Water Speaker Equalizer: 13 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

I min første Instructable skal jeg gå gjennom trinnene som trengs for å lage vannhøyttalere som fungerer som en equalizer.

Vannhøyttalere fra butikken er flotte å se på, men jeg følte at de kunne gjøre mer. for så mange år siden hadde jeg endret et sett for å vise frekvensen for musikkavspilling. På den tiden jeg brukte Color Organ Triple Deluxe II, kombinert med et sett med fotoceller potensiometre og transistorer, kunne jeg få et sett med 3 høyttalere til å fungere.

Jeg hadde for noen år siden hørt om IC MSGEQ7 som har muligheten til å dele lyd inn i 7 dataverdier for en arduino å lese. Jeg bruker en arduino mega 2560 i dette prosjektet fordi den har det nødvendige antallet PWM -pinner for å kjøre fem vanntårn.

Dette prosjektet bruker loddeferdigheter på et perfboard, Bluetooth -modul, arduino og vannhøyttalere. Gjennom hele prosjektet legger jeg faktisk merke til noen få ting som jeg burde ha gjort annerledes, så jeg kommer til å påpeke dem.

La oss komme i gang

Trinn 1: Deler

Det er ganske mange deler som brukes i dette prosjektet. Mange deler hadde jeg rundt pulten, andre deler ble kjøpt fra en lokal delebutikk.

Du vil trenge:

MERK: antall i parentes

(1) Arduino Mega 2560

(1) USB Bluetooth -modul

(1) 8 -pins DIP -kontakt

(1) MSGEQ7 - Jeg anbefaler å kjøpe dette fra Sparkfun Electronics ettersom ebay er full av falske versjoner av denne IC

(1) Hodetelefonkontakt

(1) Hodetelefonkabel med hunkant

(1) standard USB -hunn med anstendig kabellengde

(5) 3 -lederkontakt (par) selges vanligvis som 3 -lederkontakt for ws2812b LED -strips (se bilde)

(10) FQP30N06L N-Channel mosfet

(5) 1N4001 standard blokkeringsdiode

(4) 3 mm rød LED

(4) 3 mm gul LED

(4) 3 mm hvit LED

(4) 3 mm grønn LED

(4) 3 mm blå LED

(10) 10k motstander 1/4 watt

(8) 100 OHM motstander

(8) 150 OHM motstander

(5) 500 OHM potensiometre

(5) 2k OHM potensimeter

(5) 27 OHM 5 watt motstander

(2) 100k OHM -motstander

(2) 100nF kondensatorer

(1) 33pF kondensator - Må være denne verdien; Jeg satte flere kondensatorer parallelt for å nå denne verdien

(1) 10nF kondensator

(1) På - ON vippebryter (monteringshullet var 3 mm, vanligvis oppført som en mini vippebryter på ebay)

(4) 1/8 "x 1 1/2" bolter (mine ble merket som komfyrbolter fra Home Depot, 3d -filen er satt opp for denne mutteren og bolten)

(2) omtrent 12 lengder av Ethernet -kabel

3D -trykte deler, hvis du ikke eier en skriver, er nettsteder som 3dhubs.com en flott ressurs.

Varmt lim

Lodding + loddejern

Mannlige toppnål

Trinn 2: Demonter Bluetooth -adapteren

Opprinnelig skulle jeg bruke en USB -mannskabel, men kontakten var ødelagt på den. Jeg bestemte meg for å demontere adapteren og fjerne USB -porten. Ved å bruke en multimeter kunne jeg finne bakken ved å teste pinnene på det ytre skallet på USB-porten. (de er tilkoblet)

MERK: Jeg måtte faktisk bytte ut denne adapteren delvis gjennom prosjektet ettersom den forårsaket høyfrekvent støy på lydporten, den nye er heller ikke 100% bedre. men jeg har en annen mottaker som fungerer, den har imidlertid sitt eget batteri og av/på -bryter, noe som gjør at vannhøyttalerne ikke er så plug and play. mens disse mottakerne er billige å betale mer, betyr det ikke alltid at du får høy kvalitet.

Trinn 3: Konfigurere IC på Perfboard

I dette trinnet starter vi perfboard -lodding av IC DIP -kontakten.

