Zvukový vizualizér: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento projekt vznikl po zhlédnutí tohoto videa youtuberem, který popsal způsob vizualizace zvuku laserem. Funguje to tak, že vezmete reproduktor, natáhnete přes něj balónek a vycentrujete na balón zrcadlový fragment. Z reproduktoru se přehrává zvuk a na zrcátko svítí laserové ukazovátko. Zvuk způsobuje, že zrcadlo vibruje a vytváří laserovou show. Reproduktor jsem navrhl výše, abych mohl míchat frekvence a hrát si s různými tvary. Jelikož nevlastním reproduktor, myslel jsem si, že by to byla také dobrá příležitost naučit se, jak fungují zvukové systémy a zároveň vytvořit vysoce kvalitní reproduktor.

Krok 1: Díly

• mluvčí
• 30 W zesilovač
• USB Breakout
• 5v regulátor
• Laserová dioda
• Modul nabíječky
• Ženský audio jack
• 12V zásuvka (zachránil jsem důl z jiného zařízení, ale toto bylo nejbližší, co jsem mohl najít)
• Magnety 6 mm x 3 mm x8
• 1/4”šestihranná matice
• Šestihranný šroub 1/4”x 1”

• 3D tisky

  • Horní pouzdro x1
  • Dolní skříň x1
  • Základna x1 Kickstand x1
  • Kryt portu x1
  • Volič hlasitosti x1
  • Knoflík x1
  • Kryt knoflíku x1
  • Kolík x2
  • Laserové rameno x1
  • Laserová hlava x1

Krok 2: Montáž (pouzdro)

1. Připájejte vodiče na svorku reproduktoru (žlutá - kladná: zelená - záporná). Přišroubujte reproduktor k horní polovině reproduktoru. Zatlačte magnety na místo. Magnety slouží k propojení horní poloviny a spodní poloviny, aby bylo možné upgradovat. Zatímco v současné době běží ze zásuvky 12 V, doufám, že ji upgraduji pomocí vestavěných baterií a bluetooth.
2. Zasuňte zesilovač předním otvorem. Pomocí matice, která je součástí zesilovače, ji zajistěte na místě. Zasuňte vodiče reproduktorů do pravého nebo levého výstupního portu.
3. Vložte šestihrannou matici 1/4”do štěrbiny na straně horní poloviny pouzdra.

Krok 3: Elektronika

1. Připájejte čtyři vodiče k výstupu zásuvky 12 V (jeden pár pro napájení zesilovače, druhý pro výstup USB). Pájecí kladný a záporný spoj ze zásuvky 12 V na regulátor 5 V. Zem pro regulátor 5 V a zásuvku 12 V jsou společné. Pájejte výstup z regulátoru na výstup USB.
2. Připájejte tři vodiče k audio konektoru. Modrá je mletá, žlutá je vlevo a zelená je pravý zvuk.

Krok 4: Montáž (dráty)

Tento další krok je trochu složitý. Použil jsem 20 AWG drát, ale možná budete chtít použít tenčí měřidlo. Ujistěte se, že máte nějaké jehlové kleště.

1. Vezměte jeden drát, omotejte kolem něj provázek a protáhněte jej spodní částí reproduktoru. Kleštěmi uchopte drát a vytáhněte jej z druhého konce. Může to chvíli trvat, buďte trpěliví.
2. Provázkem vyčnívajícím z obou konců spojte zbývající dráty provázkem a protáhněte je otvorem v závěsu.
3. Umístěte vstupní zásuvky do přední části krytu portu a na místo vložte horké lepidlo. Zatlačte do základny reproduktoru a napněte vodiče.

Krok 5: Montáž (dokončení reproduktoru)

1. Protáhněte vodiče kolíkem a zacvakněte do otvoru v závěsu na boku základny reproduktoru. Protáhněte vodiče bočním krytem reproduktoru.
2. Tato další část je trochu znepokojivá, ale vydržte s ní. Zatlačte kryt do čepu. Nakloňte jej tak, aby pouzdro trochu lépe zapadlo do základny. Možná budete muset základnu trochu ohnout, aby se reproduktor vešel.
3. Sestavte knoflík pro upnutí skříně reproduktoru na místo. Zatlačte šestihranný šroub do potisku knoflíku. To je volitelné, ale díky tomu knoflík vypadá mnohem lépe. Do zbývajícího prostoru knoflíku vložte horké lepidlo a umístěte kryt knoflíku, který vše skryje.
4. Zapojte vše, jak je uvedeno výše. 12v kabely do vstupu pro desku zesilovače. Pro zvuk; žlutý doleva, modrý na zem a zelený na pravý zvukový vstup.
5. Umístěte magnety na spodní skříň a přichyťte pouzdra reproduktorů k sobě!

