Bluetooth-høyttaler m/ musikkreaktiv LED-matrise: 12 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Dette prosjektet er med i den trådløse konkurransen og LED -konkurransen - hvis du liker det, ville jeg sette stor pris på stemmen din. Takk!

Jeg designet og bygde en DIY Bluetooth -høyttaler med en integrert LED -matrise. LED -matrisen inneholder en rekke forskjellige visualiseringsmoduser, inkludert en peismodus, en abstrakt "bevegelig kunst" -modus og flere som reagerer på musikken via en mikrofon inne i høyttalerboksen. Jeg har ikke sett noe annet produkt designet for hjemmet, som gifter seg med syn og lyd på denne måten.

Ideen til dette prosjektet kom på en litt uortodoks måte. Jeg ønsket å bygge noe for flere venner som venter nyfødte. Jeg ønsket en gave som ville hjelpe barna til å utvikle seg nevrologisk, og en gave de ikke ville vokse opp. Etter å ha gjort en rekke LED-prosjekter og hatt litt trearbeidserfaring, kom jeg på ideen om å integrere en lydreaktiv LED-matrise i en Bluetooth-høyttaler.

Høyttalerboksen innebar en god del trebearbeiding. Utsiden av esken er laget av grovt krøllete lønnstømmer, som jeg freset til 3/4 . Front- og bakpanelene er laget av MDF. Finishen på den krøllete lønnen er inspirert av elektriske gitarfinisher, som de som er sett på noen av mine favoritt Paul Reed Smith gitarer.

Internt bruker jeg et 2x15w Dayton Audio bluetooth -forsterkerkort for lyden, og en Arduino Mega for å kontrollere 16x16 LED -matrise (WS2812 LED). En liten elektretmikrofon inne i høyttalerboksen oppdager musikken som spilles, og gir et signal Arduino kan bruke til å lage reaktivt display på lysdiodene.

Designet gir også mulighet for mekanisk justering for helt å endre utseendet på LED -matrisen; fra pixelert til abstrakt. Jeg er spesielt stolt av denne funksjonen, siden jeg ikke har sett den andre steder før, og effekten er veldig kul (den vises mot slutten av videoen). LED-matrisen er montert på en baffle bak den hvite halvtransparente akryldiffusoren, og ved å vri en tommelskrue på baksiden av høyttaleren kan du flytte LED-baffelen mot eller bort fra diffusoren. Tommelskruen lar deg dermed gå fra en pixelert skjerm (der individuelle lysdioder er synlige), til en abstrakt skjerm, hvor lysdiodene blir uskarpe for å danne bevegelig kunst, med en nesten 3D-lignende effekt.

Trinn 1: Samle rekvisita

Tre:

Du kan lage høyttalerboksen av alle tresorter du liker. Jeg brukte 3/4”massiv lønn for omkretsen av høyttalerboksen, ½” MDF for frontpanelet, ¼”MDF for bakpanelet (men vil anbefale ½” i stedet), og skrap ½”kryssfiner for de innvendige høyttalerkabinettene.

Diffuser:

Halvgjennomsiktig hvitt akrylark:

Elektronikk:

Arduino Mega (eller klon):

16x16 LED -matrise:

19,7V eller 24V strømforsyning (minst 60w):

3”Full Range -høyttalere:

Dayton Audio 2x15w Bluetooth Amp -kort:

Dayton Audio-tilbehørspakke med lydinngangskontakt:

Brakett for Dayton Audio board:

1000 mF kondensator:

330 ohm motstand

Auto-gain Electret-mikrofon:

24V 16mm låsende på/av LED -trykknapp:

5V 16mm Låsende på/av LED -trykknapp:

5V 16mm øyeblikkelig LED -trykknapp:

Power Jack for kvinner:

Spade -kontakter:

Spak-mutter ledningskontakter:

Step-down converter:

Alternativ strømalternativ:

