„Bluetooth“garsiakalbis su muzika reaguojančia LED matrica: 12 žingsnių (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šis projektas yra įtrauktas į belaidį konkursą ir LED konkursą - jei jums tai patinka, būčiau labai dėkingas už jūsų balsą. Dėkoju!

Suprojektavau ir sukūriau „pasidaryk pats“„Bluetooth“garsiakalbį su integruota LED matrica. Šviesos diodų matricoje yra daugybė skirtingų vizualizacijos režimų, įskaitant židinio režimą, abstrakčio „judančio meno“režimą ir keletą, kurie reaguoja į muziką per mikrofoną garsiakalbių dėžutėje. Aš nemačiau jokio kito gaminio, skirto namams, kuris tokiu būdu sujungia regėjimą ir garsą.

Šio projekto idėja kilo kiek netradiciškai. Norėjau kažką pastatyti keliems draugams, besilaukiantiems naujagimių. Norėjau dovanos, kuri padėtų jų vaikams vystytis neurologiškai, ir dovanos, kurios jie neišaugtų. Atlikęs daugybę šviesos diodų projektų ir turėdamas tam tikrą medžio apdirbimo patirtį, sugalvojau į „Bluetooth“garsiakalbį integruoti garsui reaguojančią LED matricą.

Garsiakalbių dėžutėje buvo nemažai medžio apdirbimo. Dėžutės išorė pagaminta iš šiurkščios garbanotos klevo medienos, kurią sumaliau iki 3/4 colio. Priekinė ir galinė plokštės pagamintos iš MDF. Garbanoto klevo apdaila buvo įkvėpta elektrinės gitaros apdailos, kaip ir kai kuriose mano mėgstamiausių Paulo Reedo Smitho gitarų.

Viduje garsui naudoju 2x15w „Dayton Audio“„Bluetooth“stiprintuvo plokštę, o „Arduino Mega“- 16x16 LED matricai (WS2812 LED) valdyti. Garsiakalbių dėžutės viduje esantis mažas elektreto mikrofonas aptinka grojamą muziką ir suteikia signalą, kurį „Arduino“gali naudoti reaktyviam šviesos diodų ekranui sukurti.

Konstrukcija taip pat leidžia atlikti mechaninį reguliavimą, kad visiškai pasikeistų LED matricos išvaizda; nuo pikselių iki abstrakčių. Aš ypatingai didžiuojuosi šia funkcija, nes niekur kitur jos nemačiau, o efektas labai šaunus (rodomas vaizdo įrašo pabaigoje). Šviesos diodų matrica pritvirtinta prie pertvaros už balto pusiau permatomo akrilo difuzoriaus, o sukdami nykščio varžtą garsiakalbio gale galite perkelti šviesos diodų pertvarą difuzoriaus link arba nuo jo. Nykščio varžtas leidžia pereiti nuo pikselių ekrano (kuriame matomi atskiri šviesos diodai) prie abstraktaus ekrano, kuriame šviesos diodai susilieja ir sudaro beveik 3D vaizdą.

1 žingsnis: Surinkite reikmenis

Mediena:

Garsiakalbių dėžutę galite pagaminti iš bet kokios jums patinkančios medienos. Garsiakalbių dėžutės perimetrui naudoju 3/4 colių kietą klevą, ½ colio MDF - priekiniam skydeliui, ¼ colio MDF - galiniam skydeliui (bet rekomenduočiau ½ colio), o vidinei garsiakalbių gaubtui - ½ colio faneros..