Krok 6: Montáž (laser)

1. Než něco dáte dohromady, připájejte delší dráty na laserovou diodu. Protáhněte vodiče z 3D vytištěné laserové hlavy k paži a dolů. Poté, co protáhnete dráty, zacvakněte díly k sobě.
2. Připájejte vodiče na li-ion nabíječku. Rozhodl jsem se je pájet na vstupní polovinu nabíjecího modulu a ne na výstup. Důvodem je pulzní proud modulu pro jeho výstup. To způsobí, že laser při směřování na zeď vytvoří tečkované čáry. Doporučuji lidem, aby to každopádně zkusili, protože je docela zábavné vizuálně vidět, jak je z nabíječky vydávána energie.
3. Nakonec jsem nalepil modul nabíječky na stranu stojanu. Připojte micro USB kabel k nabíječce a USB portu.
4. Vyhodit do vzduchu balón, aby se předem natáhl. Odřízněte část krku, aby bylo snazší obepnout reproduktor. Pomocí nějaké oboustranné pásky přilepte zrcátko k balónu. Po zapnutí by to mělo vypadat jako výše.

Krok 7: Výsledky: Laserové tvary

Jak jste mohli vidět ve videu výše, vyzkoušel jsem spoustu čistých tónů, abych vytvořil různé druhy tvarů. Udělal jsem spoustu experimentů a zjistil jsem spoustu skvělých věcí o vlnách a matematických vlastnostech.

Použitím aplikace generátoru frekvencí v mém telefonu jsem začal s obecným pohybem frekvencí od nízkých po vysoké, dokud jsem neviděl žádné rozpoznatelné tvary. Výřez byl kolem 800 Hz (samozřejmě to závisí na objemu a na tom, jak je balón natažený). Potom jsem zkusil hrát dva čisté tóny dohromady; 381 Hz a 326 Hz pro první. Chcete -li to provést, vygenerujte z tohoto webu čistý zvuk (přibližně 10 sekund). Přetáhněte zvukové soubory do softwaru pro zpracování zvuku (doporučuji Audacity) a hrajte společně.

Zkusil jsem ještě dvě různé kombinace a pak jsem si něčeho všiml. Když byly přehrávané tóny násobky 10, byly statické. Tím myslím, že laser cestoval stále stejnou cestou znovu a znovu a vytvářel statický obraz. Tehdy jsem zkusil kombinaci 101 + 200 + 300 Hz, přičemž 101 Hz způsobovalo rušení. Hádal jsem, že 101 Hz vytvoří pohyblivý obrazec ve srovnání s kombinací 100 + 200 + 300 Hz (která byla stále). Měl jsem pravdu! Byl to zdaleka můj oblíbený vzor.

To mě přimělo vyzkoušet nejjednodušší kombinace, které byly rušeny pouze 1 Hz. Tři zvuky s frekvencí 1 Hz vytvořily oscilační pohyb jednoho tvaru, který se pohyboval tam a zpět.

Poslední byla klavírní hudba, kterou jsem našel online. Říkal jsem si, že by bylo zábavné to zkusit s běžnou hudbou. Vyzkoušel jsem jazz, housle, pop, dubstep a další druhy hudby. Zdaleka „nejčistší“vzory vytvořil klavír. To je pravděpodobně způsobeno tím, že každá klávesa má při hraní relativně čistý tón. Klavírní hudba občas vytvářela vzory, které mi připadaly podobné Lissajousově křivce. Je opravdu příjemné najít v mých projektech taková matematická spojení, protože najít tato spojení mimo třídy je docela obtížné.

Krok 8: Závěr

Doposud jsem nikdy nebyl zvukovým člověkem, ale mám nově nabyté uznání za vše, co se týká fungování reproduktorů. Všechno to začalo projektem v mé třídě strojového učení, kde jsem se rozhodl vytvořit reproduktor od nuly a vyzkoušet zvukovou analýzu. Byl to fungující reproduktor, který nevypadal nijak zvlášť jasně. Použil jsem zesílený zesilovač LM386 a náhradní díly. Ačkoli nepoužívám svůj vlastní zesilovač, budu jej používat pro projekt zahrnující výrobu rádia pro další kurz na vysoké škole.

Jsem si jistý, že na obzoru je více zvukových projektů a vidím, že jsem teď závislý. Bylo by skvělé, aby byl přenosný, připojený přes bluetooth a přidal druhý reproduktor pro stereo verzi. Ale abych to všechno zvládl, potřebuji finance a čas. I když mi zimní přestávka poskytne čas na práci na projektech, budu potřebovat podporu komunity, aby moje projekty mohly pokračovat. Pokud si myslíte, že to, co dělám, je informativní, inspirativní nebo prostě skvělé, podpořte mě pomocí mého odkazu na amazonský partnerský odkaz. Nakupujte jako obvykle, ale každá položka, kterou si koupíte, se mi vrátí bez dalších nákladů.

Druhé místo v soutěži Optics