Zvukový vizualizér: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Tento projekt vznikol po zhliadnutí tohto videa od youtubera, ktorý popísal spôsob vizualizácie zvuku laserom. Funguje to tak, že vezmete reproduktor, natiahnete naň balón a vycentrujete na balón fragment zrkadla. Prostredníctvom reproduktora sa prehráva zvuk a na zrkadlo je osvetlené laserové ukazovátko. Zvuk spôsobuje, že zrkadlo vibruje a vytvára laserovú show. Reproduktor som navrhol vyššie, aby som mohol miešať frekvencie a hrať s rôznymi tvarmi. Pretože nevlastním reproduktor, myslel som si, že by to bola tiež dobrá príležitosť naučiť sa, ako fungujú zvukové systémy, a vytvoriť vysokokvalitný reproduktor.

Krok 1: Diely

• Rečník
• 30 W zosilňovač
• USB Breakout
• 5v regulátor
• Laserová dióda
• Modul nabíjačky
• Ženský audio jack
• 12V zásuvka (zachránil som svoje z iného zariadenia, ale toto bolo najbližšie, čo som mohol nájsť)
• Magnety 6 mm x 3 mm x8
• 1/4”šesťhranná matica
• Šesťhranná skrutka 1/4 "x 1"

• 3D tlač

  • Horný kryt x1
  • Dolné puzdro x1
  • Základňa x1 Stojan x1
  • Kryt portu x1
  • Otočný volič x1
  • Gombík x1
  • Kryt gombíka x1
  • Kolík x2
  • Laserové rameno x1
  • Laserová hlava x1

Krok 2: Zostavenie (puzdro)

1. Spájkujte vodiče na svorku reproduktora (žltá - kladná: zelená - záporná). Reproduktor naskrutkujte na hornú polovicu reproduktora. Zatlačte magnety na miesto. Magnety slúžia na spojenie hornej a dolnej polovice, aby bolo možné ich aktualizovať. Aj keď je v súčasnej dobe vybitý z 12 V zásuvky, dúfam, že ho aktualizujem pomocou vstavaných batérií a bluetooth.
2. Zasuňte zosilňovač predným otvorom. Pomocou matice dodanej so zosilňovačom ho upevnite na svojom mieste. Vložte vodiče reproduktora do pravého alebo ľavého výstupného portu.
3. Vložte 1/4”šesťhrannú maticu do otvoru na strane horného polovičného puzdra.

Krok 3: Elektronika

1. Pripojte štyri vodiče k výstupu 12 V zásuvky (jeden pár na napájanie zosilňovača, druhý na výstup USB). Spájkujte kladné a záporné spojenie zo zásuvky 12 V na 5 V regulátor. Zem pre 5 V regulátor a 12 V zásuvku je spoločná. Spájkujte výstup z regulátora na výstup USB.
2. Pripojte tri vodiče k ženskému zvukovému konektoru. Modrá je uzemnená, žltá vľavo a zelená je pravý zvuk.

Krok 4: Montáž (vodiče)

Tento ďalší krok je trochu zložitý. Použil som 20 AWG drôt, ale možno budete chcieť použiť tenší rozchod. Uistite sa, že máte ihlové kliešte.

1. Vezmite jeden drôt, uviažte okolo neho šnúru a prevlečte ho spodkom reproduktora. Kliešťami uchopte drôt a vytiahnite ho z druhého konca. Môže to chvíľu trvať, takže buďte trpezliví.
2. Šnúrkou vystrčenou z oboch koncov previažte zostávajúce drôty šnúrkou a prevlečte ich otvorom v pánte.
3. Vstupné zásuvky umiestnite na prednú stranu krytu portu a horúce lepidlo na miesto. Zatlačte do základne reproduktora a napnite káble.

Krok 5: Zostavenie (dokončenie reproduktora)

1. Prevlečte vodiče cez kolík a zacvaknite do otvoru v závese na bočnej strane základne reproduktora. Veďte káble bočnou stranou reproduktorovej skrine.
2. Táto ďalšia časť je trochu znepokojujúca, ale vydržte s ňou. Zatlačte kryt do čapu. Nakloňte ho tak, aby puzdro trochu lepšie zapadlo do základne. Možno budete musieť základňu trochu ohnúť, aby sa reproduktor zmestil.
3. Zostavte gombík na upnutie puzdra reproduktora na miesto. Zatlačte šesťhrannú skrutku do potlače gombíka. Je to voliteľné, ale vďaka tomu gombík vyzerá oveľa lepšie. Do zostávajúceho priestoru gombíka vložte horúce lepidlo a položte kryt na gombík, aby ste všetko skryli.
4. Pripojte všetko, ako je uvedené vyššie. 12V káble do vstupu pre dosku zosilňovača. Pre zvuk; audio vstup žltý doľava, modrý na zem a zelený na pravý.
5. Umiestnite magnety na spodné puzdro a zacvaknite puzdrá reproduktorov k sebe!

