Bluetooth zvučnik sa LED-matricom koja reagira na glazbu: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ovaj projekt je prijavljen na natječaj za bežično i LED natjecanje - ako vam se sviđa, bio bih vam zahvalan na glasovanju. Hvala!

Dizajnirao sam i izgradio DIY Bluetooth zvučnik s integriranom LED matricom. LED matrica uključuje niz različitih načina vizualizacije, uključujući način rada kamina, apstraktni način "pokretne umjetnosti" i nekoliko koji reagiraju na glazbu putem mikrofona unutar kutije 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 integrirati 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 na 3/4 . Prednja i stražnja ploča 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 zvuk i Arduino Mega za kontrolu 16x16 LED matrice (WS2812 LED). Mali električni mikrofon unutar kutije zvučnika detektira glazbu koja se reproducira i daje signal koji Arduino može koristiti za stvaranje reaktivnog prikaza na LED -ima.

Dizajn također omogućuje mehaničko podešavanje kako bi se u potpunosti promijenio izgled LED matrice; od pikseliziranog do apstraktnog. Posebno sam ponosan na ovu značajku, jer je dosad nisam vidio nigdje drugdje, a učinak 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 s palcem omogućuje vam prelazak s pikseliranog zaslona (na kojem su vidljive pojedinačne LED diode) do apstraktnog zaslona, 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 masivni javor 3/4”za obod zvučničke kutije, ½” MDF za prednju ploču, ¼”MDF za stražnju ploču (ali bih umjesto toga preporučio ½”) i škarp 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 audio pribor s audio ulazom:

Nosač za Dayton audio ploču:

1000 mF kondenzator:

Otpornik od 330 ohma

Elektronski mikrofon s automatskim pojačanjem:

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

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

5V 16mm trenutni LED gumb:

Ženski Power Jack:

Priključci lopatica:

Žičani konektori s ručicom-maticom:

Postepeni pretvarač:

Alternativna opcija napajanja:

Napajanje 5V (najmanje 70w):

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

LED pregrada i hardver

5”1/4-20 vijak

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

Vijak s palicom s maticom knurl (1/4-20 s navojem):

Mjerni vijci:

U čitelji/Ostalo

Forstner Bitovi:

Korak 2: Izrežite drvo

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

Okvir zvučnika gornje/donje ploče: (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”

Stražnja 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”

Za rezanje gornjeg popisa dijelova upotrijebite kružnu pilu, stolnu pilu i/ili pilu za rezanje.

Korak 3: Na gornjoj ploči napravite izreze za kontrole tipkama

Prije nego što zalijepimo kutiju, moramo napraviti izreze na našoj gornjoj ploči za tri gumba od 16 mm (~ 5/8”). Gumb za uključivanje/isključivanje zaključavanja od 24 V sve će uključiti i isključiti, gumb 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 trenutni gumb 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 na unutarnjoj strani gornje ploče kako bismo navrtke pričvrstili za navoje na svakom gumbu i pričvrstili ih. Označite središnje točke zvučnika na donjoj strani gornje ploče, pri čemu je jedna točno centrirana, a druge dvije pomaknute od središta za 1,75”s obje strane. Zatim upotrijebite Forstner nastavak od 1-3/8”na unutarnjoj strani gornje ploče da izbušite rupu s udaljenošću do 1/4” od vrha (npr. Postavite graničnik za 1/2”na bušilici). Koristite središnju točku lijevo od Forstnerova nastavka 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 okrenite i upotrijebite Forstnerov nastavak od 5/8”za bušenje svake rupe s vrha, tako da imate rupu koja savršeno pristaje gumbima od 16 mm. Ovaj proces prikazan je ovdje:

Korak 4: Izrežite i obojite ploču prednjih zvučnika

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

Zatim pomoću pile s rupama od 3”izrežite rupe za zvučnike, usredotočene na točke koje ste označili. Preporučuje se bušilica, ali vjerojatno biste se mogli izvući ručnim bušenjem ako ste oprezni.

Zatim upotrijebite kutni usmjerivač kako biste unutrašnjosti svakog zvučnika izrezali, a izrezu LED matrice 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 s crnom prednjom pločom, gdje sam koristio crnu boju u spreju.

Korak 5: Izrežite i pričvrstite difuzor

Izrežite komad svog akrila na 7”x 7” stolnom pilom, kružnom pilom ili ubodnom pilom. Odlijepite samo rubove zaštitne plastike s obje strane akrila i stavite je na unutarnju stranu izreza na prednjoj ploči. Zalijepite ga na prednju ploču pomoću nekog super ljepila.

Korak 6: Napravite izreze na ploči stražnjih zvučnika

Najprije napravite ¼”izreze za linijsku utičnicu s navojem i žensku istosmjernu utičnicu s navojem. Kao i gumbi, niti se ne protežu. Upotrijebite isti postupak opisan gore za gumbe kako biste napravili veća udubljenja na unutarnjoj strani stražnje ploče za ove dvije utičnice s navojem. Osim što ovaj put upotrijebite ¾”Forstnerov nastavak za udubljenje i izbušite ga unutar 1/8” od vanjske strane stražnje ploče, te upotrijebite ¼”Forstnerov nastavak da izbušite vanjsku rupu koja će čvrsto pristajati ova dva ¼”Utičnice.

