Bluetooth reproduktor s LED maticou reagujúcou na hudbu: 12 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Tento projekt je zaradený do súťaže Wireless Contest a LED Contest - ak sa vám páči, veľmi by som ocenil váš hlas. Vďaka!

Navrhol som a postavil DIY Bluetooth reproduktor s integrovanou maticou LED. LED matica obsahuje množstvo rôznych režimov vizualizácie, vrátane režimu krbu, abstraktného režimu „pohybujúceho sa umenia“a niekoľkých, ktoré reagujú na hudbu prostredníctvom mikrofónu vo vnútri reproduktorovej skrine. Nevidel som žiadny iný výrobok určený pre domácnosť, ktorý si týmto spôsobom spája zrak a zvuk.

Nápad na tento projekt vznikol trochu neortodoxným spôsobom. Chcel som postaviť niečo pre niekoľko priateľov očakávajúcich novorodencov. Chcela som darček, ktorý pomôže ich deťom neurologicky sa rozvíjať, a darček, ktorý by neprerástli. Po niekoľkých projektoch LED a skúsenostiach s prácou s drevom som prišiel s nápadom integrovať audio-reaktívnu maticu LED do reproduktora Bluetooth.

Reproduktorová skrinka zahŕňala značné množstvo spracovania dreva. Vonkajšia časť škatule je vyrobená z hrubého kučeravého reziva, ktoré som vyfrézoval na 3/4 . Predný a zadný panel sú vyrobené z MDF. Povrchová úprava kučeravého javora bola inšpirovaná povrchovou úpravou elektrickou gitarou, ako je to vidieť na niektorých mojich obľúbených gitár Paul Reed Smith.

Interne pre zvuk používam bluetooth zosilňovač 2x15w Dayton Audio a Arduino Mega na ovládanie matice LED 16x16 (LED WS2812). Malý elektretový mikrofón vo vnútri reproduktorovej skrine detekuje prehrávanú hudbu a poskytuje signál, ktorý môže Arduino použiť na vytvorenie reaktívneho zobrazenia na diódach LED.

Konštrukcia tiež umožňuje mechanické nastavenie, aby sa úplne zmenil vzhľad matice LED; od pixelových po abstraktné. Na túto funkciu som obzvlášť hrdý, pretože som ju nikde inde nevidel a efekt je veľmi efektívny (zobrazuje sa na konci videa). LED matica je namontovaná na ozvučnici za bielym polopriehľadným akrylovým difúzorom a otáčaním skrutky s palcom na zadnej strane reproduktora môžete posunúť ozvučnicu LED smerom k difúzeru alebo od neho. Skrutka palca vám teda umožňuje prejsť od pixelovaného displeja (kde sú viditeľné jednotlivé diódy LED) k abstraktnému displeju, kde sa diódy LED spoločne rozmazávajú a vytvárajú pohyblivé umenie, s takmer 3D efektom.

Krok 1: Zhromaždite zásoby

Drevo:

Reproduktorovú skrinku môžete vyrobiť z akéhokoľvek druhu dreva, ktoré sa vám páči. Na obvod reproduktorovej skrine som použil 3/4 palcový javor, na predný panel ½”MDF, na zadný panel MD” MDF (namiesto toho by som však odporučil ½”) a na vnútorné kryty reproduktorov zošrotoval ½” preglejku..

Difúzor:

Polopriehľadný biely akrylový list:

Elektronika:

Arduino Mega (alebo klon):

Matica LED 16x16:

Napájanie 19,7 V alebo 24 V (najmenej 60 W):

3”reproduktory s plným rozsahom:

Doska zosilňovača Dayton Audio 2x15w Bluetooth:

Balíček príslušenstva Dayton Audio s konektorom vstupu zvuku:

Konzola pre zvukovú dosku Dayton:

Kondenzátor 1000 mF:

Odpor 330 ohmov

Elektretový mikrofón s automatickým ziskom:

24V 16mm Západkové zapínacie/vypínacie tlačidlo LED:

5V 16 mm Západkové zapínacie/vypínacie tlačidlo LED:

Krátke tlačidlo 5V 16 mm LED:

Zásuvka pre ženy:

Rýčové konektory:

Pákové konektory:

Krok za krokom prevodník:

Alternatívna možnosť napájania:

Napájanie 5 V (najmenej 70 W):

Zosilňovač (pre zvýšenie obvodu reproduktorov na 19,7 V):

