Bluetooth zvočnik z LED-matriko, ki reagira na glasbo: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ta projekt je vpisan v brezžično tekmovanje in LED tekmovanje - če vam je všeč, bi bil zelo hvaležen za vaš glas. Hvala!

Oblikoval sem in izdelal DIY Bluetooth zvočnik z integrirano LED matrico. LED matrika vključuje številne različne načine vizualizacije, vključno s kaminom, abstraktnim načinom "gibljive umetnosti" in več, ki se odzivajo na glasbo prek mikrofona v ohišju zvočnikov. Nisem videl nobenega drugega izdelka, zasnovanega za dom, ki na ta način združuje vid in zvok.

Ideja za ta projekt je nastala na nekoliko neobičajen način. Želel sem zgraditi nekaj za več prijateljev, ki pričakujejo novorojenčke. Želela sem darilo, ki bo otrokom pomagalo pri nevrološkem razvoju, in dar, ki ga ne bodo prerasli. Po številnih LED projektih in izkušnjah z obdelavo lesa sem prišel na idejo, da bi v zvočnik Bluetooth vključil zvočno reaktivno LED matriko.

Zvočnik je vključeval precejšnjo količino obdelave lesa. Zunanjost škatle je narejena iz grobega kodrastega javorjevega lesa, ki sem ga brusila na 3/4 . Sprednja in zadnja plošča sta narejena iz MDF -ja. Zaključek kodrastega javorja je bil navdihnjen z izvedbami električne kitare, podobnimi tistim na nekaterih mojih najljubših kitar Paul Reed Smith.

Notranje uporabljam ojačevalno ploščo 2x15w Dayton Audio bluetooth za zvok in Arduino Mega za nadzor 16x16 LED matrike (LED WS2812). Majhen elektronski mikrofon v ohišju zvočnikov zaznava predvajano glasbo in daje signal, ki ga Arduino lahko uporabi za ustvarjanje reaktivnega prikaza LED.

Zasnova omogoča tudi mehansko nastavitev, ki v celoti spremeni videz LED matrike; od pikslirane do abstraktne. Na to funkcijo sem še posebej ponosen, saj je še nisem videl nikjer drugje, učinek pa je zelo kul (prikazan je proti koncu videoposnetka). LED matrika je nameščena na pregrado za belim polprozornim akrilnim difuzorjem, z vrtenjem palčnega vijaka na zadnji strani zvočnika pa lahko LED-pregrado premaknete proti difuzorju ali stran od njega. Vijak s palcem vam tako omogoča, da preidete od piksliranega zaslona (kjer so vidne posamezne LED) do abstraktnega zaslona, kjer se LED zameglijo in tvorijo gibljivo umetnost s skoraj 3D podobnim učinkom.

1. korak: Zberite zaloge

Les:

Škatlo za zvočnike lahko izdelate iz katere koli vrste lesa, ki vam je všeč. Za obod zvočnikov sem uporabil masiven javor 3/4”, za sprednjo ploščo ½” MDF, za zadnjo ploščo ¼”MDF (namesto tega bi priporočal ½”) in za ostanke ohišja zvočnikov odrezal ½”vezane plošče.

Difuzor:

Polprozorna bela akrilna plošča:

Elektronika:

Arduino Mega (ali klon):

16x16 LED matrika:

19.7V ali 24V napajalnik (najmanj 60w):

3 -palčni zvočniki za celoten obseg:

Dayton Audio 2x15w Bluetooth ojačevalna plošča:

Komplet dodatkov Dayton Audio z vhodom za avdio vhod:

Nosilec za avdio ploščo Dayton:

1000 mF kondenzator:

330 ohmski upor

Elektronski mikrofon za samodejno pridobivanje:

24V 16mm LED za vklop/izklop LED gumb:

LED gumb za vklop/izklop 5V 16 mm z zaklepanjem:

5V 16mm trenutni LED gumb:

Ženski napajalnik:

Spade priključki:

Žični priključki z ročico:

Stopnjevalni pretvornik:

Nadomestna možnost napajanja:

5V napajanje (najmanj 70w):

Povečevalni pretvornik (za dvig na 19,7 V za vezje zvočnikov):

LED pregrada in strojna oprema

5”1/4-20 vijak

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

Vijak z matico Knurl (1/4-20 z navojem):

Medeninasti vijaki:

Orodja/Druge stvari

Forstnerjevi bitovi:

Korak: Odrežite les

Tu je seznam izrezanih zvočnikov 22”W x 9” H x 6”D. Lahko izrežete iz lesa po vaši izbiri, trdega lesa, MDF ali vezanega lesa. (MDF je boljši od vezanega lesa za obvladovanje vibracij zvočnikov, kot razumem.)