5V strømforsyning (minst 70w):

Step-up converter (for å øke til 19,7V for høyttalerkrets):

LED Baffle & Hardware

5”1/4-20 bolt

T-mutter (1/4-20 gjenget)

Knurl Nut Thumb Screw (1/4-20 threaded):

Messingskruer:

T ools/andre ting

Forstner Bits:

Trinn 2: Klipp treverket

Her er kuttlisten for en høyttaler som er 22 "B x 9" H x 6 "D. Du kan kutte fra treet du ønsker, løvtre, MDF eller kryssfiner. (MDF er bedre enn kryssfiner for å håndtere vibrasjon av høyttalere, slik jeg forstår det.)

Topp/bunnpanel Høyttalerboks: (2) ¾”x22” x6”(gjærede ender)

Sidepaneler Høyttalerboks: (2) ¾”x9” x6”(gjærede ender, trekk fra 1,5” hvis du gjør rumpeledd)

Frontplate: ½ "x20.5" x7.5"

Bakplate: ½ "x20.5" x7.5"

LED Baffle: ½ "x7.5" Hx 8.5W"

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

Bruk en sirkelsag, bordsag og/eller gjæringssag for å kutte listen over deler.

Trinn 3: Lag utskjæringer i toppanelet for trykknappkontrollene

Før vi limer esken, må vi lage utskjæringer i toppanelet for de tre 16 mm (~ 5/8”) trykknappene. 24V sperre på/av -knappen slår alt på og av, 5V låser på/av -knappen slår 5V -kretsen (med LED -matrisen og Arduino) på og av separat fra Bluetooth -høyttaleren, og 5V momentan -knapp vil endre modus på LED -matrisen.

Gjengene på disse 16 mm knappene er ikke lange nok til å strekke seg gjennom treet, så vi må bore større utsparinger på innsiden av toppanelet for å skru mutteren til trådene på hver knapp og feste dem. Merk senterpunkter for høyttaleren på undersiden av toppanelet, med ett sentrert nøyaktig, og de to andre forskjøvet fra midten med 1,75”på hver side. Deretter bruker du en 1-3/8”Forstner-bit på innsiden av toppanelet for å bore et hull til 1/4” fra toppen (f.eks. Sett et stopp for 1/2”dypt på borepressen). Bruk midtpunktet igjen fra Forstner -borkronen som en guide for å bore gjennom midtpunktet med en liten (f.eks. 1/8”) borekrone, som lar deg justere ting når du borer fra motsatt side. Vend den nå, og bruk en 5/8”Forstner -bit til å bore gjennom hvert hull fra toppen, så du har et hull som passer perfekt til 16 mm -knappene. Denne prosessen vises her:

Trinn 4: Klipp og mal fronthøyttalerpanelet

Først vil du bruke en blyant til å markere midtpunktet for hver høyttaler. Jeg merket senterpunktene mine på 3,5”fra nærmeste sidekant og sentrert vertikalt (3,75” fra topp/bunn), slik at høyttalerne ville være innstilt 2”fra kanten av høyttalerpanelet. Bruk deretter blyanten til å tegne en firkant på 6,75 x 6,75 tommer som er sentrert vertikalt og horisontalt på frontpanelet. Denne ruten er utskjæringen for LED -matrisen.

Deretter bruker du en 3”hullsag til å skjære ut hullene for høyttalerne, sentrert på punktene du merket. En boremaskin anbefales, men du kan sannsynligvis komme unna med håndboring hvis du er forsiktig.

Bruk deretter en vinklet ruter for å gi innsiden av hver høyttalerutkobling og LED -matrisekuttet en faset kant.

Til slutt vil du male MDC -frontpanelet. For MDF foran og bak brukte jeg hvit spraymaling, og toppet den med et par strøk klar lakk. Jeg laget også en versjon med svart frontpanel, hvor jeg brukte svart spraymaling.