Skjematisk viser hvordan alle delene vil være kablet. Mosfet -kontrollpinnen er merket "PWM" fordi jeg nettopp koblet dem direkte til en pinne på arduinoen, da jeg kunne endre hva hver pinne styrte fra koden.

Jeg begynte med å plassere DIP -kontakten nær den ene siden av brettet nær midten av brettet.

TIPS: klebrig klebing hjelper til med å holde deler på plass under lodding.

Jeg la deretter til 100nF kondensatoren på pinne 1 og 2 og brukte deretter de to 100k OHM -motstandene for å koble til pinne 8. Jeg brukte deretter 4 kondensatorer parallelt og la 100nF på pinne 6. Deretter ble den mannlige lydkabelen lagt til og koblet til 10nF kondensator. Bakken fra lydkabelen ble bundet i bakken.

Jeg har tatt med et bilde av baksiden av perfboardet, jeg la også til etiketter på undersiden slik at det er lettere å forstå hvor delene var koblet til.

Trinn 4: Legge til Mosfets

Neste trinn jeg tok var å legge til mosfets, ettersom jeg la til mosfets jeg brukte varmeavlederne til å sette høyden, det viste seg senere at de ikke blir varme nok til å kreve at kjøleribber legges til.

Jeg ville begynne med å bare påføre loddetinn på den midterste pinnen slik at det ble mulig å justere.

Når mosfetene var på plass begynte jeg å legge til 10k OHM trekk ned motstander, jeg brukte motstandsbeina til å bygge bro mellom de nødvendige pinnene.

Trinn 5: Plassering av dioder og 5W motstander

På tidspunktet for dette trinnet ventet jeg fortsatt på at 5W motstander skulle sendes til meg, så jeg berget en motstand fra den forrige versjonen av vannhøyttalere, slik at jeg kunne sikre avstanden som kreves for å plassere dioder.

Etter at dioder ble plassert, begynte jeg å fjerne solid 18AWG -ledning for å fungere som positive og negative busslinjer

Solid AWG -ledning ble plassert på den positive siden av dioder og deretter ført til pin 1 på IC -kontakten.

et annet stykke utstyr ble brukt til å gå fra den negative siden av 33pF kondensatoren og sløyfer rundt mosfets. Et annet mindre stykke ble sløyfet fra negativet til 33pF -kondensatorene til pin 2 på IC -kontakten.

Trinn 6: Legge til panelkontakt og Bluetooth og potensiometre

Bruk en 20AWG strandet tilkoblingstråd for å feste panelkontakten til de samme tilkoblingene som den mannlige lydkabelen. Jeg la deretter til ledninger for strøm og jord for Bluetooth -adapteren, ved hjelp av den solide AWG -trådbussstangen på undersiden.

Jeg la deretter til 500 OHM potensiometre som gir mulighet for ekstra kontroll av LED -lysstyrken (disse er nødvendige, men jeg finner noen LED -farger som kan overmanne andre, så jeg la til disse for å justere lysstyrken)

Jeg brukte overflødig metall fra beskårne kondensatorledninger for å bygge bro mellom avstanden fra potensiometeret til senterpinnen på mosfets

Trinn 7: Forberedelse av vannhøyttalere

Jeg begynte med å bruke en liten skrutrekker til å fjerne de små skruene på baksiden av vannhøyttalerhuset. Etter å ha fjernet kretskortet, fant jeg ledningene til motoren. ved hjelp av spylefreser kuttet jeg disse så nær kretskortet jeg kunne.

MERK: ledningene på motorene kan ikke repareres, noe som gjør for mange feil når du kutter og fjerner endene kan ødelegge motoren/ledningene

Jeg brukte deretter en liten nåletang for å fjerne kretskortet med LED -er. Jeg velger å ha en farge per vannhus vs de 4 fargene som brukes fra butikkproduktet.

Jeg bøyer deretter de positive LED -ledningene nesten flush, slik at de krysser hverandre, jeg begynner med å bøye ut LED -lampene slik at tier -LED -ene vil spenne fra ende til ende. Bruk klissete tak for å holde lysdiodene på plass; Jeg bøyer deretter de to indre lysdiodene, men beskjærer ledningene, ettersom de ikke trenger å være like lange. Med lysdiodene holdt av sticky tack kan jeg ikke lodde de positive ledningene sammen.

