Bluetooth reproduktor s LED maticí reagující na hudbu: 12 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Tento projekt je přihlášen do soutěže Wireless Contest a LED Contest - pokud se vám líbí, velmi bych ocenil váš hlas. Dík!

Navrhl jsem a postavil DIY Bluetooth reproduktor s integrovanou LED maticí. LED matice obsahuje řadu různých režimů vizualizace, včetně režimu krbu, abstraktního režimu „pohyblivého umění“a několika, které reagují na hudbu prostřednictvím mikrofonu uvnitř reproduktorové skříně. Neviděl jsem žádný jiný produkt určený pro domácnost, který si tímto způsobem spojuje zrak a zvuk.

Nápad na tento projekt vznikl poněkud neortodoxním způsobem. Chtěl jsem postavit něco pro několik přátel očekávajících novorozence. Chtěl jsem dárek, který pomůže jejich dětem neurologicky se rozvíjet, a dárek, který by nevyrostl. Poté, co jsem udělal řadu LED projektů a měl nějaké zkušenosti se zpracováním dřeva, jsem přišel s nápadem integrovat audio-reaktivní LED matici do reproduktoru Bluetooth.

Reproduktorová skříň zahrnovala značné množství zpracování dřeva. Vnější část krabice je vyrobena z hrubého kudrnatého javorového řeziva, které jsem vyfrézoval na 3/4 . Přední a zadní panely jsou vyrobeny z MDF. Povrchová úprava kudrnatého javoru byla inspirována povrchovou úpravou elektrickou kytarou, jako na některých mých oblíbených kytar Paul Reed Smith.

Interně pro zvuk používám desku bluetooth zesilovače 2x15w Dayton Audio a Arduino Mega k ovládání matice LED 16x16 (LED WS2812). Malý elektretový mikrofon uvnitř reproduktorové skříně detekuje přehrávanou hudbu a poskytuje signál, který může Arduino použít k vytvoření reaktivního zobrazení na LED diodách.

Konstrukce také umožňuje mechanické přizpůsobení zcela změnit vzhled matice LED; od pixelovaných po abstraktní. Na tuto funkci jsem obzvlášť hrdý, protože jsem ji nikde jinde neviděl a efekt je velmi skvělý (ukazuje se na konci videa). LED matice je připevněna k ozvučnici za bílým poloprůhledným akrylovým difuzorem a otočením šroubku s palcem na zadní straně reproduktoru můžete ozvučnici LED posunout směrem k difuzéru nebo od něj. Šroub s palcem vám tedy umožňuje přejít od pixelového displeje (kde jsou vidět jednotlivé LED diody) k abstraktnímu zobrazení, kde se diody LED rozmazávají a vytvářejí pohyblivé umění s téměř 3D efektem.

Krok 1: Shromážděte zásoby

Dřevo:

Reproduktorovou skříň můžete vyrobit z jakéhokoli druhu dřeva, které se vám líbí. Na obvod reproduktorové skříně jsem použil 3/4”masivní javor, na přední panel ½” MDF, na zadní panel ¼”MDF (místo toho bych ale doporučil ½”) a do vnitřních reproduktorových skříněk šrot ½”..

Difuzor:

Poloprůhledný bílý akrylový list:

Elektronika:

Arduino Mega (nebo klon):

Matice LED 16x16:

Napájení 19,7 V nebo 24 V (minimálně 60 W):

3”reproduktory s plným rozsahem:

Deska zesilovače Dayton Audio 2x15w Bluetooth:

Balíček příslušenství Dayton Audio se vstupním audio konektorem:

Konzola pro zvukovou desku Dayton:

Kondenzátor 1000 mF:

Rezistor 330 ohmů

Elektretový mikrofon s automatickým ziskem:

Tlačítko 24V 16 mm západka zapnutí/vypnutí LED:

Tlačítko 5V 16 mm Zapínání/vypínání LED:

Momentové tlačítko 5V 16 mm LED:

Female Power Jack:

Rýčové konektory:

Pákové konektory:

Krok za krokem převodník:

Možnost alternativního napájení:

Napájení 5V (minimálně 70w):

Zesílený převodník (zvýšení na 19,7 V pro obvod reproduktorů):

LED ozvučnice a hardware

5”1/4-20 šroub

Matice T (závit 1/4-20)

Šroub s rýhovanou maticí (závit 1/4-20):

Mosazné šrouby:

Nástroje/Ostatní věci

Forstner Bits:

Krok 2: Ořízněte dřevo

Zde je seznam přířezů pro reproduktor o rozměrech 22”Š × 9” V x 6”D. Můžete řezat ze dřeva, které si vyberete, z tvrdého dřeva, MDF nebo překližky. (MDF je lepší než překližka, aby zvládl vibrace reproduktorů, jak tomu rozumím.)

Horní/spodní panel Reproduktorový box: (2) ¾”x22” x6”(zkosené konce)

Reproduktor bočních panelů: (2) ¾”x9” x6”(zkosené konce, odečtěte 1,5”, pokud děláte tupé klouby)

Přední deska: ½”x20,5” x7,5”

Zadní deska: ½”x20,5” x7,5”

LED ozvučnice: ½”x7,5” Hx 8,5W”

Skříně reproduktorů: (2) ½”x7,5” x4,25”, (2) ½” x7,5”x5,5”

Výřez výše uvedeného seznamu dílů proveďte pomocí okružní pily, stolní pily a/nebo pokosové pily.

Krok 3: Proveďte výřezy v horním panelu pro ovládací prvky tlačítka

Než nalepíme krabici, musíme v horním panelu udělat výřezy pro tři 16 mm (~ 5/8”) tlačítka. Tlačítko zapnutí/vypnutí 24V západky vše zapne a vypne, tlačítko zapnutí/vypnutí 5V západky zapne a vypne obvod 5V (s LED maticí a Arduino) odděleně od reproduktoru Bluetooth a 5V momentální tlačítko změní režimy na LED matici.

Vlákna na těchto 16mm knoflících nejsou dostatečně dlouhá, aby protáhla dřevo, takže budeme muset vyvrtat větší vybrání na vnitřní straně horního panelu, abychom našroubovali matici na závity na každém tlačítku a připevnili je. Vyznačte středové body reproduktoru na spodní straně horního panelu, přičemž jeden je přesně vystředěn a další dva jsou odsazeny od středu o 1,75”na obou stranách. Poté pomocí 1–3/8”forstnerového bitu na vnitřní straně horního panelu vyvrtejte otvor s přesností 1/4” shora (např. Na vrtacím lisu nastavte zarážku na hloubku 1/2”). Použijte středovou tečku vlevo od Forstnerova bitu jako vodítko k provrtání středového bodu malým (např. 1/8”) vrtákem, který vám umožní zarovnat věci při vrtání z opačné strany. Nyní to otočte a použijte 5/8”Forstnerův bit k provrtání každého otvoru shora, takže máte otvor, který dokonale pasuje na 16mm knoflíky. Tento proces je uveden zde:

Krok 4: Vystřihněte a namalujte přední panel reproduktorů

Nejprve budete chtít pomocí tužky označit středový bod každého reproduktoru. Vyznačil jsem své středové body na 3,5 palce od nejbližšího bočního okraje a vycentroval svisle (3,75 palce od horního/dolního okraje), takže reproduktory budou vloženy o 2 palce od okraje panelu reproduktorů. Poté tužkou nakreslete čtverec 6,75”x 6,75”, který je na přední panel vycentrován svisle a vodorovně. Tento čtverec je výřezem pro matici LED.

Dále pomocí 3 “pily na otvory vyřízněte otvory pro reproduktory se středem v bodech, které jste označili. Doporučuje se vrtačka, ale pokud budete opatrní, pravděpodobně byste se mohli dostat ručním vrtáním.

Poté použijte šikmý routerový bit, aby vnitřek každého reproduktorového výřezu a výřezu LED matice měl zkosenou hranu.

