Difuzor Bluetooth W / Matrice LED cu muzică reactivă: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Acest proiect este înscris în Concursul Wireless și Concursul LED - dacă vă place, aș aprecia foarte mult votul dvs. Mulțumiri!

Am proiectat și construit un difuzor Bluetooth DIY cu o matrice LED integrată. Matricea LED include o serie de moduri de vizualizare diferite, inclusiv un mod șemineu, un mod abstract „artă în mișcare” și mai multe care reacționează la muzică printr-un microfon din interiorul boxei difuzoarelor. Nu am văzut niciun alt produs conceput pentru casă, care să se îmbine cu vederea și sunetul în acest fel.

Ideea acestui proiect a apărut într-un mod oarecum neortodox. Am vrut să construiesc ceva pentru mai mulți prieteni care așteaptă nou-născuți. Am vrut un cadou care să-i ajute pe copiii lor să se dezvolte neurologic și un cadou pe care să nu-l depășească. După ce am făcut o serie de proiecte cu LED-uri și am avut o experiență de prelucrare a lemnului, am venit cu ideea de a integra o matrice LED audio-reactivă într-un difuzor Bluetooth.

Cutia de difuzoare a implicat o cantitate echitabilă de prelucrare a lemnului. Exteriorul cutiei este realizat din cherestea de arțar buclat, pe care am frezat-o la 3/4 . Panourile din față și din spate sunt realizate din MDF. Finisajul arțarului creț a fost inspirat de finisajele de chitară electrică, precum cele văzute pe unele dintre chitarele mele preferate Paul Reed Smith.

Pe plan intern, folosesc o placă amplificatoare bluetooth Dayton Audio de 2x15w pentru audio și un Arduino Mega pentru a controla matricea LED 16x16 (LED-uri WS2812). Un mic microfon electret din interiorul boxei difuzoarelor detectează muzica care este redată și oferă un semnal pe care Arduino îl poate folosi pentru a crea afișaj reactiv pe LED-uri.

Designul permite, de asemenea, reglarea mecanică pentru a schimba complet aspectul matricei LED; de la pixelat la abstract. Sunt deosebit de mândru de această funcție, deoarece nu am mai văzut-o nicăieri altundeva, iar efectul este foarte interesant (este afișat spre sfârșitul videoclipului). Matricea LED este montată pe un deflector în spatele difuzorului acrilic semitransparent alb și, prin răsucirea unui șurub degetul mare pe spatele difuzorului, puteți deplasa deflectorul LED către sau departe de difuzor. Șurubul cu degetul mare vă permite astfel să treceți de la un afișaj pixelat (unde sunt vizibile LED-uri individuale), la un afișaj abstract, în care LED-urile se estompează pentru a forma o artă în mișcare, cu un efect aproape 3D.

Pasul 1: Strângeți consumabilele

Lemn:

Puteți face cutia difuzoarelor din orice tip de lemn doriți. Am folosit arțar solid de 3/4”pentru perimetrul casetei de difuzoare, MDF de ½” pentru panoul frontal, MDF de ¼”pentru panoul din spate (dar aș recomanda ½” în loc) și resturi de ½”placaj pentru carcasele interioare ale difuzoarelor.

Difuzor:

Foaie acrilică albă semitransparentă:

Electronică:

Arduino Mega (sau clonă):

16x16 LED Matrix:

Sursă de alimentare de 19,7V sau 24V (cel puțin 60w):

Difuzoare full range de 3”:

Dayton Audio 2x15w placă Bluetooth Amp:

Pachet de accesorii Dayton Audio cu mufă audio line-in:

Suport pentru placa audio Dayton:

Condensator 1000 mF:

Rezistor de 330 ohmi

Microfon Electret cu câștig automat:

24V 16mm Latching on / off LED buton:

Buton de apăsare cu LED de blocare pornit / oprit 5V 16mm:

5V 16mm Buton momentan cu LED:

Femei Power Jack:

Conectori Spade:

Conectori de sârmă cu piuliță:

Convertor pas cu pas:

Opțiune de alimentare alternativă:

Alimentare 5V (cel puțin 70w):

Convertor step-up (pentru a crește la 19,7 V pentru circuitul difuzoarelor):

LED Baffle & Hardware

Șurub 5”1 / 4-20

Piuliță T (filet 1 / 4-20)

Șurub pentru piuliță Knurl (filet 1 / 4-20):

Șuruburi din alamă:

Straturi / Alte lucruri

Forstner Bits:

Pasul 2: Tăiați lemnul

Iată lista de tăieturi pentru un difuzor de 22”L x 9” H x 6”D. Puteți tăia din lemnul dorit, lemn de esență tare, MDF sau placaj. (MDF este mai bun decât placajul pentru a face față vibrațiilor difuzoarelor, așa cum înțeleg eu.)