Jeg kan nå beskjære de negative ledningene til lysdiodene og beskjære motstandene også. (Jeg velger å plassere lysdiodene slik at fargebåndene alle vendte i samme retning; dette var rent kosmetisk) Ved å bruke ledningene til motstandene bøyer jeg dem over på samme måte som jeg gjorde til de positive ledningene til lysdiodene.

Jeg brukte varmt lim for å holde lysdiodene på plass. Fest deretter kontakten med 3 ledere. Motoren og lysdiodene deler en felles positiv. matchende kontakter kobles deretter til perfboardet, det positive på den ene siden av dioden, og det negative til motoren på den andre siden av dioden. Det negative på lysdiodene er koblet til et ben på potensiometeret.

De røde og gule lysdiodene hadde en 150 OHM motstand på seg

De hvite, grønne, blå lysdiodene hadde en 100 OHM motstand på seg

Disse motstandsverdiene bør tillate hver LED å kjøre på 20mA

Trinn 8: Legge til Arduino -ledningene

Jeg brukte to lengder Ethernet -kabel, omtrent 12 tommer kabel (x 2) Jeg brukte totalt 15 ledninger (1 ekstra)

Jeg brukte noen av de solide kjernetrådene som førte til kabelen for å hjelpe til med å feste kabelen til perfboardet, og jeg trengte også å ha varmt lim for å holde den på plass. En glidelås i hjørnet bidro til å lede ledningen til arduinoen som ville være plassert ved siden av perfboardet når den ble satt i saken.

Ledningene var tilfeldig plassert, men jeg sørget for at de kunne nå stedet de trengte, noen var lengre enn andre, de som var for lange ble trimmet til størrelse. Ved å bruke topptekstene kunne jeg lodde de andre endene av ledningen til pinnene, dette gjør at jeg kan demontere arduinoen hvis jeg skulle trenge det. Jeg endte med å legge til varmt lim senere for å sikre at ledningene ikke bryter av pinnene, men jeg gjør dette etter at alle funksjonene er testet.

Jeg la til ledninger for IC -kontrollen, og en ledning for både 5v+ og jord.

Etter at dette var gjort, tok jeg en test for å se om lysene og IC ville fungere riktig, da jeg fortsatt ventet på 5w motstandene i posten.

Trinn 9: Motormotstandene og potensiometrene

Jeg la til 5W -motstandene mellom dioden og midtstiftet på mosfeten. Jeg bruker ledningene til motstanden som bøyes over for å bygge bro over gapet.

Jeg synes motorene reagerer mer på å bli pulsert og aktivert raskt når vannet allerede sakte renner. Det er her 2k potensiometeret spiller inn. Potensiometeret er koblet til en 20AWG -tilkoblingstråd til 5w -motstanden (ikke fest denne ledningen før 5W -motstanden, da potensiometeret ikke kan håndtere motorens effekt)

Et annet ben på potensiometeret er bøyd ut og ved å bruke et annet stykke solid 18AWG -ledning kan jeg koble en enkelt pinne fra alle potensiometre til jord.

MERK: Jeg hadde opprinnelig prøvd å ikke bruke potensiometrene, men jeg har funnet ut at bruk av PWM på disse motorene forårsaker forferdelig høyfrekvent tilbakemelding som forårsaker interferens med IC

Trinn 10: 3D -utskrift

Jeg skrev ut totalt 3 deler, toppen, bunnen og bakpanelet. STL -filene som jeg har lagt til er imidlertid bare to deler (topp og bunn) som vil gjøre ting lettere for noen å følge. Jeg gjorde dette da jeg fant å prøve å legge til panelet etter at det ikke ser så bra ut. Jeg lager hovedsakelig et bakpanel fordi jeg ikke var sikker på hva jeg ville ha på baksiden. I mitt tilfelle bestemte jeg meg for å legge til en av/på -bryter.

Totalt sett ser du på 36 timers 3D -utskrift. Jeg bruker ABS i skriveren min, da jeg synes det er veldig enkelt å male og pusse. Pluss at når jeg gjør samlinger kan jeg bruke aceton til å sveise deler sammen.