LED ozvučnica a hardvér

Skrutka 5”1/4-20

Matica T (závit 1/4-20)

Skrutka s maticou ryhovanou maticou (závit 1/4-20):

Mosadzné skrutky:

Nástroje/Ostatné veci

Forstner Bits:

Krok 2: Rezať drevo

Tu je zoznam prírezov k reproduktoru s rozmermi 22 palcov x 9 palcov x 6 palcov D. Môžete rezať z dreva podľa vlastného výberu, tvrdého dreva, MDF alebo preglejky. (MDF je lepšie ako preglejka, aby zvládol vibrácie reproduktorov, ako tomu rozumiem.)

Horný/dolný panel Reproduktorový box: (2) ¾”x22” x6”(zkosené konce)

Box reproduktorov bočných panelov: (2) ¾”x9” x6”(zúžené konce, odčítajte 1,5“, ak robíte tupé kĺby)

Predná doska: ½”x20,5” x7,5”

Zadná doska: ½”x20,5” x7,5”

LED ozvučnica: ½”x7,5” Hx 8,5W”

Krabičky reproduktorov: (2) ½”x7,5” x4,25”, (2) ½” x7,5”x5,5”

Na rezanie vyššie uvedeného zoznamu dielov použite kotúčovú pílu, stolnú pílu a/alebo pokosovú pílu.

Krok 3: Na hornom paneli urobte výrezy pre tlačidlové ovládače

Pred prilepením škatule musíme v hornom paneli urobiť výrezy pre tri 16 mm (~ 5/8”) tlačidlá. Tlačidlo zapnutia/vypnutia 24V západky všetko zapne a vypne, tlačidlo zapnutia/vypnutia 5V západky zapne a vypne obvod 5V (s maticou LED a Arduino) oddelene od reproduktora Bluetooth a 5V momentálne tlačidlo zmení režimy na matici LED.

Nite na týchto 16 mm gombíkoch nie sú dostatočne dlhé na to, aby prechádzali drevom, takže na vnútornú stranu horného panelu budeme musieť vyvŕtať väčšie vybrania, aby sme maticu naskrutkovali na závity na každom tlačidle a pripevnili ich. Označte stredové body reproduktora na spodnej strane horného panelu, pričom jeden je presne vycentrovaný a ďalšie dva sú od stredu odsadené o 1,75 palca na oboch stranách. Potom pomocou 1–3/8”Forstnerovho vrtáka na vnútornej strane horného panelu vyvŕtajte otvor s maximálnym priemerom 1/4” zhora (napr. Na vŕtacom lise nastavte doraz na 1/2 palca). Stredovú bodku vľavo od forstnerového bitu použite ako vodítko pri vŕtaní stredového bodu pomocou malého vrtáka (napr. 1/8 palca), ktorý vám umožní zarovnať veci pri vŕtaní z opačnej strany. Teraz ho prevráťte a pomocou 5/8”Forstnerovho bitu vyvŕtajte každý otvor zhora, takže máte otvor, ktorý sa perfektne zmestí do 16 mm tlačidiel. Tento proces je zobrazený tu:

Krok 4: Vyrežte a namaľujte predný panel reproduktorov

Najprv budete chcieť ceruzkou označiť stredový bod každého reproduktora. Stredové body som označil 3,5 palca od najbližšieho bočného okraja a vycentroval som ich vertikálne (3,75 palca od horného/dolného okraja), takže reproduktory budú vložené o 2 palce od okraja panelu reproduktorov. Potom pomocou ceruzky nakreslite na predný panel štvorec 6,75 palcov x 6,75 palcov, ktorý je vycentrovaný vertikálne a horizontálne. Tento štvorec je výrezom pre maticu LED.

Potom pomocou 3 -palcovej píly vyrežte otvory pre reproduktory so stredom na označených bodoch. Odporúča sa vŕtačka, ale ak budete opatrní, pravdepodobne by ste sa mohli vyvŕtať ručným vŕtaním.

Potom pomocou šikmého frézovacieho bitu dajte vnútornej strane každého výrezu reproduktora a výrezu matice LED skosený okraj.

Nakoniec budete chcieť namaľovať predný panel MDC. Na prednú a zadnú stranu MDF som použil bielu farbu v spreji a pokryl som ju niekoľkými vrstvami číreho laku. Vyrobil som aj jednu verziu s čiernym predným panelom, kde som použil čiernu farbu v spreji.