Panou de sus / de jos Cutie difuzoare: (2) ¾”x22” x6”(capete mitrate)

Cutie difuzoare panouri laterale: (2) ¾”x9” x6”(capete mitrate, scădeți 1,5” dacă faceți articulații cap la cap)

Placă frontală: ½”x20,5” x7,5”

Placa din spate: ½”x20,5” x7,5”

Deflector LED: ½”x7,5” Hx 8,5W”

Boxe boxe: (2) ½”x7,5” x4,25”, (2) ½” x7,5”x5,5”

Folosiți un ferăstrău circular, un ferăstrău de masă și / sau un ferăstrău cu unghi pentru a tăia lista de piese de mai sus.

Pasul 3: Faceți decupaje în panoul superior pentru comenzile butonului

Înainte de a lipi cutia, trebuie să realizăm decupaje în panoul nostru superior pentru cele trei butoane de 16 mm (~ 5/8 ). Butonul de blocare 24V va porni și opri totul, butonul de blocare 5V va porni circuitul de 5V (cu matricea LED și Arduino) separat și difuzor Bluetooth, iar butonul momentan de 5V va schimba modurile pe matricea LED.

Firele acestor butoane de 16 mm nu sunt suficient de lungi pentru a se extinde prin lemn, așa că va trebui să găurim niște locașuri mai mari în interiorul panoului superior, pentru a înșuruba piulița la firele de pe fiecare buton și a le atașa. Marcați punctele centrale ale difuzorului pe partea inferioară a panoului superior, cu una centrată exact, iar celelalte două decalate de centru cu 1,75”de ambele părți. Apoi, utilizați un bit Forstner de 1-3 / 8 "pe interiorul panoului superior pentru a găuri o gaură la 1/4" de sus (de exemplu, setați o oprire de 1/2 "adâncime pe mașina de găurit). Utilizați punctul central rămas de la burghiul Forstner ca ghid pentru a găuri prin punctul central cu un burghiu mic (de exemplu, 1/8”), care vă va permite să aliniați lucrurile atunci când găuriți din partea opusă. Acum răstoarnă-l și folosește un vârf Forstner de 5/8”pentru a găuri fiecare gaură din partea de sus, astfel încât să ai o gaură care să se potrivească perfect butoanelor de 16 mm. Acest proces este prezentat aici:

Pasul 4: Tăiați și vopsiți panoul difuzorului frontal

Mai întâi veți dori să utilizați un creion pentru a marca punctul central pentru fiecare difuzor. Mi-am marcat punctele centrale la 3,5”față de cea mai apropiată margine laterală și am centrat vertical (3,75” de la marginea superioară / inferioară), astfel încât difuzoarele să fie inserate la 2”față de marginea panoului difuzoarelor. Apoi folosiți creionul pentru a desena un pătrat de 6,75 "x 6,75" centrat vertical și orizontal pe panoul frontal. Acest pătrat este decupajul pentru matricea LED.

Apoi, utilizați un ferăstrău cu găuri de 3”pentru a tăia găurile difuzoarelor, centrate pe punctele pe care le-ați marcat. Se recomandă o presă de găurit, dar probabil că ați putea scăpa de găurirea manuală dacă sunteți atent.

Apoi, utilizați un bit de unghi înclinat pentru a conferi interiorul fiecărui decupaj al difuzoarelor și decupajului cu matrice LED o margine teșită.

În cele din urmă, veți dori să pictați panoul frontal MDC. Pentru partea din față și partea din spate a MDF, am folosit vopsea albă spray și am acoperit-o cu câteva straturi de lac transparent. De asemenea, am făcut o versiune cu un panou frontal negru, unde am folosit vopsea neagră spray.

