Ekvalizér vodného reproduktora: 13 krokov (s obrázkami)

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

V mojom prvom Instructable prejdem krokmi potrebnými na vytvorenie vodných reproduktorov, ktoré fungujú ako ekvalizér.

Vodné reproduktory z obchodu sa dajú skvele sledovať, ale cítil som, že dokážu viac. pred toľkými rokmi som upravil súpravu tak, aby ukazovala frekvenciu prehrávania hudby. V čase, keď som používal Color Organ Triple Deluxe II, kombinovaný so sadou potenciometrov fotobuniek a tranzistorov, som mohol získať sadu 3 reproduktorov, ktoré budú fungovať.

Potom som pred niekoľkými rokmi počul o IC MSGEQ7, ktorý má schopnosť rozdeliť zvuk na 7 dátových hodnôt, ktoré môže arduino čítať. V tomto projekte používam arduino mega 2560, pretože má požadovaný počet pinov PWM na pohon piatich vodných veží.

Tento projekt využíva schopnosti spájkovania na perfboarde, module Bluetooth, arduine a bežných reproduktoroch s vodou. V rámci projektu si skutočne všimnem niekoľko vecí, ktoré som mal urobiť inak, takže na ne určite upozorním.

Začnime

Krok 1: Diely

V tomto projekte je použitých niekoľko dielov. Veľa dielov som mal okolo stola, ostatné diely som kúpil v miestnom obchode s náhradnými dielmi.

Budete potrebovať:

POZNÁMKA: množstvo dielov v zátvorkách

(1) Arduino Mega 2560

(1) USB modul Bluetooth

(1) 8 -pinová zásuvka DIP

(1) MSGEQ7 - Odporúčam kúpiť u Sparkfun Electronics, pretože ebay je plný falošných verzií tohto IC

(1) Zásuvka pre slúchadlá

(1) Kábel pre slúchadlá so zásuvkou

(1) štandardná USB zásuvka so slušnou dĺžkou kábla

(5) 3 -vodičový konektor (páry) sa obvykle predáva ako 3 -vodičový konektor pre pásy ws2812b LED (pozri obrázok)

(10) FQP30N06L N-kanálový mosfet

(5) Štandardná blokovacia dióda 1N4001

(4) 3 mm červená LED

(4) 3 mm žltá dióda LED

(4) 3 mm biela LED

(4) 3 mm zelená LED

(4) 3 mm modrá LED dióda

(10) 10k odpory 1/4 wattu

(8) Rezistory 100 OHM

(8) 150 ohmové odpory

(5) 500 OHM potenciometre

(5) 2k OHM potenciometre

(5) 27 OHM 5 wattové odpory

(2) Rezistory 100 k OHM

(2) 100nF kondenzátory

(1) 33pF kondenzátor - musí byť táto hodnota; Na dosiahnutie tejto hodnoty som dal paralelne niekoľko kondenzátorov

(1) 10nF kondenzátor

(1) Prepínač On - ON (montážny otvor bol 3 mm, zvyčajne uvádzaný ako malý prepínač na ebay)

(4) Skrutky 1/8 "x 1 1/2" (moje boli označené ako skrutky od spoločnosti Home Depot, pre túto veľkosť matice a skrutky je nastavený 3D súbor)

(2) ethernetový kábel s dĺžkou zhruba 12 palcov

3D tlačené diely, ak nevlastníte tlačiareň, ako sú 3dhubs.com, sú skvelým zdrojom.

Horúce lepidlo

Spájkovačka + spájkovačka

Samčie kolíkové hlavičky

Krok 2: Demontujte adaptér Bluetooth

Pôvodne som chcel použiť USB kábel, ale zásuvka bola na ňom zlomená, potom som sa rozhodol adaptér demontovať a odstrániť port USB. Pomocou multimetra som dokázal nájsť zem testovaním kolíkov na vonkajšom plášti portu USB. (sú prepojené)

POZNÁMKA: Tento adaptér som musel v priebehu projektu čiastočne vymeniť, pretože spôsoboval vysokofrekvenčný šum na zvukovom porte, nový tiež nie je o 100% lepší. Mám však iný prijímač, ktorý funguje, ale má vlastnú batériu a vypínač, takže vodné reproduktory nie sú také jednoduché a hrajú. aj keď sú tieto prijímače lacné, neznamená to vždy, že získate vysokú kvalitu.

Krok 3: Nastavenie IC na Perfboarde

V tomto kroku spustíme spájkovanie IC DIP zásuvky na perfboard.

