РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ СОБСТВЕННОЙ ПОРТАТИВНОЙ ДИНАМИКИ BLUETOOTH CUM POWER BANK: 15 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Проекты Fusion 360 »

Привет всем, вот инструкция для людей, которые любят музыку и с нетерпением ждут возможности спроектировать и построить свои собственные портативные колонки Bluetooth. Это простой в сборке динамик, который звучит потрясающе, красиво выглядит и достаточно мал, чтобы носить его с собой в сумке. Его также можно использовать как внешний аккумулятор, так что вам не придется беспокоиться о зарядке телефона на ходу. Мне всегда казалось, что цилиндрические динамики звучат лучше, чем кубические, поэтому на этот раз я решил попробовать эту конструкцию. В динамике используются новейшие технологии, такие как неодимовые широкополосные драйверы, пассивные излучатели и стереоусилитель класса D.

Характеристики динамика: -

• Мощность 12 Вт
• Длина: 160 мм, диаметр: 75 мм
• Аккумулятор 5200 мАч, 6-8 часов воспроизведения
• 1,75-дюймовые неодимовые широкополосные динамики
• Двойной фронтальный пассивный излучатель для максимального баса и минимальной вибрации.
• Мощность банка 5200 мАч.
• Светодиодный индикатор батареи

Шаг 1. САПР в Autodesk Fusion 360

FUSION 360 - одна из тех удивительных платформ, которая позволяет воплощать идеи дизайна в вашей голове в реальность. Это действительно помогает выразить свою идею о чем-то другим. Его действительно легко изучить и использовать. Сборка компонентов может быть простой, и это помогает в проверке вашего проекта путем проверки на столкновения и другие проблемы.

В отличие от другого программного обеспечения CAD, в Fusion 360 есть одна замечательная особенность: он позволяет проектировать несколько компонентов на одном экране со ссылкой на другие компоненты, то есть модель может быть спроектирована в собранном виде. Fusion 360 также позволяет нам выбирать внешний вид и материал компонентов, чтобы ваш окончательный дизайн выглядел как настоящий. Fusion 360 также позволяет нам конвертировать и сохранять разработанные компоненты непосредственно в формате STL, что упрощает следующий этап 3D-печати.

Для этого проекта я сначала провел измерения каждого компонента с помощью штангенциркуля, используя эти размеры вместе с размерами цилиндрического объема воздуха аналогичных динамиков, уже имеющихся на рынке, я определил оптимальную длину и диаметр, необходимые для наилучшей работы. Для максимальной производительности камера динамика должна оставаться герметичной на протяжении всего срока службы динамика. Поэтому я спроектировал две отдельные камеры для будущих заменяемых компонентов, таких как батареи и зарядные модули, к которым можно легко получить доступ извне, не заходя в основную камеру динамика.

Шаг 2: КОМПОНЕНТЫ И ИНСТРУМЕНТЫ

КОМПОНЕНТЫ:

1. 1,75 дюйма, 8 Ом, 7 Вт, 2 динамика (AliExpress)
2. 62 мм пассивный радиатор X 2 (AliExpress)
3. Стереоресивер 6 Вт + 6 Вт, усилитель Bluetooth, 1 шт. (AliExpress)
4. 1s 18650 плата защиты X 1 (AliExpress)
5. 2600 мАч 18650 аккумулятор X 2 (AliExpress)
6. USB-модуль ускорения X 1 (AliExpress)
7. Водонепроницаемая светодиодная кнопка 12 мм X 1 (AliExpress)
8. Контактная пластина аккумулятора и пружина X 2 (AliExpress)
9. Виниловая пленка под дерево (AliExpress)
10. Виниловая пленка из углеродного волокна (AliExpress)
11. BC547 транзистор X 1
12. Резистор 1 кОм X 1
13. 16-25 В, конденсатор 1000 мкФ X 2
14. Гайки и болты M3