Difuzorius:

Pusiau permatomas baltas akrilo lakštas:

Elektronika:

„Arduino Mega“(arba klonas):

16x16 LED matrica:

19,7 V arba 24 V maitinimo šaltinis (mažiausiai 60 W):

3 colių garsiakalbiai:

„Dayton Audio 2x15w“„Bluetooth“stiprintuvo plokštė:

„Dayton Audio“priedų paketas su garso įvesties lizdu:

Deitono garso plokštės laikiklis:

1000 mF kondensatorius:

330 omų rezistorius

Automatinio stiprinimo elektreto mikrofonas:

24V 16 mm fiksavimo įjungimo/išjungimo LED mygtukas:

5V 16 mm fiksavimo įjungimo/išjungimo LED mygtukas:

5V 16 mm momentinis LED mygtukas:

Moteris Power Jack:

Kastuvų jungtys:

Svirtinės veržlės laidų jungtys:

Sumažinimo keitiklis:

Alternatyvus maitinimo variantas:

5 V maitinimo šaltinis (mažiausiai 70 W):

Pakopinis keitiklis (pakelti iki 19,7 V garsiakalbių grandinei):

LED pertvara ir aparatūra

5”1/4-20 varžtas

T veržlė (1/4-20 sriegis)

„Knurl“veržlės nykščio varžtas (1/4-20 sriegis):

Žalvariniai varžtai:

Toli/Kiti dalykai

Forstnerio bitai:

2 žingsnis: nupjaukite medieną

Čia yra 22 colių x 9 colių x 6 colių D. garsiakalbio pjūvių sąrašas. Galite pjauti iš pasirinktos medienos, kietmedžio, MDF arba faneros. (Kaip suprantu, MDF geriau nei fanera sugeria garsiakalbių vibraciją.)

Viršutinė/apatinė plokščių garsiakalbių dėžutė: (2) ¾”x22” x6”(išlenkti galai)

Šoninių plokščių garsiakalbių dėžutė: (2) ¾”x9” x6”(išlenkti galai, atimant 1,5”, jei darote užpakalines jungtis)

Priekinė plokštė: ½ x 20,5 x 7,5 colio

Galinė plokštė: ½ x 20,5 x 7,5 colio

LED pertvara: ½ x 7,5 colio x 8,5 W

Garsiakalbių gaubtai: (2) ½ "x7,5" x4,25 ", (2) ½" x7,5 "x5,5"

Naudodami diskinį pjūklą, stalo pjūklą ir (arba) pjovimo pjūklą supjaustykite aukščiau pateiktą dalių sąrašą.

3 žingsnis: Viršutiniame skydelyje padarykite iškirpimus mygtuko valdikliams

Prieš klijuodami dėžutę, viršutiniame skydelyje turime iškirpti tris 16 mm (~ 5/8”) mygtukus. 24 V fiksavimo įjungimo/išjungimo mygtukas viską įjungs ir išjungs, 5 V fiksavimo įjungimo/išjungimo mygtukas įjungs ir išjungs 5 V grandinę (su LED matrica ir „Arduino“) atskirai nuo „Bluetooth“garsiakalbio, o 5 V momentinis mygtukas pakeis režimus ant LED matricos.

Šių 16 mm mygtukų sriegiai nėra pakankamai ilgi, kad galėtų prasiskverbti per medieną, todėl turėsime išgręžti didesnes įdubas viršutinio skydo vidinėje pusėje, kad prisuktume veržlę prie kiekvieno mygtuko sriegių ir pritvirtintume. Pažymėkite garsiakalbio centrinius taškus viršutinio skydelio apačioje, vienas - tiksliai centre, o kiti du - nuo centro 1,75 colio atstumu iš abiejų pusių. Tada naudokite 1-3/8 colių „Forstner“antgalį viršutinio skydo vidinėje pusėje, kad išgręžtumėte skylę iki 1/4 colio nuo viršaus (pvz., Nustatykite 1/2 colio gylio grąžtą). Naudokite centrinį tašką, paliktą nuo Forstnerio antgalio, kaip vadovą, kad gręžtumėte centrinį tašką su mažu (pvz., 1/8 colio) grąžtu, kuris leis sulyginti daiktus, kai gręžiate iš priešingos pusės. Dabar apverskite jį ir naudokite 5/8 colio „Forstner“antgalį, kad išgręžtumėte kiekvieną skylę iš viršaus, todėl turite skylę, kuri puikiai tinka 16 mm sagoms. Šis procesas parodytas čia:

4 žingsnis: Iškirpkite ir dažykite priekinį garsiakalbių skydelį

Pirmiausia norėsite pažymėti kiekvieno garsiakalbio centrinį tašką pieštuku. Aš pažymėjau savo centrinius taškus 3,5 colio atstumu nuo artimiausio šoninio krašto ir vertikaliai (3,75 colio atstumu nuo viršutinio/apatinio krašto), kad garsiakalbiai būtų 2 colių atstumu nuo garsiakalbio skydelio krašto. Tada pieštuku nubrėžkite 6,75 x 6,75 colio kvadratą, kuris yra vertikaliai ir horizontaliai centruojamas priekiniame skydelyje. Šis kvadratas yra LED matricos išpjova.

Tada naudokite 3 colių skylių pjūklą, kad iškirptumėte skylutes garsiakalbiams, sutelktus į pažymėtus taškus. Rekomenduojama naudoti gręžimo presą, tačiau, jei būsite atsargūs, greičiausiai išvengsite gręžimo rankomis.

Tada naudokite kampinį maršrutizatoriaus antgalį, kad kiekvieno garsiakalbio išjungimo vidus ir šviesos diodų matricos iškirptė būtų iškirpti.

Galiausiai norėsite dažyti MDC priekinį skydelį. MDF priekyje ir gale naudoju baltuosius purškiamus dažus ir užtepiau kelis sluoksnius skaidraus lako. Taip pat padariau vieną versiją su juodu priekiniu skydeliu, kur naudojau juodus purškiamus dažus.

5 žingsnis: Iškirpkite ir pritvirtinkite difuzorių

Stalo pjūklu, diskiniu pjūklu ar dėlionės pjūviu supjaustykite akrilo gabalėlį iki 7 colių x 7 colių. Nuplėškite tik apsauginio plastiko kraštus abiejose akrilo pusėse ir padėkite jį ant išpjovos vidinės pusės priekiniame skydelyje. Naudokite super klijus, kad priklijuotumėte prie priekinio skydelio.

6 veiksmas: padarykite išpjovas galinio garsiakalbio skydelyje

Pirmiausia padarykite ¼ “iškirptes srieginiam įvesties lizdui ir srieginiam moteriškam nuolatinės srovės lizdui. Siūlai, kaip ir mygtukai, neišsiplečia. Naudokite tą patį aukščiau aprašytą mygtukų procesą, kad galinės plokštės vidinėje pusėje padarytumėte didesnes įdubas šiems dviem srieginiams lizdams. Išskyrus atvejus, šį kartą įdubimui naudokite ¾ colio „Forstner“antgalį ir gręžkite 1/8 colio atstumu nuo galinio skydo išorės, o „rst” „Forstner“antgaliu išgręžkite išorinę skylę, kuri puikiai priglunda prie šių dviejų dalių. “Domkratai.

Pakuotės skydelyje taip pat iškirsite šias skyles:

- Sujungimo hole”skylė srieginiam varžtui, gaunama iš LED pertvaros. Ši hole”skylė turėtų būti išgręžta negyvoje nugaros pusėje.

- (pasirinktinai) ¾”skylė ventiliatoriaus įsiurbimui. Gręžkite ten, kur patogu. Aš sutelkiau šią skylę maždaug 2 colių atstumu nuo viršutinio krašto.

- Vėdinkite angas pagal pageidavimą. Aš išgręžiau dvi ¾ colio skylutes galinio skydo šoninių kraštų link, kad būtų galima vėdinti (šviesos diodai ir žemyn esantis keitiklis gali įkaisti).

7 žingsnis: Užbaikite garsiakalbių dėžės apvalkalą

Prieš įkišdami priekinį skydelį į griovelio dėžę, norėsite nušlifuoti ir užbaigti apvalkalą ir priekinį skydelį. Apdailos pasirinkimas priklauso nuo jūsų. Kadangi mano viršutinė, apatinė ir šoninės plokštės buvo tvirtos klevo spalvos, aš kaip apdailą naudoju „Waterlox“.