Trinn 5: Klipp og fest diffusoren

Klipp et stykke akryl til 7 "x 7" med en bordsag, sirkelsag eller stikksag. Fjern bare kantene på den beskyttende plasten på hver side av akryl, og legg den på innsiden av utsnittet i frontpanelet. Bruk litt superlim for å lime det på frontpanelet.

Trinn 6: Lag utklippene i bakhøyttalerpanelet

Først gjør du ¼”utskjæringer for den gjengede line-in-kontakten og gjengede kvinnelige DC-strømkontakten. Som trykknappene strekker ikke trådene seg gjennom. Bruk den samme prosessen som beskrevet ovenfor for knappene, for å lage større fordypninger på innsiden av bakpanelet for disse to gjengede kontaktene. Bortsett fra at denne gangen bruker du en ¾”Forstner -bits for fordypningen og borer den innen 1/8” av utsiden av bakpanelet, og bruker en ¼”Forstner -bits for å bore det utvendige hullet som passer godt til disse to ¼ Stikkontakter.

Du vil også kutte følgende hull i pakningspanelet:

- Parende ¼”hull for gjenget bolt som kommer fra LED -ledeplate. Dette ¼”hullet skal bores dødt midt i bakpanelet.

- (valgfritt) ¾”hull for vifteinntak. Bor der det er praktisk. Jeg sentrerte dette hullet omtrent 2”fra overkanten.

- Ventiler hull etter ønske. Jeg boret to ¾”hull mot sidekantene på bakpanelet for å tillate ventilasjon (lysdiodene og nedtrekksomformeren kan bli ganske varme).

Trinn 7: Fullfør høyttalerkassen

Før du setter frontpanelet inn i gjæringsboksen, vil du slipe og fullføre skallet og frontpanelet. Valget av finish er opp til deg. Siden topp-, bunn- og sidepanelene mine var solide lønn, brukte jeg bare Waterlox som finish.

Jeg har også laget et par eksemplarer til av høyttaleren der jeg brukte grå anilinfargestoff og Tru-oil, for en elektrisk gitarinspirert finish. På en av disse brukte jeg svart spraymaling for front- og bakpanelene, og på den andre gråen brukte jeg hvit spraymaling.

Trinn 8: Monter høyttalerkassen

Før du limer esken, må du kontrollere at du har gjort trinnet ovenfor for knapputklippene. Fest også støtter rundt og forskjøvet fra kantene på topp-, bunn- og sidepanelene før liming, som frontpanelet vil hvile mot. Klipp noen skrapstrimler (MDF eller kryssfiner) omtrent ½”høye, og lim og spik to av dem på hver av topp-, bunn- og sidepanelene. Strimlene skal være ½”eller ¾” høye. Jeg satte de fremre støttestrimlene på hvert panel tilbake med ¾”fra kanten av fronten, slik at ½” fronthøyttalerpanelet ville være innfelt med ¼”når jeg hvilte mot støttene. Se videoen her: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Pass på at du ikke plasserer støttene i det midterste 7”-panelet på topp- og bunnpanelene, da dette kan forstyrre at LED -baffelen beveger seg nær diffusoren.

Merk, i videoen og bildene laget jeg også støtter for baksiden. For dette instruktive, forbedret jeg designet ved å dimensjonere de indre høyttalerkabinettene, slik at de også fungerer som støtte for bakpanelet, slik at det ikke er behov for støttestykker bak.

Etter å ha festet støttene, lager vi det ytre skallet til høyttalerkassen med topp-, bunn- og sidepaneler. Dette er bare en grunnleggende gjæringsfellesboks, med fire sider. Bruk trelim og klemmer for å montere. Jeg anbefaler også å sette litt malertape på forsiden og sidene (slik at de ikke fester seg til trelimet), og legger dem i esken når du klemmer og mens limet tørker, for å sikre at du har det helt firkantet og tettsittende.