ИНСТРУМЕНТЫ:

• 3д принтер
• Набор шестигранных ключей
• Паяльник
• лезвие бритвы
• ножницы
• Отвертка
• Клей на резиновой основе (fevi bond)
• Двусторонний скотч на вспененной основе
• Горячий клей
• Плоскогубцы

Шаг 3: НАПЕЧАТАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ИХ STL-ФАЙЛЫ

Все детали были напечатаны с использованием черного PLA со 100% заполнением для максимальной прочности. Цилиндрический корпус и боковые крышки должны быть напечатаны вертикально для лучшей отделки и прочности. Высота слоя была настроена для наилучшего результата, чтобы виниловая пленка легко приклеивалась. Только основной корпус должен быть напечатан с опорами.

3D-принтер: Tevo Tarantula

Материал: PLA, ЧЕРНЫЙ

Температура: 212 C

Высота слоя: 0,1 мм

Заполнение: 100%

Шаг 4: ПОДГОТОВКА КОНТУРА

Большинство китайских плат усилителей спроектированы таким образом, чтобы делать их дешевле и меньше. Есть несколько простых приемов повышения качества их работы.

Итак, первое, что я заметил в этой плате, это то, что, несмотря на наличие порта для аккумулятора и порта micro USB для зарядки аккумуляторов, на плате отсутствовали компоненты IC для защиты от перезарядки и разрядки аккумулятора. Поэтому я подключил отдельную 1s BMS между клеммой батареи на плате и батареями, как показано на принципиальной схеме и изображениях. Это гарантирует, что батареи всегда в безопасности.

Второе, что я заметил, - это небольшое нарушение работы при максимальной громкости. Это происходило из-за того, что крошечные конденсаторы, подключенные параллельно к каждому из входов питания ИС усилителя, не могли удерживать достаточный заряд для питания усилителя при большой громкости. Таким образом, эта проблема была решена путем использования двух конденсаторов большего размера, параллельных старым.

Как только это было сделано, два провода достаточной длины были припаяны к выходным клеммам динамика на плате.

Шаг 5: СИНХРОНИЗАЦИЯ ВСТРОЕННОГО СВЕТОДИОДА С КОЛЬЦЕВЫМ СВЕТОМ КНОПКИ ПИТАНИЯ

На плате усилителя есть крошечный встроенный SMD-светодиод, который загорается и мигает в зависимости от состояния подключения Bluetooth и музыки. Но проблема в том, что этот светодиод не будет виден снаружи, если плата усилителя закреплена внутри динамиков.

Таким образом, этот светодиод должен быть синхронизирован с кольцевым светом вокруг кнопки питания. Сигнал напряжения, используемый для питания SMD, не может напрямую питать кольцевой светильник, поскольку кольцевому свету требуется больше энергии. Таким образом, этот сигнал напряжения используется для запуска или переключения транзистора, который, в свою очередь, включает кольцевой свет, используя энергию непосредственно от батарей.

1. Подключение проводов для этого показано на принципиальной схеме на предыдущем шаге.
2. Подключите резистор 1 кОм к контакту D1 микросхемы Bluetooth.
3. Подключите другой конец резистора к базе транзистора BC547.
4. Подключите эмиттер транзистора к земле.
5. Подключите коллектор транзистора к отрицательной клемме кольцевой лампы.
6. Подключите положительную клемму кольцевой лампы к положительной клемме аккумулятора.

Шаг 6:

1. Провода питания протягиваются через отверстия в камере, в которой должна быть размещена плата внешнего блока питания.
2. Эти провода аккуратно припаяны к модулю power bank в соответствии с правильной полярностью, а затем наливается клей вокруг отверстия, через которое провода вошли, чтобы предотвратить утечку воздуха.
3. Двусторонний скотч наклеен на модуль power bank и прикреплен к его камере, как показано на рисунке.
4. Клей наносится на плату усилителя и крепится внутри корпуса динамика, как показано на рисунке.