Nakonec budete chtít namalovat přední panel MDC. Na přední a zadní stranu MDF jsem použil bílou barvu ve spreji a doplnil ji několika vrstvami čirého laku. Vyrobil jsem také jednu verzi s černým předním panelem, kde jsem použil černou barvu ve spreji.

Krok 5: Vyřízněte a připevněte difuzor

Odřízněte kousek svého akrylu na 7 x 7 palců stolní pilou, kotoučovou pilou nebo skládačkou. Odloupněte pouze okraje ochranného plastu na obou stranách akrylu a umístěte jej na vnitřní stranu výřezu na předním panelu. Pomocí super lepidla jej přilepte na přední panel.

Krok 6: Proveďte výřezy na panelu zadního reproduktoru

Nejprve proveďte ¼”výřezy pro závitový line-in jack a závitový female DC power jack. Stejně jako tlačítka, vlákna neprocházejí. Stejným postupem, který je popsán výše, u tlačítek vytvořte větší vybrání na vnitřní straně zadního panelu pro tyto dva závitové zvedáky. Až na to, že tentokrát použijete ¾”Forstnerův bit pro vybrání a vyvrtáte jej do 1/8” vnějšku zadního panelu a pomocí ¼”Forstnerova vrtáku vyvrtáte vnější otvor, který bude těsně přiléhat k těmto dvěma ¼”Zvedáky.

Do panelu balení vyříznete také následující otvory:

- Spojovací ¼”otvor pro závitový šroub vycházející z LED ozvučnice. Tento ¼”otvor by měl být vyvrtán v úvrati v zadním panelu.

- (volitelně) ¾”otvor pro sání ventilátoru. Vrtejte, kde je to vhodné. Tuto díru jsem vycentroval asi 2”od horního okraje.

- Větrací otvory podle potřeby. Vyvrtal jsem dva ¾”otvory směrem k bočním okrajům zadního panelu, aby bylo umožněno větrání (diody LED a převodník snižování výkonu se mohou pěkně zahřát).

Krok 7: Dokončete skořepinu reproduktorové skříně

Před vložením předního panelu do pokosového boxu budete chtít obrousit a dokončit plášť a přední panel. Výběr provedení je na vás. Protože můj horní, spodní a boční panel byl z masivního javoru, použil jsem jako povrchovou úpravu Waterlox.

Vytvořil jsem také několik dalších kopií reproduktoru, kde jsem použil šedé anilinové barvivo a Tru-oil pro povrchovou úpravu inspirovanou elektrickou kytarou. Na jeden z nich jsem použil černou barvu ve spreji na přední a zadní panel a na druhý šedý jsem použil bílý sprej.

Krok 8: Sestavte reproduktorovou skříňku

Před lepením krabice se ujistěte, že jste provedli výše uvedený krok pro výřezy tlačítek. Před lepením také připevněte podpěry kolem a přesuňte je od okrajů horního, dolního a bočních panelů, o které bude přední panel opírat. Odřízněte několik dřevěných šrotu (MDF nebo překližky) asi o ½ palce a dva z nich přilepte a přilepte na horní, spodní a boční panely. Pásy by měly být ½”nebo ¾” vysoké. Nastavil jsem přední podpůrné pásy na každém panelu zpět o ¾”od okraje přední strany, takže panel ½” předního reproduktoru by byl vložen o ¼”při opření o podpěry. Podívejte se na video zde: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Dávejte pozor, abyste podpěry neumisťovali do středu 7 “rozpětí horního a spodního panelu, protože by to rušilo pohyb ozvučnice LED v blízkosti difuzoru.

Všimněte si, že ve videu a obrázcích jsem také vytvořil podporu pro záda. Pro tento instruktáž jsem vylepšil design tím, že jsem změnil rozměry vnitřních reproduktorových skříní, aby také sloužily jako podpora pro zadní panel, takže zadní části nejsou potřeba.

Po připevnění podpěr vyrobíme vnější plášť reproduktorové skříně s horním, spodním a bočním panelem. Toto je pouze základní pokosový spojovací box se čtyřmi stranami. K montáži použijte lepidlo na dřevo a svorky. Doporučuji také nalepit malířskou pásku na přední a boční části (aby se nelepily lepidlem na dřevo) a při upínání a při zaschnutí lepidla je umístit do krabice, abyste se ujistili, že je dokonale čtvercová a přítulné.

