Bluetooth-luidspreker met musiekreaktiewe LED-matriks: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hierdie projek word ingeskryf vir die Wireless Contest en die LED Contest - as u daarvan hou, sal ek u stem baie waardeer. Dankie!

Ek het 'n DIY Bluetooth -luidspreker ontwerp en gebou met 'n geïntegreerde LED -matriks. Die LED -matriks bevat 'n aantal verskillende visualiseringsmodusse, insluitend 'n kaggelmodus, 'n abstrakte modus vir bewegende kunste en verskeie wat reageer op die musiek via 'n mikrofoon in die luidsprekerkas. Ek het nog nie 'n ander produk wat vir die huis ontwerp is, gesien wat op hierdie manier met sig en klank verbind word nie.

Die idee vir hierdie projek het op 'n ietwat onortodokse manier ontstaan. Ek wou iets bou vir verskeie vriende wat pasgeborenes verwag. Ek wou 'n geskenk hê wat hul kinders sou help om neurologies te ontwikkel, en 'n geskenk wat hulle nie sou ontgroei nie. Nadat ek 'n aantal LED-projekte gedoen het en 'n bietjie houtwerkervaring gehad het, het ek die idee gekry om 'n oudio-reaktiewe LED-matriks in 'n Bluetooth-luidspreker te integreer.

Die luidsprekerkas het 'n redelike hoeveelheid houtwerk behels. Die buitekant van die boks is gemaak van growwe krullerige esdoornhout, wat ek tot 3/4 gemaal het. Die voor- en agterpanele is van MDF. Die afwerking van die krullerige esdoorn is geïnspireer deur elektriese kitaarafwerkings, soos dié wat op sommige gesien word van my gunsteling Paul Reed Smith kitare.

Ek gebruik intern 'n 2x15w Dayton Audio bluetooth -versterkerbord vir die klank en 'n Arduino Mega om 16x16 LED -matriks (WS2812 LED's) te beheer. 'N Klein elektretmikrofoon aan die binnekant van die luidsprekerboks bespeur die musiek wat speel, en gee 'n sein wat die Arduino kan gebruik om reaktiewe skerms op die LED's te skep.

Die ontwerp maak ook voorsiening vir meganiese verstelling om die voorkoms van die LED -matriks heeltemal te verander; van gepixel tot abstrak. Ek is veral trots op hierdie funksie, aangesien ek dit nog nêrens anders gesien het nie, en die effek is baie cool (dit word teen die einde van die video getoon). Die LED-matriks is gemonteer op 'n plafon agter die wit semi-deursigtige akrielverspreider, en deur 'n duimskroef aan die agterkant van die luidspreker te draai, kan u die LED-plafon na of weg van die diffuser beweeg. Met die duimskroef kan u dus van 'n pixelvertoning (waar individuele LED's sigbaar is) na 'n abstrakte vertoning gaan, waar die LED's saamsmelt om bewegende kuns te vorm, met 'n byna 3D-agtige effek.

Stap 1: Versamel die voorraad

Hout:

U kan die luidsprekerkas maak van enige houtsoort wat u wil. Ek het 3/4 "soliede esdoorn vir die omtrek van die luidsprekerkas gebruik, ½" MDF vir die voorpaneel, ¼ "MDF vir die agterpaneel (maar ek sal ½" in plaas daarvan aanbeveel) en ½ "laaghout vir die binnekant van die luidspreker.

Verspreider:

Halfdeursigtige wit akrielblad:

Elektronika:

Arduino Mega (of kloon):

16x16 LED Matrix:

19.7V of 24V kragtoevoer (ten minste 60w):

3”volledige reeks luidsprekers:

Dayton Audio 2x15w Bluetooth versterkerbord:

Toebehore van Dayton Audio met ingangsklank:

Beugel vir Dayton Audio -bord:

1000 mF kapasitor:

330 ohm weerstand

Auto-gain Electret-mikrofoon:

24V 16mm aan/uit -LED -drukknop:

5V 16mm aan/uit -LED -drukknop:

5V 16mm kortstondige LED -drukknop:

Vroulike Power Jack:

Graafverbindings:

Hefboom-moerdraadverbindings:

Step-down converter:

Alternatiewe kragopsie:

5V kragtoevoer (ten minste 70w):

Step-up converter (verhoog tot 19,7V vir luidsprekerkring):

LED Baffle en hardeware

5”1/4-20 bout

T-moer (1/4-20 skroefdraad)

Knurl moer duimskroef (1/4-20 skroefdraad):

Messingskroewe:

T ools/Ander goed

Forstner Bits:

Stap 2: Sny die hout

Hier is die snitlys vir 'n luidspreker van 22 "B x 9" H x 6 "D. U kan sny uit die hout van u keuse, hardehout, MDF of laaghout. (MDF is beter as laaghout om die trillings van luidsprekers te hanteer, soos ek dit verstaan.)

Panele bo/onder paneel luidsprekerkas: (2) ¾”x22” x6”(verstekpunte)

Sypanele luidsprekerkas: (2) ¾”x9” x6”(verstekpunte, trek 1,5” af as u boude doen)

Voorplaat: ½ "x20.5" x7.5"

Agterplaat: ½ "x20.5" x7.5"

LED Baffle: ½ "x7.5" Hx 8.5W"

Speakerbehuise: (2) ½ "x7.5" x4.25 ", (2) ½" x7.5 "x5.5"

Gebruik 'n sirkelsaag, tafelsaag en/of versteksaag om die lys hierbo te sny.

Stap 3: Maak uitknipsels in die boonste paneel vir die knoppie -kontroles

Voordat ons die boks vasgom, moet ons snitte in die boonste paneel maak vir die drie drukknoppies van 16 mm (~ 5/8”). Die 24V -aan/uit -knoppie sal alles aan- en uitskakel, die 5V -aan/uit -knoppie sal die 5V -stroombaan (met die LED -matriks en Arduino) afsonderlik van die Bluetooth -luidspreker aan en af skakel, en die 5V -knoppie sal van modus verander op die LED -matriks.

Die drade op hierdie 16 mm -knoppies is nie lank genoeg om deur die hout te strek nie, dus moet ons groter uitsparings aan die binnekant van die boonste paneel boor om die moer aan die drade op elke knoppie vas te skroef en vas te maak. Merk die middelpunte vir die luidspreker aan die onderkant van die boonste paneel, met een presies in die middel, en die ander twee teenoor die middel met 1,75 "aan weerskante. Gebruik dan 'n 1-3/8 "Forstner-bietjie aan die binnekant van die boonste paneel om 'n gat tot binne 1/4" van die bokant af te boor (stel byvoorbeeld 'n stop van 1/2 "diep op u boorpers in). Gebruik die middelste punt links van die Forstner -boor as 'n gids om deur die middelpunt te boor met 'n klein (bv. 1/8 ") boorpunt, waarmee u dinge in lyn kan bring as u van die teenoorgestelde kant boor. Draai dit om en gebruik 'n 5/8 "Forstner -boor om elke gat van bo af deur te boor, sodat u 'n gat het wat perfek pas by die 16 mm -knoppies. Hierdie proses word hier gewys:

Stap 4: Sny en verf die voorste luidsprekerpaneel

Eerstens wil u 'n potlood gebruik om die middelpunt van elke spreker te merk. Ek het my middelpunte op 3,5 "van die naaste syrand gemerk en vertikaal gesentreer (3,75" van bo/onderkant), sodat die luidsprekers 2 "van die rand van die luidsprekerpaneel ingebou sou word. Gebruik dan u potlood om 'n vierkant van 6,75 x 6,75 duim te teken wat vertikaal en horisontaal op die voorpaneel gesentreer is. Hierdie vierkant is die uitsny van die LED -matriks.

Gebruik dan 'n 3 gatsaag om die gate vir die luidsprekers uit te sny, gesentreer op die punte wat u gemerk het. 'N Boorpers word aanbeveel, maar as u versigtig is, kan u met die hand boor.

Gebruik dan 'n skuins freesbit om die binnekant van elke luidsprekeruitsparing en die LED -matriksuitsparing 'n afgeronde rand te gee.

Laastens wil u die MDC -voorpaneel verf. Vir die MDF voor en agter gebruik ek wit spuitverf en bedek dit met 'n paar lae helder lak. Ek het ook 'n weergawe gemaak met 'n swart voorpaneel, waar ek swart spuitverf gebruik het.