Krok 5: Vyrežte a pripevnite difúzor

Odrežte kúsok akrylátu na rozmer 7 x 7 palcov stolovou pílou, kotúčovou pílou alebo skladačkou. Odlepte iba okraje ochranného plastu na oboch stranách akrylu a umiestnite ho na vnútornú stranu výrezu na prednom paneli. Pomocou super lepidla ho prilepte na predný panel.

Krok 6: Vykonajte výrezy na paneli zadného reproduktora

Najprv urobte ¼”výrezy pre závitový line-in jack a závitový female DC power jack. Rovnako ako tlačidlá, vlákna neprechádzajú. Rovnakým spôsobom, ako je popísané vyššie pre tlačidlá, urobte na vnútornej strane zadného panela väčšie výklenky pre tieto dva závitové konektory. Výnimkou je, že tentokrát použijete ¾”Forstnerov bit na vybranie a vyvŕtate ho do 1/8” vonkajšej strany zadného panelu a For”Forstnerov bit na vyvŕtanie vonkajšieho otvoru, ktorý bude tesne pasovať na tieto dva ¼”Zdviháky.

Na paneli balenia vyrežete aj nasledujúce otvory:

- Krytý ¼”otvor pre závitovú skrutku pochádzajúcu z LED ozvučnice. Tento ¼”otvor by mal byť vyvŕtaný v úvrati v zadnom paneli.

- (voliteľné) ¾”otvor pre vstup ventilátora. Vŕtajte tam, kde je to vhodné. Tento otvor som vycentroval asi 2”od horného okraja.

- Podľa potreby odvzdušnite otvory. Vyvŕtal som dva ¾”otvory smerom k bočným okrajom zadného panelu, aby bolo možné vetranie (LED diódy a prevodník zostupu sa môžu poriadne zahriať).

Krok 7: Dokončite škrupinu reproduktorovej skrine

Pred vložením predného panela do pokosovej skrinky budete chcieť obrúsiť a dokončiť škrupinu a predný panel. Voľba prevedenia je na vás. Pretože môj horný, dolný a bočný panel boli z masívneho javora, ako povrchovú úpravu som použil Waterlox.

Vytvoril som tiež niekoľko ďalších kópií reproduktora, kde som na povrchovú úpravu inšpirovanú elektrickou gitarou použil sivé anilínové farbivo a Tru-oil. Na jeden som použil čiernu farbu v spreji na predný a zadný panel a na druhý sivý som použil bielu farbu v spreji.

Krok 8: Zostavte plášť reproduktorovej skrine

Pred lepením krabice sa uistite, že ste urobili vyššie uvedený krok pre výrezy tlačidiel. Pred lepením tiež pripevnite podpery okolo a presadte ich od okrajov horného, dolného a bočných panelov, o ktoré bude predný panel oprieť. Odstrihnite niektoré pásy šrotu (MDF alebo preglejky) vysoké asi ½ palca a dva z nich prilepte a pribíjajte na horný, dolný a bočný panel. Pásy by mali byť ½”alebo ¾” vysoké. Nastavil som predné podporné pásy na každom paneli vzadu o ¾”od okraja prednej strany, aby bol panel ½” predného reproduktora vložený o ¼”pri opieraní o podpery. Pozrite si video tu: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Dbajte na to, aby ste podpery neumiestňovali do stredového 7 -palcového rozpätia horného a dolného panela, pretože by to rušilo pohyb ozvučnice LED pohybujúcej sa blízko difuzéra..

Všimnite si toho, že vo videu a na obrázkoch som vyrobil aj podpery pre zadnú stranu. Z tohto dôvodu som vylepšil dizajn tým, že som zmenil rozmery vnútorných reproduktorov, aby slúžili aj ako podpora pre zadný panel, takže podporné diely vzadu nie sú potrebné.

Po pripevnení podpier vyrobíme vonkajší plášť skrinky reproduktora s horným, dolným a bočným panelom. Toto je iba základný box na pokosové kĺby so štyrmi stranami. Na montáž použite lepidlo na drevo a svorky. Odporúčam tiež dať si maliarsku pásku na prednú a bočnú časť (aby sa nelepili na lepidlo na drevo) a pri upínaní a pri zaschnutí lepidla ich vložiť do škatule, aby ste sa presvedčili, že máte perfektne hranatý tvar. a priliehavo.