Zgornja/spodnja plošča Zvočnik: (2) ¾”x22” x6”(poševni konci)

Stranska plošča Zvočniški okvir: (2) ¾”x9” x6”(poševni konci, odštejte 1,5”, če delate zadnjice)

Sprednja plošča: ½ "x20,5" x7,5"

Zadnja plošča: ½ "x20,5" x7,5"

LED pregrada: ½ "x7,5" Vx 8,5 W"

Ohišja zvočnikov: (2) ½ "x7,5" x4,25 ", (2) ½" x7,5 "x5,5"

Za rezanje zgornjega seznama delov uporabite krožno žago, namizno žago in/ali žago.

3. korak: Na zgornji plošči naredite izreze za gumbe za upravljanje s pritiskom na gumb

Preden lepimo škatlo, moramo na zgornji plošči narediti izreze za tri 16 mm (~ 5/8”) potisne gumbe. Gumb za vklop/izklop 24V za vklop in izklop vsega vklopi in izklopi, gumb za vklop/izklop 5V vklopi in izklopi vezje 5V (z matrico LED in Arduino) ločeno od zvočnika Bluetooth, trenutni gumb 5V pa bo spremenil načine na LED matriki.

Navoji na teh 16 -milimetrskih gumbih niso dovolj dolgi, da bi segali skozi les, zato bomo morali na notranji strani zgornje plošče izvrtati večje vdolbine, da bomo privili vijake na niti vsakega gumba in jih pritrdili. Sredinske točke zvočnika označite na spodnji strani zgornje plošče, pri čemer je ena točno centrirana, drugi dve pa odmaknjeni od središča za 1,75 palca na obeh straneh. Nato uporabite 1-3/8”Forstner bit na notranji strani zgornje plošče, da izvrtate luknjo do 1/4” od vrha (npr. Nastavite za 1/2”globoko na svojem vrtalnem stroju). Sredinsko piko levo od Forstnerjevega bita uporabite kot vodilo za vrtanje skozi osrednjo točko z majhnim (na primer 1/8”) svedrom, ki vam bo omogočil poravnavo stvari, ko vrtate z nasprotne strani. Zdaj ga obrnite in s 5/8”Forstner nastavkom izvrtajte vsako luknjo od zgoraj, tako da imate luknjo, ki se popolnoma prilega gumbom 16 mm. Ta postopek je prikazan tukaj:

4. korak: Izrežite in pobarvajte sprednjo ploščo zvočnikov

Najprej boste želeli s svinčnikom označiti osrednjo točko vsakega zvočnika. Središčne točke sem označil na 3,5”od najbližjega stranskega roba in centrirano navpično (3,75” od zgornjega/spodnjega roba), tako da bi bili zvočniki vstavljeni za 2”od roba plošče zvočnikov. Nato s svinčnikom narišite kvadrat velikosti 6,75 x 6,75 palca, ki je navpično in vodoravno centriran na sprednji plošči. Ta kvadrat je izrez za LED matriko.

Nato z žago za luknje 3”izrežite luknje za zvočnike, centrirane na označenih točkah. Priporočljivo je vrtalno stiskalnico, vendar bi se lahko ročno vrtali, če ste previdni.

Nato uporabite kotni usmerjevalni bit, da notranjosti vsakega zvočnika izrežete in izrezu matrike LED posnemi rob.

Nazadnje boste želeli pobarvati sprednjo ploščo MDC. Za MDF spredaj in zadaj sem uporabil belo barvo v spreju in jo premazal z nekaj sloji prozornega laka. Naredil sem tudi eno različico s črno sprednjo ploščo, kjer sem uporabil črno pršilno barvo.