Trinn 9: Fest de indre høyttalerkabinettene og frontpanelet til skallet

Forbered høyttalerkabinetter og frontpanel:

Hver indre høyttalerkabinett er hver laget av en L-formet indre seksjon, som passer mot front-, side-, topp- og bunnpanelene for å danne et kabinett.

Merk først flekker for høyttalerskruene ved å bruke selve høyttaleren som en guide. Deretter forborer du hull

Deretter borer du ½”hull for høyttalerkabler i stykket på 4,5” x7,5”, og fester stykket 4,5” x7,5”vinkelrett på frontpanelet, med sin indre kant på 5,5” fra nærmeste side av høyttalerpanelet.. Bruk lim og spiker fra forsiden for å feste disse bitene (du vil senere gå tilbake og bruke trekitt og sand for å dekke spikerhull). Merk: I videoen brukte jeg lommehull, men hadde problemer med at de boret gjennom, så jeg anbefaler ikke denne måten.

Fest frontpanelet og høyttalerkabinettene:

Fest deretter høyttalerne med skruer til hullene du forhåndsboret. (Høyttalerne jeg koblet til har innebygde pakninger, så de er forseglet. Sett nå denne strukturen med frontpanelet, vinkelrett side av høyttalerkabinettet og høyttalere inn i høyttalerkassen. Tråd høyttalerkabler gjennom hullet. På dette tidspunktet, bruk litt tetning for å tette de indre kantene på høyttalerkabinettene mot baksiden av frontpanelet. (Valgfritt: legg til litt polyfyll nå i høyttalerkabinettene.)

Deretter borer du lommehull i sidekantene på baksiden av høyttalerkabinettene (1/2”x6” x7,5”) Fest nå baksidene av høyttalerkabinettene til sidepanelene ved hjelp av lim og skruer i lommehullene, og lim og skru rumpeleddet mellom baksiden av kabinettet og den vinkelrette innsiden av kabinettet, for å avslutte kabinettene.

Trinn 10: Lag den bevegelige LED -baffelen

Til dette bruker vi ½ "x7,5" H x 8,5 "W -stykket vi klippet tidligere.

1. Bor en ½”lavkonjunktur omtrent ¼” dypt inne i dødpunktet på forsiden av LED -ledeplaten (dette gjør at boltehodet ditt kan settes ned i flukt)

2. Bor et hull for ¼”T-Nut dead center på baksiden (slik at det strekker seg bakfra og til utsparing du nettopp har boret foran)

3. Hammer i T-mutteren bakfra

4. Skru 5”¼-20 sekskantskrue gjennom foran (bruk superlim på T-mutteren hvis du har problemer med at den løsner)

5. Bor store hull i ledeplaten som er i tråd med plassering av ledninger på baksiden av LED -matrisen (du vil sannsynligvis lodde kondensatoren mellom + og - på LED -matrisen før du gjør dette)

6. Trekk LED -matrisetrådene gjennom hullene, og superlim LED -matrisen foran frontplaten (valgfritt: for sikkerhet / varmespredning, lim aluminiumsplaten på forsiden av ledeplaten, lim deretter LED -matrisen til aluminiumet)

Trinn 11: Elektronikk og kode

Her er Github-lenken til koden (pågår, men fungerer):

Last ned og installer Arduino først hvis du ikke allerede har gjort det.

For det andre må du legge til FastLED -biblioteket i Arduino. (Bare søk etter "FastLED" i kategorien Arduino -biblioteker.)

For det tredje, last opp Arduino -koden (lenket til ovenfor) til Arduino Mega (jeg brukte en Mega på grunn av minnet og størrelsen på koden, den er mye overkill fra I/O -perspektiv). Koden antar at: (a) lysdiodene er koblet til pin 2, (b) den øyeblikkelige trykknappen er koblet til pin 5, (c) mikrofoninngangen er koblet til pin A0, og (d) 3.3V -pinnen er kablet til AREF -pinnen på Arduino (og til Vcc på elektretmikrofonen).