Krok 9: Pripojte vnútorné kryty reproduktorov a predný panel k puzdru

Pripravte si kryty reproduktorov a predný panel:

Každý kryt vnútorného reproduktora je vyrobený z vnútornej časti v tvare písmena L, ktorá sa hodí k prednému, bočnému, hornému a spodnému panelu a tvorí ozvučnicu.

Najprv označte miesta pre skrutky reproduktorov pomocou samotného reproduktora ako sprievodcu. Potom predvŕtajte otvory

Potom vyvŕtajte ½ palcové otvory pre vodiče reproduktorov v kusoch 4,5 palcov x 7,5 palcov a pripevnite kus 4,5 palca x 7,5 cm kolmo k prednému panelu tak, aby jeho vnútorný okraj bol 5,5 palca od najbližšej strany panelu reproduktorov.. Na pripevnenie týchto kúskov použite lepidlo a klinec spredu (neskôr sa vrátite a na zakrytie otvorov pre nechty použijete tmel na drevo a piesok). Poznámka: Vo videu som použil vreckové otvory, ale mal som problémy s vŕtaním, preto tento spôsob neodporúčam.

Pripojte predný panel a kryty reproduktorov:

Potom pripevnite reproduktory pomocou skrutiek k predvŕtaným otvorom. (Reproduktory, ku ktorým som pripojil, majú vstavané tesnenia, takže sú utesnené. Teraz vložte túto konštrukciu s predným panelom, kolmou stranou krytu reproduktorov a reproduktormi do skrinky reproduktora. Cez otvor prevlečte káble reproduktora. V týchto chvíľach pomocou nejakého tmelu utesnite vnútorné okraje puzdier reproduktorov k zadnej strane predného panela. (Voliteľné: do puzdier reproduktorov pridajte trochu polyfillu.)

Ďalej vyvŕtajte otvory vo vreckách na bočných okrajoch zadných strán krytov reproduktorov (1/2”x6” x7,5”) Teraz pomocou lepidla a skrutiek s otvormi do vrecka pripevnite zadné strany krytov reproduktorov k bočným panelom a prilepte a priskrutkujte tupý spoj medzi zadnou stranou krytu a kolmou vnútornou stranou krytu, aby sa kryty dokončili.

Krok 10: Vytvorte pohyblivú odrazku LED

Na tento účel použijeme kus ½ "x7,5" H o 8,5 "W, ktorý sme predtým rezali.

1. Vyvŕtajte ½”recesiu asi ¼” hlboko v úvrati predného dielu diódy LED (to umožní zapustenie hlavy skrutky do jednej roviny)

2. Vyvŕtajte dieru do úvrata ¼”T-matice vzadu (aby siahala odzadu do vybrania, ktoré ste práve vyvŕtali vpredu)

3. Kladivo do T-matice zozadu

4. Naskrutkujte spredu 5 “¼-20 šesťhrannú skrutku (ak máte problémy s uvoľnením, použite na maticu T superlepidlo)

5. Do ozvučnice vyvŕtajte veľké otvory, ktoré sú zarovnané s umiestnením vodičov v zadnej časti matice LED (pravdepodobne budete chcieť spájkovať kondenzátor medzi + a - na matici LED, než to urobíte)

6. Pretiahnite káble LED matice cez otvory a super prilepte maticu LED k prednej časti ozvučnice (voliteľné: kvôli bezpečnosti / tepelnému rozptylu prilepte hliníkový plech na prednú časť ozvučnice a potom prilepte maticu LED k hliníku)

Krok 11: Elektronika a kód

Tu je odkaz na kód Github (prebieha, ale funguje):

Najprv si stiahnite a nainštalujte Arduino, ak ste to ešte neurobili.

Za druhé, budete musieť do Arduina pridať knižnicu FastLED. (Stačí vyhľadať „FastLED“na karte Knižnice Arduino.)

Po tretie, nahrajte kód Arduino (prepojený s vyššie uvedeným) do zariadenia Arduino Mega (použil som Mega kvôli jeho pamäti a veľkosti kódu; z pohľadu I/O je to nadbytočné). Kód predpokladá, že: (a) diódy LED sú zapojené do pinu 2, (b) momentálne tlačidlo je zapojené do pinu 5, (c) vstup mikrofónu je zapojený do pinu A0 a (d) 3,3 V pin je zapojené do pinu AREF na Arduine (a do Vcc na elektretovom mikrofóne).