5. korak: Izrežite in pritrdite difuzor

Odrežite kos svojega akrila na 7”x 7” z namizno žago, krožno žago ali sestavljanko. Odstranite le robove zaščitne plastike na obeh straneh akrila in jo položite na notranjo stran izreza na sprednji plošči. Za lepljenje na sprednjo ploščo uporabite nekaj super lepila.

6. korak: naredite izreze na plošči zadnjega zvočnika

Najprej naredite ¼”izreze za vtičnico z navojem in žensko vtičnico za enosmerni tok z navojem. Tako kot gumbi se niti ne raztezajo. Za enake postopke, opisane zgoraj za gumbe, naredite večje vdolbine na notranji strani zadnje plošče za ta dva navojna priključka. Razen tokrat uporabite ¾”Forstnerjev nastavek za vdolbino in ga izvrtajte do 1/8” od zunanje strani zadnje plošče in uporabite ¼”Forstnerjev bit, da izvrtate zunanjo luknjo, ki se tesno prilega tem dvema ¼”Vtičnice.

Na plošči embalaže boste izrezali tudi naslednje luknje:

- Parna hole”luknja za navojni vijak, ki prihaja iz LED pregrade. To hole”luknjo je treba izvrtati v mrtvi točki na zadnji plošči.

- (neobvezno) ¾”luknja za dovod ventilatorja. Vrtajte, kjer vam ustreza. To luknjo sem centriral približno 2”od zgornjega roba.

- Odzračite luknje po želji. Izvrtal sem dve luknji ¾”proti stranskim robovom zadnje plošče, da omogočim prezračevanje (LED in nastavitveni pretvornik se lahko precej segrejejo).

7. korak: Dokončajte lupino zvočnika

Preden vstavite sprednjo ploščo v okvir mitre, boste želeli pobrusiti in dokončati lupino in sprednjo ploščo. Izbira zaključka je vaša. Ker so bile moje zgornje, spodnje in stranske plošče trden javor, sem kot zaključek uporabil samo Waterlox.

Naredil sem še nekaj kopij zvočnika, kjer sem uporabil sivo anilinsko barvilo in Tru-olje, za zaključek, ki ga je navdihnila električna kitara. Na eni od teh sem za sprednjo in zadnjo ploščo uporabil črno barvo v spreju, na drugi pa sivo barvo v beli barvi.

8. korak: Sestavite ohišje zvočniške omarice

Preden lepite škatlo, se prepričajte, da ste naredili zgornji korak za izreze gumbov. Pred lepljenjem pritrdite tudi nosilce okoli robov zgornje, spodnje in stranske plošče, na katere se bo naslonila sprednja plošča. Odrežite nekaj ostankov lesenih trakov (MDF ali vezane plošče) visoko približno ½”, lepite in prilepite dva na vsako od zgornjih, spodnjih in stranskih plošč. Trakovi morajo biti visoki ½ "ali ¾" visoki. Sprednje podporne trakove na vsaki plošči nastavim nazaj za ¾”od roba sprednje strani, tako da bo ½” plošča sprednjih zvočnikov vstavljena za ¼”, ko se naslanja na nosilce. Oglejte si video tukaj: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Pazite, da nosilcev ne postavite v sredinski 7 -palčni razpon zgornje in spodnje plošče, saj bi to oviralo premikanje vaše LED diode blizu difuzorja.

Upoštevajte, da sem v videu in slikah naredil tudi opore za hrbet. Za to navodilo sem zasnovo izboljšal z velikostjo ohišja notranjih zvočnikov, tako da služijo tudi kot podpora za zadnjo ploščo, tako da podporni deli niso potrebni.

Po pritrditvi nosilcev naredimo zunanjo lupino zvočniške omarice z zgornjo, spodnjo in stransko ploščo. To je le osnovna škatla s štirimi stranicami. Za sestavljanje uporabite lepilo in sponke za les. Priporočam tudi, da na sprednji in stranski del položite nekaj slikarskih trakov (da se ne lepijo z lepilom za les) in jih med vpenjanjem in med sušenjem lepila položite v škatlo, da se prepričate, da je popolnoma kvadrat in tesno.