Pasul 5: Tăiați și atașați difuzorul

Tăiați o bucată din acrilic la 7 "x 7" cu un ferăstrău de masă, un ferăstrău circular sau un ferăstrău. Îndepărtați doar marginile plasticului de protecție de pe ambele părți ale acrilului și așezați-l în interiorul decupajului în panoul frontal. Folosiți niște super lipici pentru a-l lipi pe panoul frontal.

Pasul 6: Faceți decupajele în panoul difuzoarelor din spate

Mai întâi, faceți decupaje de ¼”pentru mufa filetată de intrare și mufa filetată de alimentare DC. La fel ca butoanele, firele nu se extind. Utilizați același proces descris mai sus pentru butoane, pentru a face niște locașuri mai mari în interiorul panoului din spate pentru aceste două mufe filetate. Cu excepția, de data aceasta, utilizați un bit Forstner de ¾”pentru adâncitură și găuriți-l la o distanță de 1/8” de exteriorul panoului din spate și utilizați un bit Forstner de ¼”pentru a găuri orificiul exterior care se va potrivi perfect acestor două ¼”Mufe.

De asemenea, veți tăia următoarele găuri în panoul de ambalare:

- Gaură de împerechere de ¼”pentru șuruburi filetate provenite de la deflectorul cu LED-uri. Această gaură de ¼”ar trebui să fie forată în centrul mort în panoul din spate.

- (opțional) gaură de ¾”pentru admisia ventilatorului. Găuriți acolo unde este convenabil. Am centrat această gaură la aproximativ 2”de marginea superioară.

- Gurați orificiile după cum doriți. Am forat două găuri de ¾”către marginile laterale ale panoului din spate, pentru a permite ventilația (LED-urile și convertorul descendent se pot încălzi destul de mult).

Pasul 7: Finalizați carcasa casetei difuzoarelor

Înainte de a introduce panoul frontal în cutia de mitrare, veți dori să șlefuiți și să terminați carcasa și panoul frontal. Alegerea finalizării depinde de dvs. Deoarece panourile mele de sus, de jos și laterale erau de arțar solid, tocmai am folosit Waterlox ca finisaj.

De asemenea, am mai făcut câteva copii ale difuzorului, unde am folosit vopsea de anilină gri și ulei Tru, pentru un finisaj inspirat de chitară electrică. Pe una dintre acestea am folosit vopsea spray neagră pentru panourile din față și din spate, iar pe cealaltă gri am folosit vopsea spray albă.

Pasul 8: Asamblați carcasa casetei difuzoarelor

Înainte de a lipi cutia, asigurați-vă că ați făcut pasul de mai sus pentru decupajele butoanelor. De asemenea, înainte de lipire, atașați suporturi în jurul și decalajul de la marginile panourilor superioare, inferioare și laterale, pe care panoul frontal se va sprijini. Tăiați niște benzi de lemn de fier vechi (MDF sau placaj) de aproximativ ½”înălțime și lipiți și cuieți două dintre ele pe fiecare dintre panourile superioare, inferioare și laterale. Fâșiile trebuie să aibă o înălțime de ½”sau ¾”. Am fixat benzile de susținere față pe fiecare panou din spate cu ¾”de la marginea din față, astfel încât panoul difuzorului frontal de ½” să fie introdus cu ¼”atunci când se sprijină pe suporturi. Vedeți videoclipul aici: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Asigurați-vă că nu așezați suporturile în centrul centrului de 7 al panourilor superioare și inferioare, deoarece acest lucru ar interfera cu deflectorul LED care se deplasează aproape de difuzor.

Rețineți, în videoclip și imagini, am făcut și suporturi pentru spate. Pentru acest lucru instructiv, am îmbunătățit designul prin dimensionarea carcaselor interioare ale difuzoarelor, astfel încât acestea să servească și ca suport pentru panoul din spate, astfel încât să nu fie necesare piese de sprijin în spate.

După atașarea suporturilor, vom realiza carcasa exterioară a boxei difuzoarelor cu panouri superioare, inferioare și laterale. Aceasta este doar o cutie de articulație de bază, cu patru laturi. Folosiți clei și cleme pentru lemn pentru asamblare. De asemenea, vă recomand să puneți niște benzi de vopsea pe secțiunile frontale și laterale (astfel încât să nu se lipească de lipiciul pentru lemn) și să le așezați în cutie atunci când strângeți și în timp ce lipiciul se usucă, pentru a vă asigura că îl aveți perfect pătrat și confortabil.