Når det gjelder elektronikk, følg de enkle instruksjonene som fulgte med Dayton Audio -kortet for å koble den til. Det er greit; ganske mye plug n 'play.

Du tar 19,7 V eller 24 V + og bakkeinngangene fra hunkontakten, og deler dem med en 3-veis eller 5-veis nivåmutterkontakt. Koble 24V sperre på/av -bryteren mellom strømkontakten og denne delingen, slik at den fungerer som en relé på/av -bryter. Fra splittet, kjør 19,7V direkte til Dayton -lydkortet og nedtrappingskonvertereren (sørg for å justere trinnet ned ved å vri skruen, og bruk et multimeter for å kontrollere at det sender ut 5V).

Deretter kobles 5V-låseknappen på/av mellom utgangen fra nedtrappingen og resten av 5V-komponentene (Arduino, lysdioder, øyeblikkelig trykknapp og vifte), så den fungerer som et relé for å slå på/av 5V krets separat fra Bluetooth -høyttaleren. Følg deretter Fritzing -diagrammet for å koble til Arduino, lysdioder, 5V kort trykknapp og vifte.

Dayton -lydbraketten brukes til å montere Bluetooth -kortet. Det er relativt billig og gjør dette enkelt. For å montere Arduino Mega, 5V nedtrekkskonverter og 5V vifte på bakpanelet, brukte jeg bare plastskruer og superlim

Jeg kommer ikke til å gå i detalj med plassering av deler i høyttaleren, fordi jeg ikke synes jeg gjorde det veldig bra. Imidlertid kan jeg gi deg noen retningslinjer for å finne ut oppsettet. Først skruer du alle 16 mm knappene inn i hullene på toppanelet. Bruk deretter JST-kontakter og nivåmutterkontakter for å koble til alle de elektroniske komponentene, slik at du kan finne ut hvordan du legger dem ut i høyttaleren. Spill deretter med oppsett for å finne en som fungerer. Når du finner ut plassering av komponentene, må du passe på å sette LED -ledeplaten inn i kabinettet, slik at du kan bekrefte at komponentene er fri for gjengebolten som strekker seg fra ledeplaten til bakpanelet på høyttaleren, og sørg for at baffelen har plass til å flyttes frem og tilbake (fra flush med diffusoren til ½”eller så bort fra diffusoren).

Koble fra komponentene via JST- og nivåmutterkontakter, slik at du kan feste alt permanent. Bruk superlim for å feste Arduino Mega, 5V nedtrekkskonverter og 5V vifte på stedene du nettopp fant ut. Koble til alt igjen og test at all elektronikken fungerer som den skal.

TIPS HVIS LYDREAKTIVITET IKKE SER RIKTIG ut: Mikrofonfølsomheten kan variere mye. Hvis responsiviteten ikke virker riktig, bruker du den serielle skjermen til å lese av mikrofonverdiene, finne ut rekkevidden når du spiller en sang fra lydkilden du planlegger å bruke, og justere parametrene MIC_HIGH og MIC_LOW i koden. Å leke med dem vil dramatisk endre hvordan koden reagerer på lyd.

Trinn 12: Fest bakpanelet og start det opp

Sett bakpanelet inn i høyttalerboksen, og sørg for å justere hole”senterhullet i bakpanelet med ¼-20 bolten, slik at gjengebolten strekker seg gjennom hullet. Skru nå muttermutteren på bolten, slik at du kan justere avstanden mellom LED -baffelen og diffusoren ved å dreie muttermutteren (som egentlig fungerer som en tommelskrue). Forbor hull for messingskruene i hjørnene på bakpanelet, og fest bakpanelet ved å skru inn messingskruene.

Koble den til, koble telefonen til Bluetooth, og nyt det!

Førstepremie i LED -konkurransen 2017

Andre pris i den trådløse konkurransen