9. korak: Ohišja notranjih zvočnikov in sprednjo ploščo pritrdite na ohišje

Pripravite ohišja zvočnikov in sprednjo ploščo:

Vsako ohišje notranjega zvočnika je izdelano iz notranjega dela v obliki črke L, ki se prilega sprednji, stranski, zgornji in spodnji plošči ter tvori ohišje.

Najprej označite mesta za vijake zvočnikov z uporabo samega zvočnika kot vodila. Nato predhodno izvrtajte luknje

Nato izvrtajte ½”luknje za žice zvočnikov v kosu 4,5” x7,5”in pritrdite kos 4,5” x7,5”pravokotno na sprednjo ploščo z notranjim robom 5,5” od najbližje strani plošče zvočnikov.. Za pritrditev teh kosov uporabite lepilo in žebelj s sprednje strani (pozneje se boste vrnili in uporabili lesni kit in pesek za pokrivanje lukenj za nohte). Opomba: v videu sem uporabil žepne luknje, vendar sem imel težave z vrtanjem, zato tega ne priporočam.

Pritrdite ohišja sprednje plošče in zvočnikov:

Nato zvočnike z vijaki pritrdite na predhodno izvrtane luknje. (Zvočniki, ki sem jih povezal, imajo vgrajena tesnila, zato so zapečatena. Zdaj vstavite to strukturo s sprednjo ploščo, pravokotno stranjo ohišja zvočnikov in zvočniki v ohišje zvočnikov. V luknjo napeljite žice zvočnikov. uporabite nekaj tesnila, da notranje robove ohišja zvočnikov zapečatite proti zadnji strani sprednje plošče. (Izbirno: zdaj v ohišja zvočnikov dodajte nekaj polifillov.)

Nato izvrtajte žepne luknje na stranskih robovih hrbtnih strani ohišja zvočnikov (1/2”x6” x7.5”) Zdaj pritrdite zadnje strani ohišja zvočnikov na stranske plošče z lepilom in vijaki za žepne luknje ter lepite in privijte zadnjico med zadnjo stranjo ohišja in pravokotno notranjo stranjo ohišja, da ohišja dokončate.

10. korak: Naredite premično LED pregrado

Za to bomo uporabili kos ½”x7,5” H za 8,5”W, ki smo ga izrezali prej.

1. Izvrtajte ½”vdolbino približno ¼” globoko v mrtvo točko sprednje strani pregrade LED (tako boste lahko glavo vijaka vdrli v vodoravno ravnino)

2. Izvrtajte luknjo za mrtvo točko ¼”T-Nut zadaj (tako da se razteza od zadaj do vdolbine, ki ste jo pravkar izvrtali spredaj)

3. Zabijte T-matico od zadaj

4. Privijte 5-palčni vijak”-20 od spredaj (uporabite super lepilo na T-matici, če imate težave z odmikom)

5. V svoji pregradi izvrtajte velike luknje, ki se ujemajo z lokacijami žic na zadnji strani LED matrike (pred tem boste verjetno spajkali kondenzator med + in - na LED matriki)

6. Žice matrike LED potegnite skozi luknje in LED lepilno matrico za super lepilo spredaj pregrade (neobvezno: zaradi varnosti / razpršitve toplote lepite aluminijasto pločevino na sprednjo stran pregrade, nato pa lepite LED matrico na aluminij)

11. korak: Elektronika in koda

Tukaj je povezava Github do kode (v teku, vendar deluje):

Najprej prenesite in namestite Arduino, če tega še niste storili.

Drugič, v Arduino morate dodati knjižnico FastLED. (Samo poiščite "FastLED" na zavihku knjižnice Arduino.)

Tretjič, naložite kodo Arduino (zgoraj povezano) v vaš Arduino Mega (Mega sem uporabil zaradi pomnilnika in velikosti kode; z vidika V/I je precej pretirano). Koda predvideva, da: (a) so LED diode ožičene na pin 2, (b) trenutni gumb je priključen na pin 5, (c) vhod mikrofona je priključen na pin A0 in (d) 3.3V pin je priključen na AREF pin na Arduinu (in na Vcc na elektronskem mikrofonu).