Schéma ukazuje, ako budú všetky diely zapojené. Ovládací kolík mosfetu má označenie „PWM“, pretože som ich práve zapojil priamo na kolík na Arduine, pretože pomocou kódu som mohol zmeniť to, čo každý pin ovládal.

Začal som umiestnením zásuvky DIP blízko jednej strany dosky v blízkosti stredu dosky.

TIP: lepkavá lepivosť pomáha držať diely na mieste počas spájkovania.

Potom som pridal 100nF kondenzátor na piny 1 a 2, potom som použil dva 100k OHM odpory na pripojenie k pinu 8. Potom som použil 4 kondenzátory paralelne a pridal som 100nF na pin 6. Potom bol pridaný mužský zvukový kábel a zapojený do 10nF kondenzátor. Zem zo zvukového kábla bola zviazaná so zemou.

Priložil som obrázok zadnej strany perfboardu, na spodnú stranu som tiež pridal štítky, aby bolo jednoduchšie pochopiť, kde boli diely zapojené.

Krok 4: Pridanie mosfetov

Ďalším krokom, ktorý som urobil, bolo pridanie mosfetov, pretože pri pridávaní mosftov som pomocou chladičov nastavoval vysoké hodnoty. Neskôr sa ukázalo, že sa neohrievajú natoľko, aby bolo potrebné pridať chladiče.

Začal by som tým, že na stredný kolík nanesiem spájku, ktorá umožní úpravy.

Akonáhle boli mosfety na mieste, začal som pridávať 10k OHM sťahovacie odpory, pomocou nožičiek rezistora som premostil medzi potrebné piny.

Krok 5: Umiestnenie diód a 5W rezistorov

V čase tohto kroku som stále čakal, kedy mi budú dodané 5W odpory, takže som zachránil odpor z predchádzajúcej verzie vodných reproduktorov, aby som mohol zabezpečiť rozstup potrebný na umiestnenie diód.

Potom, čo boli diódy umiestnené, som začal odizolovať pevný drôt 18AWG, aby pôsobil ako pozitívne a negatívne zbernicové tyče

Pevný drôt AWG bol umiestnený na kladnú stranu diód a potom bol vedený na kolík 1 v zásuvke IC.

ďalší kus tovaru bol použitý na prechod z negatívnej strany kondenzátora 33pF a slučiek okolo mosfetov. Ďalší menší kus bol slučkovaný z mínusu kondenzátorov 33pF na pin 2 v zásuvke IC.

Krok 6: Pridanie panelového konektora a Bluetooth a potenciometrov

Pripojením panelového konektora k rovnakým konektorom ako zvukový kábel samec použite lankový prepojovací kábel 20AWG. Potom som pridal káble pre napájanie a uzemnenie pre adaptér Bluetooth pomocou pevnej lišty zbernice AWG na spodnej strane.

Potom som pridal potenciometre 500 OHM, ktoré umožňujú dodatočnú kontrolu jasu LED diódy (tieto sú nevyhnutné, ale zistil som, že niektoré farby diód LED môžu prebiť ostatné, preto som ich pridal na úpravu ich jasu)

Použil som prebytočný kov z orezaných káblov kondenzátora, aby som preklenul vzdialenosť od potenciometra k stredovému kolíku mosfetov

Krok 7: Príprava vodných reproduktorov

Začal som tým, že som malým skrutkovačom odstránil malé skrutky v zadnej časti krytu vodného reproduktora, po vybratí dosky s plošnými spojmi som umiestnil vodiče pre motor. Pomocou splachovacích nožov som ich prerezal čo najbližšie k doske plošných spojov.

POZNÁMKA: Drôty na motoroch sú nefunkčné, takže príliš veľa chýb pri rezaní a odizolovaní koncov môže poškodiť motor/vodiče

Potom som pomocou malých ihlových klieští odstránil obvodovú dosku pomocou LED diód. Rozhodol som sa pre jednu farbu na vodný kryt vs 4 farby, ktoré sú použité z produktu v obchode.

Potom ohnem kladné vodiče LED takmer v jednej rovine tak, aby sa prekrížili jedna cez druhú, začnem ohýbaním výstupných diód LED tak, aby sa vrstvené diódy LED rozprestierali od konca do konca. Použitie lepivého prichytenia na držanie diód LED na svojom mieste; Potom ohnem dve vnútorné diódy LED, ale orezám ich zvody, pretože nemusia byť také dlhé. S diódami LED držanými lepivou lepivosťou nemôžem spájkovať pozitívne káble dohromady.