Krok 9: Připevněte skříně vnitřních reproduktorů a přední panel k pouzdru

Připravte si skříně reproduktorů a přední panel:

Každý kryt vnitřního reproduktoru je vyroben z vnitřní části ve tvaru písmene L, která se hodí k přednímu, bočnímu, hornímu a spodnímu panelu a vytváří ozvučnici.

Nejprve označte místa pro šrouby reproduktorů pomocí vodítka samotného. Poté předvrtejte otvory

Dále vyvrtejte ½”otvory pro vodiče reproduktorů v kusu 4,5” x7,5”a připevněte kus 4,5” x7,5”kolmo k přednímu panelu tak, aby jeho vnitřní hrana byla 5,5” od nejbližší strany panelu reproduktoru. K připevnění těchto kousků použijte lepidlo a hřebík zepředu (později se vrátíte a použijte dřevěný tmel a písek k zakrytí otvorů pro nehty). Poznámka: ve videu jsem použil kapesní otvory, ale měl problémy s jejich provrtáním, takže tento způsob nedoporučuji.

Připevněte přední panel a skříně reproduktorů:

Poté připevněte reproduktory pomocí šroubů k předem vyvrtaným otvorům. (Reproduktory, ke kterým jsem připojil, mají zabudovaná těsnění, takže jsou utěsněna. Nyní vložte tuto konstrukci s předním panelem, kolmou stranou skříně reproduktorů a reproduktory do skříňky reproduktorů. Protáhněte kabely reproduktoru otvorem. V tuto chvíli použijte nějaké těsnění k utěsnění vnitřních okrajů skříní reproduktorů proti zadní části předního panelu. (Volitelné: přidejte nyní polyfill do skříní reproduktorů.)

Dále vyvrtejte kapesní otvory do bočních okrajů zadních stran skříní reproduktorů (1/2”x6” x7,5”) Nyní připevněte zadní strany skříní reproduktorů k bočním panelům pomocí lepidla a šroubů s otvory v kapse a lepením a zašroubováním tupého spoje mezi zadní stranou skříně a kolmou vnitřní stranou skříně dokončete skříně.

Krok 10: Vytvořte pohyblivou LED ozvučnici

K tomu použijeme kus ½”x7,5” H o 8,5”W, který jsme ořízli dříve.

1. Vyvrtejte ½”recesi asi o ¼” hluboko v úvrati přední části vaší LED ozvučnice (to umožní, aby byla hlava vašeho šroubu zapuštěna v jedné rovině)

2. Vyvrtejte otvor pro úvrati ¼”T-matice vzadu (tak, aby zasahoval zezadu do vybrání, které jste právě vyvrtali vpředu)

3. Zezadu zatlučte T-matici

4. Zepředu zašroubujte 5”šestihranný šroub ¼-20 (pokud máte problémy s uvolňováním, použijte na matici T superlepidlo)

5. Do ozvučnice vyvrtejte velké otvory, které budou zarovnány s umístěním vodičů v zadní části matice LED (pravděpodobně budete chtít před provedením pájet kondenzátor mezi + a - na matici LED)

6. Protáhněte dráty matice LED otvory a superlepte matici LED na přední část ozvučnice (volitelně: pro rozptyl bezpečnosti / tepla nalepte hliníkový plech na přední část ozvučnice a poté přilepte matici LED na hliník)

Krok 11: Elektronika a kód

Zde je odkaz Githubu na kód (probíhá, ale funguje):

Nejprve si stáhněte a nainstalujte Arduino, pokud jste to ještě neudělali.

Za druhé, budete muset do Arduina přidat knihovnu FastLED. (Stačí vyhledat „FastLED“na kartě knihoven Arduina.)

Za třetí, nahrajte kód Arduino (odkaz na výše) do vašeho Arduino Mega (používal jsem Mega kvůli jeho paměti a velikosti kódu; z pohledu I/O je to přehnané). Kód předpokládá: připojeno k pinu AREF na Arduinu (a k Vcc na elektretovém mikrofonu).