Stap 5: Sny en heg die verspreider aan

Sny 'n stuk akriel tot 7 "x 7" met 'n tafelsaag, sirkelsaag of figuursaag. Trek net die rande van die beskermende plastiek aan weerskante van die akriel terug en plaas dit aan die binnekant van u uitsparing in die voorpaneel. Gebruik 'n bietjie supergom om dit aan die voorpaneel vas te plak.

Stap 6: Maak die uitsny in die agterste luidsprekerpaneel

Maak eers ¼”-uitsparings vir die ingangsklem met skroefdraad en DC-aansluiting vir vroulike DC-aansluitings. Soos die drukknoppies, strek die drade nie deur nie. Gebruik dieselfde proses wat hierbo beskryf is vir die knoppies, om groter uitsparings aan die binnekant van die agterpaneel vir hierdie twee skroefdraad -aansluitings te maak. Behalwe dat u hierdie keer 'n ¾ "Forstner -boor vir die uitsparing gebruik en dit binne 1/8" van die buitekant van die agterpaneel boor, en 'n ¼ "Forstner -boor om die buitegat wat goed by hierdie twee pas, te boor drill”Domkragte.

U sny ook die volgende gate in die pakpaneel:

- Paring ¼”-gat vir skroefdraadbout afkomstig van LED -baffle. Hierdie ¼”-gat moet in die middelste paneel in die agterpaneel geboor word.

- (opsioneel) ¾”gat vir waaierinlaat. Boor waar gerieflik. Ek het hierdie gat ongeveer 2 van die boonste rand gesentreer.

- Ontluik gate soos verlang. Ek het twee ¾”gate in die rande van die agterpaneel geboor om ventilasie moontlik te maak (die LED's en die trap-omskakelaar kan redelik warm word).

Stap 7: Voltooi die luidsprekerkas

Voordat u die voorpaneel in die verstekkas plaas, wil u die omhulsel en voorpaneel skuur en afwerk. Die finale keuse is aan jou. Aangesien my bo-, onder- en sypanele soliede esdoorn was, het ek net Waterlox as afwerking gebruik.

Ek het ook nog 'n paar eksemplare van die luidspreker gemaak, waar ek grys anilienverf en Tru-olie gebruik het vir 'n elektriese kitaar-geïnspireerde afwerking. Op een hiervan het ek swart spuitverf vir die voor- en agterpanele gebruik, en op die ander grys een het ek wit spuitverf gebruik.

Stap 8: Monteer die luidsprekerkas

Voordat u die boks vasmaak, moet u seker maak dat u die stap hierbo gedoen het vir die knope. Bevestig ook stutte om die rand, aan die voor- en onderkant, teen die rande van die voor- en agterkant, waarteen die voorpaneel sal lê. Sny 'n paar stukke houtstroke (MDF of laaghout) ongeveer ½ "hoog, en plak twee daarvan vas aan elk van die boonste, onderste en sypanele. Die stroke moet ½ "of ¾" hoog wees. Ek plaas die voorste ondersteuningsstroke op elke paneel ¾”van die rand van die voorkant terug, sodat die ½” voorste luidsprekerpaneel met ¼”ingesteek word wanneer dit teen die stutte rus. Sien die video hier: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Moenie die stutte in die middelste 7 "-paneel van u boonste en onderste panele plaas nie, aangesien dit kan belemmer dat u LED -baffel naby die diffuser beweeg..

Let op: in die video en foto's het ek ook rugsteun gemaak. Vir hierdie instruksies het ek die ontwerp verbeter deur die grootte van die binneste luidsprekeromhulsels te grootte, sodat hulle ook as ondersteuning vir die agterpaneel dien, sodat ondersteuningsstukke nie aan die agterkant nodig is nie.

Nadat ons die stutte vasgemaak het, maak ons die buitenste omhulsel van die luidsprekerkas met bo-, onder- en sypanele. Dit is slegs 'n basiese verstekgewrigkas met vier kante. Gebruik houtlym en klampe om bymekaar te sit. Ek beveel ook aan dat u 'n paar kleefplastiek op u voor- en sygedeelte plak (sodat dit nie by die houtgom vassit nie) en dit in die boks plaas wanneer dit vasgeklem word en terwyl die gom droog word, om seker te maak dat dit perfek vierkantig is en knus.

