DIY soundbar so vstavaným DSP: 6 krokov (s obrázkami)

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

Vybudovanie moderne vyzerajúceho soundbaru z 1/2 hrubej preglejky ohýbanej jadrom. Soundbar má 2 kanály (stereo), 2 zosilňovače, 2 výškové reproduktory, 2 basové reproduktory a 4 pasívne žiariče, ktoré v tejto malej skrini pomôžu zvýšiť nízke frekvencie. Jeden z zosilňovače majú vstavaný programovateľný digitálny signálny procesor (DSP), ktorý používam na vytváranie 2-pásmových crossoverov, vlastných ekvalizérov a pridávanie dynamických basov. DSP zosilňovač používa procesor ADAU1701, ktorý je konfigurovateľný pomocou Analog Devices SigmaStudio (bezplatný softvér)). Na stiahnutie programu SigmaStudio do procesora je potrebný samostatný programátor USBi. Iste ponúka nie taký hviezdny za 20 dolárov, inak je možné použiť drahšiu verziu od spoločnosti Analog Devices.

Hlavný zoznam dielov:

• Basové reproduktory (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweetery (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Pasívne radiátory (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Zosilňovač 1 (napájanie výškových reproduktorov): Dayton Audio Kab-215
• Zosilňovač 2 (napájanie basových reproduktorov): Sure Electronics Jab3-250
• Kryt: 1/2 "hrubá preglejka (Home Depot)
• Predná ozvučnica: 1/2 "hrubá MDF (Home Depot)

Krok 1: Kerf ohýbanie krytu

Chcel som jedinečný kryt, ktorý nevyzeral „hranato“, a tak som sa rozhodol použiť techniku ohýbania zárezu, aby som dosiahol hladký a hladký okraj okolo celého krytu. Urobil som niekoľko (9 za ohyb) neprechodných rezov s tenkou drážkou, ktoré končia asi ~ 2 mm od povrchu preglejkového plechu. Výsledkom bol zaoblený okraj s polomerom ohybu približne 1 . Odstránením materiálu z jednej strany dreva sa preglejka ľahko ohýba. Je však potrebné dávať pozor, pretože tento ohyb je dosť krehký. Ohyb rezu vyžaduje poznanie hrúbky (rezu) vašej čepele, hrúbky materiálu a požadovaného polomeru. Na základe znalosti týchto parametrov môžete vypočítať množstvo odobratého materiálu (počet rezov), vonkajšiu a vnútornú dĺžku oblúka (medzery medzi rezmi). Na uľahčenie práce Kalkulačky ohýbania zárezu existujú, ale majú konzervatívny limit na polomer ohybu. Jeden príklad nájdete tu:

Krok 2: Lepenie dohromady

Vytvoril som zmes ~ 1: 1 pílového prachu a lepidla na drevo a použil som na vyplnenie rezov v každom ohybe. Skúsil som veľkoryso naniesť zmes lepidla, pretože v týchto ohyboch nezostalo veľa materiálu a ohyb je krehký. Akonáhle však zmes lepidla zaschne, ohyb je dosť silný (aspoň dostatočne silný na reproduktor). Vytvoril som tiež polkruhový spoj, ktorý slúži na spojenie horného dielu so spodným. Teoreticky by ste mohli mať jeden dlhý bezšvový kus, ktorý by bol dlhý takmer 90 a ťažko by sa s ním manipulovalo. Keďže dno nie je vidieť, rozhodol som sa rozdeliť kryt na dve časti a spoje mali byť na spodnej časti.

Krok 3: Výroba prednej ozvučnice z MDF

Ponorným routerom a kruhovým rezacím prípravkom som vyrezal otvory pre každý basový reproduktor a pasívny žiarič. Na otvory výškového reproduktora som použil veľký forstnerový vrták a vŕtačku. Tiež som použil zaobľovací bit na vyhladenie okrajov každého otvoru, ako aj vonkajšieho okraja ozvučnice. Kvôli lepšiemu zobrazeniu som namontoval výškové reproduktory čo najďalej od seba, ale nie som si istý, aký veľký vplyv to má.

Krok 4: Montáž reproduktorov a textilného obalu

Aby som dokončil ozvučnicu, namontoval som dozadu všetky basové reproduktory, pasívne radiátory a výškové reproduktory pomocou skrutiek do dreva 1/2 . K meničom boli dodané penové tesnenia (dodávané voľne), ktoré pri zadnej montáži vytvorili pekné tesnenie. Tiež som použil otvor vzor na každom tesnení, aby som vyvŕtal otvory pre pilotné skrutky - čo eliminuje hádanie. Prednú stranu ozvučnice som zakryl tkaninou (pripevnenou sponkami) a pomocou lepidla podloženého penového pásu vytvorili tesnenie medzi prednou priehradkou a krytom.