Aš taip pat padariau dar porą garsiakalbio kopijų, kuriose naudoju pilkos spalvos anilino dažus ir „Tru-oil“, kad užbaigtumėte elektrinės gitaros įkvėpimą. Viename iš jų aš naudoju juodus purškiamus dažus priekinei ir galinei plokštėms, o kitam pilkam - baltai purškiamiems dažams.

8 žingsnis: Surinkite garsiakalbių dėžės korpusą

Prieš klijuodami dėžutę, įsitikinkite, kad atlikote aukščiau nurodytą mygtukų išpjovų veiksmą. Be to, prieš klijuodami, pritvirtinkite atramas aplink viršutinę, apatinę ir šoninių plokščių kraštus ir atsukite juos, o priekinis skydas atsirems. Iškirpkite maždaug ½ colio aukščio medžio laužus (MDF arba fanerą) ir du iš jų klijuokite ir prikalkite prie kiekvienos viršutinės, apatinės ir šoninės plokštės. Juostelės turi būti ½ "arba ¾" aukščio. Priekines atramines juosteles kiekviename skydelyje nustatiau ¾ colio atstumu nuo priekio krašto, kad ½ colio priekinio garsiakalbio skydelis būtų įstumtas ¼ colio, kai jis atsiremia į atramas. Žiūrėkite vaizdo įrašą čia: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Įsitikinkite, kad nestatote atramų į viršutinį ir apatinį skydų 7 colių vidurį, nes tai trukdys jūsų LED pertvarai judėti arti difuzoriaus..

Atkreipkite dėmesį, kad vaizdo įraše ir nuotraukose aš taip pat padariau atramas nugarai. Norėdami tai padaryti, patobulinau dizainą, nustatydamas vidinių garsiakalbių korpusų dydį, kad jie taip pat tarnautų kaip galinio skydo atrama, kad atraminės dalys nebūtų reikalingos gale.

Pritvirtinę atramas, pagaminsime išorinį garsiakalbių dėžės apvalkalą su viršutine, apatine ir šoninėmis plokštėmis. Tai tik pagrindinė griovelio jungčių dėžutė su keturiomis pusėmis. Surinkimui naudokite medžio klijus ir spaustukus. Taip pat rekomenduoju ant priekinės ir šoninės dalies uždėti dažų juostą (kad jos neliptų prie medienos klijų) ir įdėti jas į dėžutę, kai užspaudžiate ir kol klijai džiūsta, kad įsitikintumėte, jog ji yra visiškai kvadratinė ir prigludęs.

9 veiksmas: pritvirtinkite vidinio garsiakalbio gaubtus ir priekinį skydelį prie korpuso

Paruoškite garsiakalbių gaubtus ir priekinį skydelį:

Kiekvienas vidinis garsiakalbių gaubtas yra pagamintas iš L formos vidinės sekcijos, kuri prisitaiko prie priekinės, šoninės, viršutinės ir apatinės plokštės ir sudaro korpusą.

Pirma, pažymėkite garsiakalbio varžtų vietas, naudodamiesi pačiu garsiakalbiu. Tada iš anksto gręžkite skyles

Tada išgręžkite ½ colio skylutes garsiakalbių laidams 4,5 colio x 7,5 colio gabale ir pritvirtinkite 4,5 colio x 7,5 colio gabalą statmenai priekiniam skydeliui, o jo vidinis kraštas yra 5,5 colio atstumu nuo artimiausios garsiakalbio plokštės pusės. Naudokite klijus ir vinis iš priekio, kad pritvirtintumėte šias dalis (vėliau grįšite atgal ir naudokite medžio glaistą ir smėlį nagų skylėms uždengti). Pastaba: vaizdo įraše aš naudoju kišenines skyles, tačiau turėjau problemų dėl jų gręžimo, todėl nerekomenduoju šio būdo.