Stap 9: Bevestig die binneste luidsprekerbehuise en die voorpaneel aan die omhulsel

Berei luidsprekeromhulsels en voorpaneel voor:

Elke binnenshuise luidsprekeromhulsel is elk gemaak van 'n L-vormige binneste gedeelte wat teen die voor-, sy-, bo- en onderpanele pas om 'n omhulsel te vorm.

Merk eers die plekke vir u luidsprekerskroewe deur die luidspreker self as 'n gids te gebruik. Boor dan gate vooraf

Boor vervolgens ½ "gate vir luidsprekerdrade in die stuk van 4,5" x7,5 "en heg die stuk van 4,5" x7,5 "loodreg op die voorpaneel, met sy binneste rand op 5,5" van die naaste kant van die luidsprekerpaneel. Gebruik gom en spyker van voor om hierdie stukke vas te maak (u gaan later terug en gebruik houtverf en sand om spykergate te bedek). Let wel: in die video het ek sakgate gebruik, maar ek het probleme daarmee gehad om deur te gaan, so ek beveel dit nie aan nie.

Bevestig die voorpaneel en luidsprekeromhulsels:

Bevestig dan die luidsprekers met skroewe aan die gate wat u vooraf geboor het. (Die luidsprekers waarmee ek gekoppel het, het pakkies ingebou, sodat hulle verseël is. Plaas nou hierdie struktuur met die voorpaneel, loodregte kant van die luidsprekeromhulsel, en luidsprekers in die luidsprekerkas. Ryg luidsprekerdrade deur die gat. Tans, Gebruik 'n bietjie kalf om die binnekant van die luidsprekeromhulsels teen die agterkant van die voorpaneel te verseël. (Opsioneel: voeg nou 'n bietjie polyfill by die luidsprekeromhulsels.)

Boor vervolgens sakgate in die syrande van die agterkant van die luidsprekeromhulsels (1/2 "x6" x7.5 "). Maak nou die agterkant van die luidsprekeromhulsels vas met die gom en sakgatskroewe, en gom en skroef die kolfverbinding tussen die agterkant van die omhulsel en die loodregte binnekant van die omhulsel vas om die omhulsels af te handel.

Stap 10: Maak die beweegbare LED -baffel

Hiervoor gebruik ons die stuk van ½ "x7.5" H by 8.5 "W wat ons vroeër gesny het.

1. Boor 'n ½ "resessie ongeveer ¼" diep in die dooie middelpunt van die voorkant van u LED Baffle (dit laat toe dat u boutkop spoel)

2. Boor 'n gat vir die ¼”T-Nut dode sentrum agter

3. Hamer die T-moer van agter af in

4. Skroef 5”¼-20 heksbout van voor af vas (gebruik supergom op die T-moer as u probleme ondervind met loskom)

5. Boor groot gate in u baffle wat ooreenstem met die drade agter in die LED -matriks (u sal waarskynlik die kondensator tussen die + en - op u LED -matriks wil soldeer voordat u dit doen)

6. Trek LED -matriksdrade deur gate en plak 'n LED -matriks aan die voorkant van die baffel vas (opsioneel: vir veiligheid / hitte -verspreiding, plak aluminiumplaat aan die voorkant van die baffle vas en plak die LED -matriks aan die aluminium)

Stap 11: Elektronika en kode

Hier is die Github-skakel na die kode (aan die gang, maar werk):

Laai eers Arduino af en installeer dit as u dit nog nie gedoen het nie.

Tweedens moet u die FastLED -biblioteek by Arduino voeg. (Soek net 'FastLED' op die Arduino -biblioteke -oortjie.)

Laai derdens die Arduino -kode (hierbo genoem) na u Arduino Mega (ek het 'n Mega gebruik vanweë die geheue en die grootte van die kode; dit is baie oordrewe vanuit I/O -perspektief). Die kode veronderstel dat: (a) die LED's aan pen 2 gekoppel is, (b) die kort drukknop is bedraad na pen 5, (c) die mikrofoon -ingang is bedraad na pen A0, en (d) die 3.3V -pen is bedraad na die AREF -pen op die Arduino (en na Vcc op die elektretmikrofoon).

