču uvrtanjem mesinganih vijaka.

Priključite ga, povežite telefon sa Bluetoothom i uživajte!

Prva nagrada na LED takmičenju 2017

Druga nagrada na bežičnom takmičenju