Prijunkite priekinį skydelį ir garsiakalbių gaubtus:

Tada pritvirtinkite garsiakalbius varžtais prie iš anksto išgręžtų skylių. (Garsiakalbiuose, kuriuos susiejau, yra įmontuotos tarpinės, todėl jos yra sandarios. Dabar įdėkite šią konstrukciją su priekiniu skydeliu, statmena garsiakalbių korpuso puse ir garsiakalbiais, į garsiakalbių dėžutę. Perkiškite garsiakalbių laidus per skylę. Šiuo metu naudokite tam tikrą sandariklį, kad vidiniai garsiakalbių gaubtų kraštai būtų užsandarinti prie priekinio skydelio nugarėlės. (Neprivaloma: dabar į garsiakalbių gaubtus pridėkite šiek tiek polipildymo.)

Tada gręžkite kišenines skyles garsiakalbių korpusų galinių šonų šoniniuose kraštuose (1/2”x6” x7,5”). Dabar klijų ir kišeninių skylių varžtais pritvirtinkite galines garsiakalbių korpusų puses prie šoninių plokščių ir klijuokite ir užsukite užpakalinę jungtį tarp galinės korpuso pusės ir statmenos vidinės gaubto pusės, kad užbaigtumėte gaubtus.

10 veiksmas: padarykite kilnojamąjį LED pertvarą

Tam naudosime anksčiau supjaustytą ½ x 7,5 colio x 8,5 colio W gabalėlį.

1. Išgręžkite ½ "nuosmukį maždaug ¼" gylyje savo šviesos diodų pertvaros priekinėje dalyje (tai leis jūsų varžto galvutę nuleisti iš karto)

2. Išgręžkite skylę „T“T-veržlės negyvam centrui gale (taip ji tęsiasi nuo nugaros iki įdubos, kurią ką tik išgręžėte priekyje)

3. Plaktukas į T formos veržlę iš galo

4. Iš priekio užsukite 5 colių 20-20 šešiakampį varžtą (jei turite problemų dėl atsilaisvinimo, ant T veržlės naudokite super klijus)

5. Išgręžkite pertvaroje dideles skyles, kurios sutampa su laidų vietomis LED matricos gale (prieš tai darydami tikriausiai norėsite lituoti kondensatorių tarp + ir - ant savo LED matricos)

6. Ištraukite LED matricos laidus per skyles ir super klijuokite LED matricą prie pertvaros priekio (pasirinktinai: dėl saugumo / šilumos išsklaidymo klijuokite aliuminio lakštą prie pertvaros priekio, tada priklijuokite LED matricą prie aliuminio)

11 žingsnis: Elektronika ir kodas

Čia yra „Github“nuoroda į kodą (vykdoma, bet veikia):

Pirmiausia atsisiųskite ir įdiekite „Arduino“, jei to dar nepadarėte.

Antra, prie „Arduino“turėsite pridėti „FastLED“biblioteką. (Tiesiog ieškokite „FastLED“skirtuke „Arduino“bibliotekos.)

Trečia, įkelkite „Arduino“kodą (susietą su aukščiau) į „Arduino Mega“(aš naudoju „Mega“dėl jos atminties ir kodo dydžio; iš įvesties/išvesties perspektyvos tai yra per daug). Pagal kodą daroma prielaida, kad: a) šviesos diodai yra prijungti prie 2 kaiščio, b) momentinis mygtukas yra prijungtas prie 5 kaiščio, c) mikrofono įvestis yra prijungta prie A0 kaiščio ir d) 3,3 V kaištis yra prijungtas prie AREF kištuko ant „Arduino“(ir prie Vcc ant elektreto mikrofono).

Kreipdamiesi į elektroniką, laikykitės paprastų instrukcijų, pridėtų prie „Dayton Audio“plokštės, kad ją prijungtumėte. Tai paprasta; beveik „plug and play“.

Paimsite 19,7 V arba 24 V + ir įžeminimo įvestis iš maitinimo lizdo, ir padalinsite jas su 3 ar 5 krypčių lygiaverčių jungčių jungtimi. Prijunkite 24V fiksavimo įjungimo/išjungimo jungiklį tarp maitinimo lizdo ir šio padalijimo, kad jis veiktų kaip relės įjungimo/išjungimo jungiklis. Iš padalijimo paleiskite 19,7 V tiesiai į Deitono garso plokštę ir žingsnio keitiklį (būtinai sureguliuokite žingsnį žemyn, pasukdami varžtą ir naudokite multimetrą, kad patikrintumėte, ar jis išleidžia 5 V įtampą).