Teraz môžem orezať negatívne vodiče LED a orezať aj odpory. (Rozhodol som sa umiestniť LED diódy tak, aby všetky ich farebné pásy boli otočené rovnakým smerom; bolo to čisto kozmetické) Použitím vývodov rezistorov ich ohýbam rovnakým spôsobom ako ku kladným vodičom LED diód.

Na držanie LED diód na svojom mieste som použil horúce lepidlo. Potom pripojte 3 -vodičový konektor. Motor a LED diódy zdieľajú spoločné pozitívum. zodpovedajúce konektory sa potom spoja s perfboardom, kladným pólom na jednej strane diódy a záporným pólom motora na druhej strane diódy. Negatív LED je zapojený do nohy na potenciometri.

Červená a žltá dióda LED mala odpor 150 OHM

Biele, zelené a modré LED diódy mali na sebe odpor 100 OHM

Tieto hodnoty odporu by mali umožniť prevádzke každej LED pri 20mA

Krok 8: Pridanie káblov Arduino

Použil som dve dĺžky ethernetového kábla, zhruba asi 12 palcov kábla (x 2) Použil som celkom 15 drôtov (1 náhradný)

Použil som časť drôtu s pevným jadrom, ktorý prepichol kábel, aby som zaistil kábel k doske, nakoniec som potreboval aj horúce lepidlo, aby ho držal na svojom mieste. Kravata na zips v rohu pomohla nasmerovať drôt na arduino, ktoré by bolo pri vložení do puzdra umiestnené vedľa perfboardu.

Káble boli umiestnené náhodne, ale zaistil som, aby sa dostali na miesto, ktoré potrebovali. Niektoré boli dlhšie ako ostatné, príliš dlhé boli orezané na požadovanú veľkosť. Pomocou hlavičiek som dokázal spájkovať ostatné konce drôtu s kolíkmi, čo mi umožňuje v prípade potreby demontovať arduino. Nakoniec som pridal horúce lepidlo, aby som zaistil, že vodiče nebudú prerušovať kolíky, ale robím to po otestovaní všetkých funkcií.

Pridal som vodiče pre ovládanie IC a vodič pre 5 V+ a uzemnenie.

Potom som urobil test, aby som zistil, či svetlá a IC budú správne fungovať, pretože som stále čakal na 5w odpory v pošte.

Krok 9: Rezistory a potenciometre motora

Medzi diódu a stredový kolík mosfetu som pridal 5W odpory. Na preklenutie medzery používam zvody rezistora.

Zistil som, že motory reagujú na rýchle impulzy a uvedenie do činnosti, keď už voda pomaly tečie. Tu vstupuje do hry 2k potenciometer. Potenciometer je zapojený pomocou 20AWG prepojovacieho vodiča k 5W rezistoru (tento kábel nepripojujte pred 5W odpor, pretože potenciometer nedokáže zvládnuť výkon motora)

Ďalšia noha potenciometra je ohnutá a pomocou ďalšieho kusu pevného drôtu 18AWG môžem pripojiť jediný kolík zo všetkých potenciometrov k zemi.

POZNÁMKA: Pôvodne som sa pokúšal nepoužívať potenciometre, ale zistil som, že používanie PWM na týchto motoroch spôsobuje strašnú vysokofrekvenčnú spätnú väzbu, ktorá spôsobuje interferenciu s IC

Krok 10: 3D tlač

Vytlačil som celkom 3 časti, horný, dolný a zadný panel. Súbory STL, ktoré som pridal, sú však iba dve časti (horná a dolná), ktoré niekomu uľahčia sledovanie. Urobil som to, keď som zistil, že sa pokúšam pridať panel, pretože skutočnosť nevyzerá tak dobre. Vyrábam hlavne zadný panel, pretože som si nebol istý, čo chcem na zadnej strane. V mojom prípade som sa rozhodol pridať vypínač.

Celkovo sa pozeráte na 36 hodín 3D tlače. Vo svojej tlačiarni používam ABS, pretože je pre mňa veľmi ľahké maľovať a brúsiť. Navyše, keď robím zostavy, môžem použiť acetón na zváranie dielov dohromady.

Prvú časť, ktorú odporúčam vytlačiť, je testovací súbor 3D merania. Jedná sa o malý 15 -minútový kúsok, ktorý vám umožňuje zaistiť, aby sa vodný reproduktor hodil. Prešiel som asi 8 iterácií, kým som nemal správny profil, aby sa zmestil do reproduktora. Vďaka tomu mi ušetrí plytvanie 18 -hodinovou tlačou. horná časť má otvory pre 1/8 "x 1 1/2", musel som použiť malý súbor, pretože premosťovanie na mojej 3D tlačiarni je trochu tesné.