Krok 5: Zadná ozvučnica + elektronika

Zadná ozvučnica má zkosený okraj, ktorý sa používa na vytvorenie zapusteného vzduchotesného tesnenia s krytom. Na vytvorenie 45 -stupňového skosenia som použil fazetovací hrot a frézovací stôl a na vytvorenie tesnenia som použil rovnaký penový pás. Elektronika (2 zosilňovače, konektor stejnosmerného napájania, stereofónny vstup a 2 diódy LED) je umiestnená v zadnej ozvučnici. Elektronika je namontovaná v utesnenej dutine v strede krytu, ktorý oddeľuje ľavý/pravý kanál.

Krok 6: Programovanie/ladenie DSP

Digitálne signálové procesory (DSP) sú široko používané vo väčšine moderných spotrebiteľských soundbarov. Ich najväčšou výhodou je, že akceptujú digitálny vstup a dajú sa použiť na viackanálový priestorový zvuk. Pre tento projekt som použil analógové vstupy, pretože je jednoduchšie ich navrhnúť. Zosilňovač Sure Electronics Jab3-250 je vybavený procesorom ADAU1701, ktorý má 2 vstupné ADC (analógovo-digitálne prevodníky) a 4 výstupné DAC (prevodníky digitálneho signálu na analógový). Na napájanie každého výškového reproduktora som použil dva výstupné DAC a na každý basový reproduktor dva DAC. V prílohe je obrázok môjho grafického programu SigmaStudio a niektoré použité dôležité bloky sú popísané nižšie:

Úprava vstupnej úrovne: slúži na zníženie vstupnej hlasitosti pre každý kanál. Zistil som, že toto je zásadný krok, ktorý je potrebný na to, aby funkcia Dynamic Bass Boost fungovala (popísané neskôr).

Parametrický EQ: Použil som aplikáciu pre telefón s názvom „Advanced Spectrum Analyzer“na zaznamenanie frekvenčného cyklu (20 Hz - 20 kHz) a na hrubé meranie frekvenčnej odozvy reproduktora bez akéhokoľvek vyrovnávania. Toto nie je najpresnejší prístup, je však rýchly a dáva mi dobrý východiskový bod bez toho, aby som investoval do presnejších nástrojov, ako je merací mikrofón a zvuková karta pre môj laptop. Plánujem v budúcnosti vykonať lepšie merania a použiť ďalší softvér, ako napríklad Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com), ktorý mi pomôže vypočítať správne EQ. Zatiaľ som vytvoril vlastný parametrický EQ, ktorý znižuje hlasitosť medzi 500 Hz a 4000 Hz. Moje uši vnímali tento frekvenčný rozsah hlasnejšie ako ostatné. Reproduktor znel lepšie (pre mňa) so zníženou hlasitosťou v tomto rozsahu. Priložené sú krivky frekvenčnej odozvy pred a po. Toto nie je skutočné meranie reakcie reproduktora a je veľmi pravdepodobne veľmi nepresné, ale rozhodol som sa ich zahrnúť, aby som mohol zdôrazniť, aký účinný je DSP pri zmene zvuku. V priložených grafoch oranžová čiara predstavuje zaznamenanú odozvu píku a biela čiara predstavuje úroveň v reálnom čase (ktorú je možné ignorovať).

Crossover: Použil som filter Linkwitz-Rileyho filtra 4. rádu nastavený na 3 000 Hz pre dolnopriepustný filter na basových reproduktoroch a hornopriepustný filter na výškových reproduktoroch. Jednou z obrovských výhod DSP je, že môže ľahko vytvárať také zložité filtre. Vytvorenie pasívneho crossoveru Linkwitz-Riley 4. radu by si vyžiadalo ďalšie komponenty, ktoré by mohli ľahko zvýšiť náklady na DSP (35 dolárov).

Dynamic Bass Boost: Blok Dynamic Bass Boost poskytuje zosilnenie, ktoré sa líši podľa úrovne vstupného signálu: nižšie úrovne vyžadujú a prijímajú viac basov ako vyššie. Tento blok pomocou filtra s premennou Q dynamicky upravuje množstvo zosilnenia. Aby zosilnenie fungovalo, musí byť znížená vstupná úroveň. To znamená, že reproduktor už nie je taký hlasný, ale verím, že kompromis stojí za to. Pri 50 W / kanál je dostatok energie.

Toto je môj prvý projekt s DSP a SigmaStudio a stále sa učím. Počas dolaďovania zvuku budem naďalej aktualizovať tento návod. Dúfam, že sa vám stavba páčila!