Če se obrnete na elektroniko, sledite preprostim navodilom, ki ste jih dobili z Daytonsko avdio ploščo, da jo priključite. To je preprosto; precej plug and play.

Vzemite 19,7 V ali 24 V + in ozemljitvene vhode iz vtičnice za ženske in jih razdelite s 3-smernim ali 5-smernim priključkom na ravni matici. Priključite stikalo za vklop/izklop 24V med vtičnico in razdelilnikom, tako da deluje kot stikalo za vklop/izklop releja. Od razdelilnika zaženite 19,7 V neposredno na Daytonsko avdio ploščo in pretvornik za zniževanje (nastavite korak navzdol tako, da zavrtite vijak in z multimetrom preverite, ali oddaja 5 V).

Nato priključite gumb za vklop/izklop 5V med izhodom koračnega navzdol in preostalimi 5V komponentami (Arduino, LED, trenutni gumb in ventilator), tako da služi kot rele za vklop/izklop 5V vezje ločeno od zvočnika Bluetooth. Nato sledite diagramu Fritzing, da povežete Arduino, LED, 5V trenutni gumb in ventilator.

Daytonski zvočni nosilec bo uporabljen za namestitev Bluetooth plošče. Je relativno poceni in to olajša. Za pritrditev Arduino Mega, 5V pretvornika za zniževanje in 5V ventilatorja na zadnjo ploščo sem uporabil samo plastične vijake in super lepilo

Ne bom se spuščal v veliko podrobnosti o namestitvi delov v zvočnik, ker se mi zdi, da mi to ni uspelo. Lahko pa vam dam nekaj smernic, da ugotovite postavitev. Najprej privijte vse 16 -milimetrske gumbe v luknje na zgornji plošči. Nato uporabite priključke JST in priključke za izravnalne matice, da povežete vse elektronske komponente, da boste lahko ugotovili, kako jih postaviti v zvočnik. Nato se poigrajte z postavitvami in poiščite tisto, ki deluje. Ko razmišljate o namestitvi komponent, v ohišje vstavite LED loputo, da preverite, ali so komponente brez vijaka z navojem, ki sega od pregrade do zadnje plošče zvočnika, in se prepričajte, da odbojnik ima prostor za premikanje naprej in nazaj (od poravnave z difuzorjem do ½”ali tako stran od difuzorja).

Komponente odklopite prek priključkov JST in matic za izravnalne matice, tako da lahko vse trajno pritrdite. S super lepilom pritrdite Arduino Mega, 5V pretvornik in 5V ventilator na lokacijah, ki ste jih pravkar ugotovili. Zdaj znova povežite vse in preverite, ali vsa elektronika deluje pravilno.

NAMIG, ČE AUDIO REAKTIVNOST NI PRAVA: Občutljivost mikrofona se lahko zelo razlikuje. Če se odziv ne zdi pravilen, uporabite serijski monitor, da preberete vrednosti mikrofona, ugotovite obseg med predvajanjem pesmi iz vira zvoka, ki ga nameravate uporabiti, in v kodi prilagodite parametre MIC_HIGH in MIC_LOW. Igranje s temi bo dramatično spremenilo odziv kode na zvok.

12. korak: pritrdite zadnjo ploščo in jo zaženite

Zadnjo ploščo vstavite v ohišje zvočnikov, pri tem pazite, da sredinsko luknjo ¼”na zadnji plošči poravnate z vijakom ¼-20, tako da se vijak z navojem razteza skozi luknjo. Sedaj privijte matico za vijačenje na vijak, tako da lahko nastavite razdaljo med LED odbijačem in difuzorjem tako, da zavrtite matico z naboji (ki v bistvu služi kot vijak). V vogalih zadnje plošče predhodno izvrtajte luknje za medeninaste vijake in pritrdite zadnjo ploščo tako, da privijete medeninaste vijake.

Priključite ga, priključite telefon na Bluetooth in uživajte!

Prva nagrada na tekmovanju LED 2017

Druga nagrada na brezžičnem natečaju