Pasul 9: Atașați carcasa interioară a difuzoarelor și panoul frontal la carcasă

Pregătiți carcasele difuzoarelor și panoul frontal:

Fiecare incintă pentru difuzoare interioare este realizată fiecare dintr-o secțiune interioară în formă de L, care se potrivește cu panourile frontale, laterale, superioare și inferioare pentru a forma o incintă.

Mai întâi, marcați punctele pentru șuruburile difuzorului folosind difuzorul însuși ca ghid. Apoi pregătiți găuri

Apoi, găuriți ½”găuri pentru firele difuzoarelor în piesa de 4,5” x7,5”și atașați piesa de 4,5” x7,5”perpendicular pe panoul frontal, cu marginea sa interioară la 5,5” de cea mai apropiată parte a panoului difuzorului. Folosiți lipici și unghii din față pentru a atașa aceste piese (mai târziu veți reveni și veți folosi chit de lemn și nisip pentru a acoperi găurile unghiilor). Notă: în videoclip, am folosit găuri de buzunar, dar am avut probleme cu găurirea lor, deci nu recomand acest mod.

Atașați panoul frontal și carcasele difuzoarelor:

Apoi, atașați difuzoarele cu șuruburi la găurile pe care le-ați forat în prealabil. (Difuzoarele pe care le-am conectat au încorporat garnituri, astfel încât acestea să fie sigilate. Introduceți acum această structură cu panoul frontal, partea perpendiculară a incintei difuzoarelor și difuzoarele, în cutia difuzoarelor. Înfilați firele difuzoarelor prin orificiu. În acest moment, Folosiți o masă de etanșare pentru a sigila marginile interioare ale carcasei difuzoarelor de partea din spate a panoului frontal.

Apoi, găuriți găurile de buzunar în marginile laterale ale părților din spate ale carcasei difuzoarelor (1/2”x6” x7,5”) Atașați acum părțile din spate ale carcasei difuzoarelor la panourile laterale folosind șuruburi de lipire și găuri de buzunar și lipiți și înșurubați articulația cap la cap între partea din spate a incintei și partea interioară perpendiculară a incintei, pentru a termina incintele.

Pasul 10: Faceți deflectorul LED mobil

Pentru aceasta, vom folosi piesa ½”x7,5” H pe 8,5”W pe care am tăiat-o mai devreme.

1. Găsește o recesiune de ½”de aproximativ ¼” adânc în centrul mort al fațetei LED-ului (aceasta va permite ca capul șurubului să fie încastrat la culoare)

2. Găuriți o gaură pentru centrul mort de ¼”T-Nut în spate (astfel încât să se extindă din spate până la adâncitură pe care tocmai ați forat-o în față)

3. Ciocani în piulița T din spate

4. Înșurubați șurubul hexagonal de 5”¼-20 din față (utilizați super lipici pe piulița T dacă aveți probleme cu eliberarea acestuia)

5. Găuriți găuri mari în deflector care se aliniază cu locațiile firelor din spatele matricei LED (probabil veți dori să lipiți condensatorul între + și - pe matricea LED, înainte de a face acest lucru)

6. Trageți firele matricei LED prin găuri și matrița LED super lipici în fața deflectorului (opțional: pentru siguranță / dispersie termică, lipiți foaia de aluminiu în fața deflectorului, apoi lipiți matricea LED pe aluminiu)

Pasul 11: Electronică și cod

Iată linkul Github către cod (în curs, dar funcționează):

Mai întâi, descărcați și instalați Arduino dacă nu ați făcut-o deja.

În al doilea rând, va trebui să adăugați biblioteca FastLED la Arduino. (Căutați „FastLED” în fila Biblioteci Arduino.)

În al treilea rând, încărcați codul Arduino (legat de mai sus) pe Arduino Mega (am folosit un Mega datorită memoriei sale și a dimensiunii codului; este o exagerare din perspectiva I / O). Codul presupune că: (a) LED-urile sunt conectate la pinul 2, (b) butonul momentan este conectat la pinul 5, (c) intrarea microfonului este conectată la pinul A0 și (d) pinul de 3,3V este conectat la pinul AREF de pe Arduino (și la Vcc pe microfonul electret).