Tada prijunkite 5 V fiksavimo įjungimo/išjungimo mygtuką tarp sumažinimo išvesties ir likusių 5 V komponentų („Arduino“, šviesos diodų, momentinio mygtuko ir ventiliatoriaus), todėl jis tarnauja kaip relė 5V įjungimui/išjungimui. grandinę atskirai nuo „Bluetooth“garsiakalbio. Tada vadovaukitės „Fritzing“schema, kad prijungtumėte „Arduino“, šviesos diodus, 5 V momentinį mygtuką ir ventiliatorių.

Deitono garso laikiklis bus naudojamas „Bluetooth“plokštei pritvirtinti. Tai palyginti nebrangu ir tai lengva padaryti. Norėdami pritvirtinti „Arduino Mega“, 5 V pakopinį keitiklį ir 5 V ventiliatorių prie galinio skydo, aš tiesiog naudoju plastikinius atsuktuvus ir super klijus

Nesileisiu į detales dėl dalių išdėstymo garsiakalbyje, nes nemanau, kad tai padariau labai gerai. Tačiau galiu pateikti keletą gairių, kaip išsiaiškinti išdėstymą. Pirmiausia įsukite visus 16 mm mygtukus į skyles viršutiniame skydelyje. Tada naudokite JST jungtis ir lygias veržles, kad prijungtumėte visus elektroninius komponentus, kad galėtumėte išsiaiškinti, kaip juos išdėstyti garsiakalbio viduje. Tada žaiskite su maketais, kad surastumėte tinkamą. Kai sprendžiate komponentų išdėstymo vietą, būtinai įdėkite šviesos diodų pertvarą į korpusą, kad įsitikintumėte, jog komponentai yra laisvi nuo srieginio varžto, besitęsiančio nuo pertvaros iki galinio garsiakalbio skydo, ir įsitikinkite, kad pertvarą galima perkelti į priekį ir atgal (nuo nuleidimo su difuzoriumi iki ½ colio ar toliau nuo difuzoriaus).

Atjunkite komponentus per JST ir lygių veržlių jungtis, kad galėtumėte visam laikui pritvirtinti viską. Naudokite super klijus, kad pritvirtintumėte „Arduino Mega“, 5 V pakopinį keitiklį ir 5 V ventiliatorių tose vietose, kurias ką tik supratote. Dabar vėl prijunkite viską ir patikrinkite, ar visa elektronika veikia tinkamai.

PATARIMAS, JEI GARSO REAKTYVUMAS NEMATOMAS TEISINGAS: mikrofono jautrumas gali labai skirtis. Jei atsakymas atrodo netinkamas, naudokite nuoseklųjį monitorių, kad perskaitytumėte mikrofono reikšmes, išsiaiškintumėte diapazoną, kai grojate dainą iš garso šaltinio, kurį planuojate naudoti, ir pakoreguokite MIC_HIGH ir MIC_LOW parametrus. Žaidimas su jais dramatiškai pakeis kodo reakciją į garsą.

12 veiksmas: pritvirtinkite galinį skydelį ir paleiskite

Įdėkite galinį skydelį į garsiakalbių dėžutę ir įsitikinkite, kad galinio skydelio centrinė skylė ¼ “sulygiuota su varžtu ¼-20, kad srieginis sriegis būtų per skylę. Dabar prisukite veržlę ant varžto, kad galėtumėte reguliuoti atstumą tarp šviesos diodų pertvaros ir difuzoriaus sukdami veržlę (kuri iš esmės yra nykščio varžtas). Galinio skydo kampuose iš anksto išgręžkite žalvario varžtų skyles, o galinį skydelį pritvirtinkite įsukdami žalvarinius varžtus.

Prijunkite jį, prijunkite telefoną prie „Bluetooth“ir mėgaukitės!

Pirmasis LED konkurso prizas 2017 m

Antrasis prizas belaidžio ryšio konkurse