Pokud jde o elektroniku, připojte ji podle jednoduchých pokynů dodaných s deskou Dayton Audio. Je to jednoduché; do značné míry plug n ‘play.

Ze zdířky napájení odeberete vstupy 19,7 V nebo 24 V + a uzemnění a rozdělíte je pomocí 3cestného nebo 5cestného konektoru s maticí. Zapojte 24V blokovací spínač zapnuto/vypnuto mezi napájecí konektor a tento rozbočovač, takže funguje jako spínač zapnutí/vypnutí relé. Z rozdělení spusťte 19,7 V přímo na zvukovou desku Dayton a převodník sestupu (ujistěte se, že jste nastavili krok dolů otočením šroubu a pomocí multimetru ověřte, že je na výstupu 5 V).

Poté zapojte 5V blokovací tlačítko zapnutí/vypnutí mezi výstup krokového a ostatních komponent 5V (Arduino, LED diody, momentální tlačítko a ventilátor), takže slouží jako relé pro zapnutí/vypnutí 5V obvodu odděleně od reproduktoru Bluetooth. Poté postupujte podle Fritzingova diagramu a zapojte Arduino, LED diody, 5V momentální tlačítko a ventilátor.

K upevnění desky Bluetooth bude použit audio držák Dayton. Je to relativně levné a usnadňuje to. K montáži Arduino Mega, 5V krokového převodníku a 5V ventilátoru na zadní panel jsem použil plastové distanční šrouby a super lepidlo

Nebudu se příliš rozepisovat o umístění částí v reproduktoru, protože si nemyslím, že jsem to udělal dobře. Mohu vám však poskytnout několik pokynů, jak zjistit rozložení. Nejprve zašroubujte všechna 16mm tlačítka do otvorů v horním panelu. Poté pomocí konektorů JST a konektorů s maticí propojte všechny elektronické součástky, abyste zjistili, jak je rozmístit uvnitř reproduktoru. Poté si hrajte s rozvrženími a najděte takové, které funguje. Když zjišťujete umístění komponentů, nezapomeňte vložit LED ozvučnici do skříně, abyste mohli potvrdit, že komponenty neobsahují šroub se závitem, který sahá od ozvučnice k zadnímu panelu reproduktoru, a ujistěte se, že přepážka má prostor pro pohyb vpřed a vzad (od zarovnání s difuzorem až po ½”od difuzéru).

Odpojte součásti pomocí konektorů JST a matic, abyste mohli vše trvale připevnit. Pomocí super lepidla připevněte Arduino Mega, 5V krokový převodník a 5V ventilátor na místa, na která jste právě přišli. Nyní vše znovu připojte a vyzkoušejte, zda veškerá elektronika funguje správně.

TIP, ZDA SE REAKTIVITA ZVUKU NEZDÁ SPRÁVNĚ: Citlivost mikrofonu se může velmi lišit. Pokud se odezva nezdá správná, použijte sériový monitor k načtení hodnot mikrofonu, zjistěte rozsah při přehrávání skladby ze zdroje zvuku, který plánujete použít, a upravte v kódu parametry MIC_HIGH a MIC_LOW. Hraní s nimi dramaticky změní způsob, jakým kód reaguje na zvuk.

Krok 12: Připojte zadní panel a spusťte jej

Vložte zadní panel do reproduktorové skříně a ujistěte se, že je středový otvor ¼”v zadním panelu zarovnán se šroubem ¼-20, aby šroub se závitem procházel otvorem. Nyní našroubujte rýhovanou matici na šroub, abyste mohli upravit vzdálenost mezi LED přepážkou a difuzorem otáčením rýhované matice (která v podstatě slouží jako šroub s palcem). Předvrtejte otvory pro mosazné šrouby v rozích zadního panelu a připevněte zadní panel zašroubováním mosazných šroubů.

Připojte jej, připojte telefon k Bluetooth a užívejte si!

První cena v LED Contestu 2017

Druhá cena v bezdrátové soutěži