Trecând la electronică, urmați instrucțiunile simple furnizate împreună cu placa audio Dayton pentru a o conecta. Este direct; destul de mult plug n 'play.

Veți lua intrările de 19,7 V sau 24 V + și la masă de la mufa de alimentare feminină și le veți împărți cu un conector cu piuliță de nivel cu 3 sau 5 căi. Conectați comutatorul de pornire / oprire de 24V între mufa de alimentare și această divizare, astfel încât să funcționeze ca un comutator de pornire / oprire a releului. Din împărțire, rulați 19.7V direct pe placa audio Dayton și convertorul de coborâre (asigurați-vă că reglați pasul în jos, răsucindu-i șurubul și utilizați un multimetru pentru a verifica dacă produce 5V).

Apoi conectați butonul de pornire / oprire de blocare de 5V între ieșirea pasului și restul componentelor de 5V (Arduino, LED-uri, buton momentan și ventilator), astfel încât servește ca releu pentru a porni / opri 5V circuit separat de difuzorul Bluetooth. Apoi urmați diagrama Fritzing pentru a conecta Arduino, LED-urile, butonul momentan de 5V și ventilatorul.

Suportul audio Dayton va fi utilizat pentru a monta placa Bluetooth. Este relativ ieftin și face acest lucru ușor. Pentru a monta Arduino Mega, convertorul descendent de 5V și ventilatorul de 5V pe panoul din spate, tocmai am folosit șuruburi de plastic și super lipici

Nu voi intra în multe detalii despre amplasarea pieselor în difuzor, deoarece nu cred că am făcut-o foarte bine. Cu toate acestea, vă pot oferi câteva linii directoare pentru a afla aspectul. Mai întâi, înșurubați toți butoanele de 16 mm în găurile din panoul superior. Apoi utilizați conectori JST și conectori cu piuliță de nivel pentru a conecta toate componentele electronice, astfel încât să puteți afla cum să le așezați în difuzor. Apoi, jucați-vă cu machete pentru a găsi una care să funcționeze. Când aflați amplasarea componentelor, asigurați-vă că introduceți deflectorul LED în carcasă, astfel încât să puteți confirma că componentele sunt libere de șurubul filetat care se extinde de la deflector la panoul din spate al difuzorului și asigurați-vă că deflectorul are loc pentru a fi deplasat înainte și înapoi (de la nivelul cu difuzorul la ½”sau cam așa departe de difuzor).

Deconectați componentele prin conectorii JST și piulița de nivel, astfel încât să puteți atașa permanent totul. Folosiți super lipici pentru a atașa Arduino Mega, convertorul de 5V și ventilatorul de 5V în locațiile pe care tocmai le-ați dat seama. Acum reconectați totul și testați dacă toate componentele electronice funcționează corect.

SFAT DACĂ REACTIVITATEA AUDIO NU PARE BINE: Sensibilitatea microfonului poate varia foarte mult. Dacă răspunsul nu pare corect, utilizați monitorul serial pentru a citi valorile microfonului, aflați intervalul când redați o melodie din sursa de sunet pe care intenționați să o utilizați și reglați parametrii MIC_HIGH și MIC_LOW din cod. Jocul cu acestea va schimba dramatic modul în care codul reacționează la sunet.

Pasul 12: Atașați panoul din spate și porniți-l

Introduceți panoul din spate în cutia difuzoarelor, asigurându-vă că aliniați orificiul central de ¼”din panoul din spate cu șurubul ¼-20, astfel încât șurubul filetat să se extindă prin orificiu. Acum înșurubați piulița moletată pe șurub, astfel încât să puteți regla distanța dintre deflectorul LED și difuzor rotind piulița moletată (care servește în esență ca un șurub mic). Pregătiți găurile pentru șuruburile din alamă din colțurile panoului din spate și atașați panoul din spate prin înșurubarea șuruburilor din alamă.

Conectați-l, conectați telefonul la Bluetooth și bucurați-vă!

Premiul I în concursul LED 2017

Premiul II la Concursul Wireless