Krok 6: Montáž (laser)

1. Predtým, ako niečo dáte dohromady, spájkujte na laserovej dióde dlhšie drôty. Veďte drôty z 3D tlačenej laserovej hlavy do ramena a nadol. Po prevlečení drôtov zacvaknite diely k sebe.
2. Pripájajte vodiče na lítium-iónovú nabíjačku. Rozhodol som sa ich spájkovať so vstupnou polovicou modulu nabíjačky a nie s výstupom. Dôvodom je pulzný prúd modulu pre jeho výstup. To spôsobuje, že laser pri bodovaní na stenu vytvára bodkované čiary. Povzbudzujem ľudí, aby to aj tak vyskúšali, pretože je celkom zábavné vizuálne vidieť, ako sa z nabíjačky vydáva energia.
3. Nakoniec som prilepil modul nabíjačky na stranu stojana. Pripojte mikro USB kábel k nabíjačke a USB portu.
4. Vyfukujte balón, aby ste ho vopred roztiahli. Odrežte časť krku, aby ste ho mohli jednoduchšie omotať okolo reproduktora. Prilepte zrkadlo k balónu pomocou obojstrannej pásky. Po zapnutí by mal vyzerať ako vyššie.

Krok 7: Výsledky: Laserové tvary

Ako ste mohli vidieť vo vyššie uvedenom videu, vyskúšal som niekoľko čistých tónov, aby som vytvoril rôzne druhy tvarov. Urobil som veľa experimentov a zistil som veľa skvelých vecí o vlnách a matematických vlastnostiach.

Použitím aplikácie generátora frekvencií v telefóne som začal so všeobecným pohybom frekvencií od nízkych po vysoké, kým som nevidel žiadne rozoznateľné tvary. Výrez bol približne 800 Hz (samozrejme závisí od objemu a od toho, ako je balónik roztiahnutý). Potom som sa pokúsil zahrať spolu dva čisté tóny; 381 Hz a 326 Hz pre prvý. Za týmto účelom vygenerujte z tohto webu čistý zvuk (asi 10 sekúnd). Presuňte zvukové súbory do softvéru na spracovanie zvuku (odporúčam Audacity) a hrajte spolu.

Skúsil som ešte dve rôzne kombinácie a potom som si niečo všimol. Keď boli prehrávané tóny násobky 10, boli statické. Myslím tým, že laser cestoval znova a znova tou istou cestou a vytváral statický obraz. Vtedy som vyskúšal kombináciu 101 + 200 + 300 Hz, pričom 101 Hz spôsobovalo rušenie. Hádal som, že 101 Hz vytvorí pohyblivý obrazec v porovnaní s kombináciou 100 + 200 + 300 Hz (ktorá stále bola). Mal som pravdu! Bol to zďaleka môj obľúbený vzor.

To ma viedlo k vyskúšaniu najjednoduchších kombinácií, ktoré boli rušené iba 1 Hz. Tri zvuky s frekvenciou 1 Hz vytvorili oscilačný pohyb jedného tvaru tam a späť.

Poslednou bola klavírna hudba, ktorú som našiel online. Myslel som si, že by bolo zábavné to skúsiť s bežnou hudbou. Skúsil som jazz, husle, pop, dubstep a ďalšie druhy hudby. Zďaleka „najčistejšie“vzory vytvoril klavír. Je to pravdepodobne spôsobené tým, že každý kláves má pri hraní relatívne čistý tón. Klavírna hudba občas vytvárala vzory, ktoré som považovala za podobné Lissajousovej krivke. Je skutočne potešujúce nájsť v mojich projektoch matematické spojenia, pretože nájsť tieto spojenia mimo vyučovanie je dosť ťažké.

Krok 8: Záver

Doteraz som nikdy nebol zvukovým človekom, ale mám nové uznanie za všetko, čo súvisí s fungovaním reproduktorov. Všetko to začalo projektom v mojej triede strojového učenia, kde som sa rozhodol vytvoriť reproduktora od začiatku a skúsiť zvukovú analýzu. Bol to funkčný reproduktor, ktorý nevyzeral obzvlášť jasne. Použil som zospodu zosilňovač LM386 a náhradné diely. Aj keď nepoužívam svoj vlastný zosilňovač, použijem ho na projekt zahŕňajúci výrobu rádia pre ďalší kurz na vysokej škole.

Som si istý, že na obzore je viac zvukových projektov, ktoré vidia, že som teraz závislý. Bolo by skvelé urobiť ho prenosným, pripojeným cez bluetooth a pridať druhý reproduktor pre stereo verziu. Na to, aby som to všetko dokázal, však potrebujem finančné prostriedky a čas. Aj keď mi zimné prázdniny poskytnú čas na prácu na projektoch, budem potrebovať podporu komunity, aby moje projekty pokračovali. Ak si myslíte, že to, čo robím, je informačné, inšpiratívne alebo jednoducho cool, podporte ma prosím pomocou môjho odkazu na pridruženie k Amazonu. Nakupujte ako obvykle, ale každá položka, ktorú si kúpite, ma trochu nakopne bez ďalších nákladov.

2. miesto v súťaži o optiku