Krok 11: Zostavenie

Začal som pomocou horúceho lepidla na čelách vodičov, aby sa zaistilo, že sa nerozbijú. Horúce lepidlo som pridal potom, čo som zaistil, aby motory pracovali s programovaním. V dvoch rohoch arduina som použil malé množstvo horúceho lepidla, aby bolo možné ho v prípade potreby neskôr odstrániť. alternatívne by do 3D tlače mohli byť navrhnuté vzpery a závitové vložky.

Ako vidíte na fotografii, mám pripojený iný modul Bluetooth, použil som tento modul, zatiaľ čo som čakal na nový v pošte. Hlavným problémom falošného spúšťania reproduktorov nie je úplne chyba modulov Bluetooth, motory zrejme nepracujú na PWM.

Vodné veže som pridal k hornému dielu a zaistil horúcim lepidlom. Použil som malé množstvo, pretože mám v pláne reproduktory neskôr rozobrať a potom zbrúsiť plast, ale je príliš chladno na to, aby som nastriekol farbu tam, kde práve som. Panelový konektor a prepínač boli potom pridané k zadnému panelu. V skutočnosti som predtým pridal napájací kábel USB, ale teraz, keď je 3D tlač z jedného kusu, je potrebné kábel previesť skrinkou a potom zapojiť na miesto, môžete vidieť, kde som zapojený USB na fotografii, prepichne sa cez perfboard a spájkuje sa s pevnou drôtenou lištou AWG. Jediný rozdiel od fotografie je v tom, že prepínač prejde najskôr na prepínač a potom na dosku.

Krok 12: Kód

Kód, ktorý som pridal, je väčšinou priamy. Kód by mal fungovať tak, ako je.

Jediná vec, ktorú by bolo potrebné zmeniť, sú premenné v hornej časti kódu. Sú jasne označené komentármi.

POZNÁMKA:

Na základe tipu som si našiel čas a pokúsil som sa nastaviť frekvenciu PWM na arduino mega. Aj keď zmena frekvencie pomohla odstrániť hluk motora, ktorý spôsoboval spätnoväzbovú slučku, vyžadoval som však zmenu mnohých ďalších častí kódu, bolo potrebné zmeniť načasovanie a zvýšiť citlivosť.

Problém zmeny vytvorenej frekvencie PWM je v tom, že bolo potrebné zvýšiť načasovanie, aby sa kompenzovalo falošné spúšťanie, ktoré sa začalo diať, a museli sa zmeniť hodnoty, čím boli reproduktory menej citlivé. Verím, že najlepšou vecou v tomto bode bude vyskúšať vodič motora z mojej predchádzajúcej iterácie tohto projektu, o ktorej sa viac hovorí v poslednom kroku.

Krok 13: Konečný produkt

Sledovanie poslednej položky je skutočne pútavé. Túto položku je najlepšie sledovať pri slabom až tmavom osvetlení miestnosti. Môj súčasný fotoaparát bohužiaľ nedokáže nahrávať pri slabom osvetlení. Pretože som mohol použiť dobrú kameru na predvádzanie svojich projektov, ktoré som zaradil do prvej autorskej súťaže, dúfam, že sa ľuďom tento projekt páčil a rozhodnú sa hlasovať za mňa.

Pridal som video z pôvodnej verzie reproduktorov, aby ste zhruba videli, ako vyzerajú.

Ďalšie kroky

Chcel by som skúsiť použiť pôvodný obvod ovládača motora, ktorý som vyrobil vo verzii 1, ktorý používa tranzistory a fotobunky, aby zistil, či umožní motorom pracovať lepšie. Tým by sa odstránili problémy, s ktorými som mal pri frekvenčnom šumu motory kvôli použitiu riadiaceho signálu PWM. Tiež by som mohol pridať niekoľko reproduktorov na bočnú stranu puzdra spolu s ich vlastným ovládaním hlasitosti.

Tiež si môžete všimnúť, že vnútro vodárenských veží má rôzne farby, pôvodné reproduktory, ktoré som mal, sú chome, ktoré som lokálne nenašiel, takže som sa pre nové rozhodol pre čiernu (prichádzajú v rôznych farbách). všetkým jednej farbe, ale predávajú sa za 40 dolárov za pár.