Wat die elektronika betref, volg die eenvoudige instruksies wat by die Dayton Audio -bord gelee is om dit aan te sluit. Dit is eenvoudig; nogal plug n 'play.

U neem die 19.7V of 24 V + en grondingang van die vroulike kragaansluiting, en verdeel dit met 'n 3-weg of 5-weg vlakmoeraansluiting. Draai die 24V -aan/uit -skakelaar tussen die kragaansluiting en hierdie split, sodat dit as 'n aflos -aan/uit -skakelaar funksioneer. Vanaf die verdeling, voer die 19.7V direk na die Dayton -klankbord en die afwaartse omskakelaar (maak seker dat u die trappie verstel deur die skroef te draai, en gebruik 'n multimeter om te kontroleer of dit 5V lewer).

Draai dan die aan/uit-knoppie van 5V tussen die uitset van die afskakeling en die res van die 5V-komponente (Arduino, LED's, kort drukknop en waaier), sodat dit as relais dien om die 5V aan/uit te skakel stroombaan afsonderlik van die Bluetooth -luidspreker. Volg dan die Fritzing -diagram om die Arduino, LED's, 5V kort drukknop en waaier op te dra.

Die Dayton -klankbeugel word gebruik om die Bluetooth -bord te monteer. Dit is relatief goedkoop en maak dit maklik. Om die Arduino Mega, 5V step down converter en 5V waaier aan die agterpaneel te monteer, het ek net plastiese skroewe en supergom gebruik

Ek sal nie in detail gaan oor die plasing van dele in die luidspreker nie, want ek dink nie ek het dit baie goed gedoen nie. Ek kan u egter 'n paar riglyne gee om die uitleg uit te vind. Skroef eers al die 16 mm -knoppies in die gate in die boonste paneel. Gebruik dan JST-verbindings en vlakmoeraansluiters om al die elektroniese komponente aan te sluit, sodat u kan agterkom hoe u dit in die luidspreker kan plaas. Speel dan met uitlegte om een te vind wat werk. As u die plek van die komponente uitvind, moet u die LED -skerm in die omhulsel plaas, sodat u kan bevestig dat die komponente duidelik is van die skroefdraadbout wat van die skyf tot by die agterpaneel van die luidspreker strek, en seker maak dat die baffle het ruimte om vorentoe en agtertoe te beweeg (van spoel met die diffuser tot ½ of so weg van die diffuser).

Ontkoppel die komponente via JST- en vlakmoerverbindings, sodat u alles permanent kan heg. Gebruik supergom om die Arduino Mega, 5V step down converter en 5V fan aan te heg op die plekke wat u pas agtergekom het. Koppel alles weer aan en toets of al die elektronika behoorlik werk.

WENK As klankreaktiwiteit nie reg lyk nie: die sensitiwiteit van die mikrofoon kan baie wissel. As die reaksie nie reg lyk nie, gebruik die seriële monitor om die mikrofoonwaardes voor te lees, bepaal die omvang wanneer u 'n liedjie speel van die klankbron wat u van plan is om te gebruik, en pas die parameters MIC_HIGH en MIC_LOW in die kode aan. Deur daarmee te speel, sal die manier waarop die kode op klank reageer, dramaties verander.

Stap 12: Heg die agterpaneel aan en begin dit

Plaas die agterpaneel in die luidsprekerkas en maak seker dat die hole”middelste gat in die agterpaneel met die ¼-20-bout in lyn is, sodat die skroefdraad deur die gat strek. Skroef nou die moer op die bout vas, sodat u die afstand tussen die LED -baffle en diffuser kan aanpas deur die moer (wat in wese dien as 'n duimskroef) te draai. Boor gate voor vir die koperskroewe in die hoeke van die agterpaneel en bevestig die agterpaneel deur die koperskroewe vas te skroef.

Koppel dit aan, koppel u telefoon aan die Bluetooth en geniet dit!

Eerste prys in die LED -kompetisie 2017

Tweede prys in die draadlose kompetisie