Također ćete izrezati sljedeće rupe na ploči pakiranja:

- Otvor za spajanje ¼”za vijak 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 gdje vam odgovara. Centrirao sam ovu rupu oko 2 inča od gornjeg ruba.

- 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 umetnete prednju ploču u okvir za ukošenje, htjet ćete brusiti i završiti školjku i prednju ploču. Odabir 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 inspiriranu električnom gitarom. Na jednom od njih sam koristio crnu boju u spreju za prednju i stražnju ploču, 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 gumba. 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 vaše 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 unutarnjih zvučnika tako da oni također služe 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 stavite ih u kutiju prilikom stezanja i dok se ljepilo osuši, kako biste bili sigurni da ste savršeno kvadratni i tijesno.

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

Pripremite kućišta zvučnika i prednju ploču:

Svako unutarnje kućište zvučnika izrađeno je od unutarnjeg dijela u obliku slova L koji pristaje uz 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 ½”rupe 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 pričvršćivanje ovih komada upotrijebite ljepilo i čavle (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 s kojima sam se 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, te zalijepite i pričvrstite spojni spoj između stražnje strane kućišta i okomite unutarnje strane kućišta, kako biste dovršili kućišta.

Korak 10: Napravite pomičnu LED pregradu

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

1. Izbušite ½”recesiju oko ¼” duboko u mrtvoj točki prednje strane LED pregrade (to 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. Zabijte T-maticu straga

4. Uvrnite 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 s 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 LED ljepljivu matricu super ljepila 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 veze Github do koda (u tijeku, ali radi):

Prvo preuzmite i instalirajte Arduino ako već niste.

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

Treće, učitajte Arduino kôd (gore povezan) 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) trenutni gumb je spojen na pin 5, (c) ulaz mikrofona je spojen na pin A0, i (d) pin 3.3V je ožičen na AREF pin na Arduinu (i na Vcc na elektronskom mikrofonu).

Što se tiče elektronike, slijedite jednostavne upute koje ste dobili s Dayton Audio pločom kako biste je priključili. To je jednostavno; prilično plug n 'play.

Uzećete 19,7 V ili 24 V + i uzemljene ulaze iz ženske utičnice za napajanje i podijelit ćete ih s 3-smjernom ili 5-smjernom konektorom s navrtkom. Ožičite prekidač za uključivanje/isključivanje 24V zaključavanja između utičnice i ovog razdjelnika, tako da funkcionira kao relejni prekidač za uključivanje/isključivanje. Od rascjepa, pokrenite 19,7 V izravno na Daytonsku audio ploču i pretvarač stepenastog spuštanja (obavezno podesite korak prema dolje okretanjem njegova vijka i pomoću multimetra provjerite daje li izlaz 5 V).

Zatim ožičite gumb za uključivanje/isključivanje zasuna 5V između izlaza stepenastog spuštanja i ostalih 5V komponenti (Arduino, LED diode, trenutni gumb i ventilator), tako da služi kao relej za uključivanje/isključivanje 5V sklop odvojeno od Bluetooth zvučnika. Zatim slijedite Fritzing dijagram za povezivanje Arduina, LED dioda, 5V trenutnog gumba i ventilatora.

Daytonski nosač zvuka koristit će se za postavljanje Bluetooth ploče. Relativno je jeftin i olakšava to. Za montiranje Arduino Mega, 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 sve gumbe od 16 mm 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. Kad 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 s difuzorom do ½”ili tako dalje od difuzora).

Odvojite komponente putem konektora JST i matica za razinu, tako da sve možete trajno pričvrstiti. Upotrijebite super ljepilo za pričvršćivanje Arduino Mega, 5V pretvarača s dolje i 5V ventilatora na mjesta koja ste upravo shvatili. Sada ponovno sve spojite 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 prilagodite parametre MIC_HIGH i MIC_LOW u kodu. Igra s njima dramatično će promijeniti način na koji kod reagira na zvuk.

Korak 12: Pričvrstite stražnju ploču i pokrenite je

Umetnite stražnju ploču u kutiju zvučnika, pazeći da središnji otvor ¼”na stražnjoj ploči poravnate s vijkom ¼-20, tako da se vijak s navojem proteže kroz rupu. Sada navrnite maticu s izrezom na vijak, tako da možete podesiti udaljenost između LED pregrade i difuzora okretanjem matice s navojem (koja u biti služi kao vijak s palcem). U uglovima stražnje ploče prethodno izbušite rupe za mjedene vijke, a stražnju ploču pričvrstite uvrtanjem mjedenih vijaka.

Uključite ga, spojite telefon na Bluetooth i uživajte!

Prva nagrada na LED natjecanju 2017

Druga nagrada na bežičnom natjecanju