Pokiaľ ide o elektroniku, zapojte ju podľa jednoduchých pokynov dodaných s doskou Dayton Audio. Je to jednoduché; do značnej miery plug n 'play.

Zo ženského napájacieho konektora odoberiete vstupy 19,7 V alebo 24 V + a uzemnenie a rozdelíte ich pomocou 3-cestného alebo 5-cestného konektora s maticou. Pripojte 24V západkový spínač zapnutia/vypnutia medzi napájací konektor a túto zásuvku, aby fungoval ako spínač zapnutia/vypnutia relé. Z rozdelenia spustite 19,7 V priamo na zvukovú dosku Dayton a prevodník zostupného stupňa (uistite sa, že ste znížili stupeň otáčaním jeho skrutky a pomocou multimetra overte, či je na výstupe 5 V).

Potom zapojte 5V západkové zapínacie/vypínacie tlačidlo medzi výstup zostupného a zvyšných 5V komponentov (Arduino, LED diódy, momentálne tlačidlo a ventilátor), takže slúži ako relé na zapnutie/vypnutie 5V obvod oddelene od reproduktora Bluetooth. Potom postupujte podľa Fritzingovho diagramu a zapojte Arduino, LED diódy, 5V momentálne tlačidlo a ventilátor.

Na upevnenie dosky Bluetooth bude slúžiť zvuková konzola Dayton. Je to relatívne lacné a uľahčuje to. Na pripevnenie meniča Arduino Mega, 5V prevodníka nadol a 5V ventilátora na zadný panel som použil iba plastové skrutky a lepidlo.

Nebudem zachádzať do podrobností o umiestnení častí v reproduktore, pretože si myslím, že som to neurobil veľmi dobre. Môžem vám však poskytnúť niekoľko pokynov na zistenie rozloženia. Najprv zaskrutkujte všetky 16 mm tlačidlá do otvorov v hornom paneli. Potom pomocou konektorov JST a konektorov na úrovni matíc pripojte všetky elektronické súčiastky, aby ste zistili, ako ich rozložiť vo vnútri reproduktora. Potom sa pohrajte s rozloženiami a nájdite fungujúce. Keď zisťujete umiestnenie komponentov, vložte do krytu ozvučnicu LED, aby ste mohli potvrdiť, že v komponentoch nie je závitová skrutka siahajúca od ozvučnice k zadnému panelu reproduktora, a uistite sa, že ozvučnica má priestor na pohyb dopredu a dozadu (od splachovania s difúzorom po ½”alebo tak ďaleko od difuzéra).

Odpojte komponenty pomocou konektorov JST a matice, aby ste mohli všetko natrvalo pripevniť. Použite super lepidlo na pripevnenie meniča Arduino Mega, 5V meniča nadol a 5V ventilátora na miesta, ktoré ste práve zistili. Teraz všetko znova zapojte a vyskúšajte, či všetka elektronika funguje správne.

TIP, AK SE ZVUKOVÁ REAKTIVITA NEZDAJE SPRÁVNA: Citlivosť mikrofónu sa môže veľmi líšiť. Ak sa odozva nezdá správna, použite sériový monitor na prečítanie hodnôt mikrofónu, zistenie rozsahu pri prehrávaní piesne zo zdroja zvuku, ktorý plánujete použiť, a v kóde upravte parametre MIC_HIGH a MIC_LOW. Hranie s nimi dramaticky zmení spôsob, akým kód reaguje na zvuk.

Krok 12: Pripojte zadný panel a spustite ho

Vložte zadný panel do reproduktorovej skrine a dbajte na to, aby bol stredový otvor ¼”v zadnom paneli zarovnaný so skrutkou ¼-20, aby skrutka so závitom prechádzala otvorom. Teraz naskrutkujte ryhovanú maticu na skrutku, aby ste mohli nastaviť vzdialenosť medzi LED ozvučnicou a difúzorom otáčaním ryhovanej matice (ktorá v podstate slúži ako skrutka s palcom). Predvŕtajte otvory pre mosadzné skrutky v rohoch zadného panelu a pripevnite zadný panel zaskrutkovaním mosadzných skrutiek.

Pripojte ho, pripojte telefón k Bluetooth a užívajte si!

Prvá cena v súťaži LED Contest 2017

Druhá cena v bezdrôtovej súťaži