Den første delen jeg anbefaler å skrive ut er 3D -målingstestfilen, dette er et lite stykke på 15 minutter som lar deg sikre at vannhøyttaleren passer, jeg gikk gjennom ca 8 iterasjoner til jeg hadde den riktige profilen for å passe høyttaleren. Ved å gjøre dette sparer jeg meg for å kaste bort en 18 timers utskrift. toppen har spor for 1/8 "x 1 1/2" Jeg måtte bruke liten fil da broing på 3D -skriveren min er litt tett.

Trinn 11: Montering

Jeg begynte med å bruke varmt lim på nålene til ledningene, dette er for å sikre at de ikke går i stykker. Jeg la til det varme limet etter at jeg sørget for at motorene fungerte med programmeringen. Jeg brukte en liten mengde varmt lim i to hjørner av arduinoen slik at den kunne fjernes senere hvis det skulle være nødvendig. Alternativt kan avstand og gjengede innsatser utformes i 3D -utskriften.

Som du kan se på bildet har jeg en annen Bluetooth -modul festet, jeg brukte denne modulen mens jeg ventet på en ny i posten. Hovedproblemet med høyttalerne som feilaktig utløser, er ikke helt feilen på Bluetooth -modulene, det ser ikke ut til at motorene liker å jobbe med PWM.

Jeg la vanntårnene til toppstykket og festet det med varmt lim. Jeg brukte en liten mengde da jeg har tenkt å demontere høyttalerne senere og pusse plasten, men det er for kaldt til å spraye maling der jeg er akkurat nå. Panelkontakten og bryteren ble deretter lagt til på bakpanelet, jeg hadde faktisk lagt til USB -strømkabelen tidligere, men nå som 3D -utskriften er ett stykke, må kabelen føres gjennom saken og deretter kobles på plass, kan du se hvor jeg kablet USB på bildet, det stikker gjennom perfboardet og loddes til den solide AWG -trådbussstangen. Den eneste forskjellen fra bildet er med bryteren at det positive går til bryteren først, deretter perfboardet.

Trinn 12: Koden

Koden jeg har lagt til er stort sett rett frem. Koden skal fungere som den er.

Det eneste som må endres er variablene øverst i koden. De er tydelig merket med kommentarer.

MERK:

Basert på et tips tok jeg meg tid til å lære og prøve å justere PWM -frekvensen på arduino mega. Selv om frekvensendringen hjalp til med å fjerne motorstøyen som forårsaket en tilbakemeldingssløyfe, krevde det meg imidlertid å endre mange andre deler av koden, timingen måtte endres, følsomheten måtte økes.

Problemet med å endre PWM -frekvensen som er opprettet, er at timingen måtte økes for å oppveie den falske utløseren som begynte å skje og verdier måtte endres, noe som gjorde høyttalerne mindre følsomme. Jeg tror det beste på dette tidspunktet ville være å prøve motorføreren fra min tidligere iterasjon av dette prosjektet som det snakkes mer om i det siste trinnet.

Trinn 13: Det endelige produktet

Det siste elementet er virkelig spennende å se. Dette elementet blir best sett på i lav til mørk rombelysning. Dessverre kan ikke mitt nåværende kamera ta opp under dårlige lysforhold. Det er fordi jeg kunne bruke et godt kamera for å vise prosjektene mine som jeg har deltatt i for første gang forfatterkonkurranse, jeg håper at folk likte dette prosjektet og vil velge å stemme på meg.

Jeg har lagt til en video av den opprinnelige versjonen av høyttalere, slik at du omtrent kan se hvordan de ser ut.

Neste skritt

Jeg vil prøve å bruke den originale motordriverkretsen som jeg laget i versjon 1, som bruker transistorer og fotoceller for å se om det ville tillate motorene å fungere bedre. Dette burde eliminere problemene jeg har hatt med frekvensstøy på motorene på grunn av bruk av PWM -styresignal. Jeg kan også legge til noen høyttalere på siden av saken sammen med sin egen volumkontroll.

Du vil kanskje også legge merke til at innsiden av vanntårnene er i forskjellige farger, de originale høyttalerne jeg hadde er chome, som jeg ikke kunne finne lokalt, så jeg valgte den svarte for de nye (de kommer i forskjellige farger) jeg kan oppgradere til alle en farge, men de selger for $ 40 per par.