Шаг 7: ПРИСОЕДИНЕНИЕ ДИНАМИКА

Как упоминалось ранее, очень важно, чтобы камера динамика была герметичной для правильной работы пассивных излучателей. Поэтому кусок двусторонней ленты на вспененной основе используется в качестве мягкой шайбы для предотвращения утечки после затяжки болтов. Динамики крепятся с помощью 30-миллиметровых болтов M3 и гаек.

Излишки поролоновой ленты срезаются лезвием бритвы, чтобы она выглядела аккуратно.

Шаг 8:

1. Точки пайки пластины аккумулятора и пружины сначала вставляются через прорези, предусмотренные для них на каждом конце аккумуляторного отсека.
2. Пластина входит в положительную клемму, а пружина - на отрицательную клемму аккумулятора.
3. Пластины и пружины приклеены к камере, как показано на рисунке.
4. Провода питания припаяны к вставленным ранее точкам пайки.
5. Для герметизации камеры на вставках используется клей.

Шаг 9: НАНЕСЕНИЕ ВИНИЛА НА ТЕЛО

1. Вырезается полоса винила немного шире корпуса динамика и длиннее окружности динамика.
2. Винил наносится аккуратно, следя за тем, чтобы тело было закрыто должным образом.
3. Лишний винил вокруг отверстий камеры и портов срезается лезвием бритвы.
4. Нагрейте виниловую пленку вокруг отверстия для кнопки питания, чтобы она аккуратно согнулась.

Шаг 10: НАНЕСЕНИЕ ВИНИЛА НА БОКОВЫЕ КОЛПАЧКИ

1. Боковые заглушки отшлифованы очень мелкой наждачной бумагой, чтобы все поверхности стали гладкими для приклеивания.
2. Углеродный винил - это яблоки на лицевой стороне и окружности торцевых заглушек.
3. Излишки винила с боков обрезаются ножницами, а круглое отверстие аккуратно вырезается, проводя бритвой по окружности отверстия.

Шаг 11:

1. Клей на резиновой основе наносится как на пассивный радиатор, так и на торцевые крышки по окружности.
2. Подождите 5 минут, чтобы клей слегка подсох.
3. Держите пассивные радиаторы прижатыми к заглушкам с небольшой нагрузкой, пока клей не высохнет.

Шаг 12: ПРИСОЕДИНЕНИЕ КНОПКИ ПИТАНИЯ

1. Четыре провода (светодиод +, светодиод-, аккумулятор -, усилитель -) протягиваются через гайку кнопки.
2. Затем четыре провода протягиваются через отверстие для кнопок на корпусе динамика.
3. Провода припаяны к переключателю на правильно обозначенных клеммах.
4. Выключатель крепится к корпусу гайкой с помощью плоскогубцев.

Шаг 13: ЗАКРЫТИЕ БАТАРЕЙНОЙ КАМЕРЫ

1. Две полностью заряженные батареи вставляются в батарейный отсек.
2. Используйте немного горячего клея, чтобы батарейки оставались на месте.
3. Крышка аккумуляторного отсека закрывается и крепится двумя болтами M3 с помощью шестигранного ключа.

Шаг 14: ПРИКРЕПЛЕНИЕ БОКОВЫХ КРЫШЕК И ГРИЛЯ

1. Клей на резиновой основе наносится по окружности торцов корпуса динамика, а также внутри торцевых крышек.
2. Подождите 5 минут, чтобы клей слегка высох.
3. Торцевые крышки прижимаются к обеим сторонам корпуса динамика и удерживаются под нагрузкой до высыхания клея.
4. Точно так же решетки динамика приклеиваются к корпусу динамика.

Шаг 15:

Вот и все, динамик собран. Если у кого-то из вас есть сомнения или вопросы, не стесняйтесь упоминать об этом в комментариях, я обязательно отвечу на все вопросы.

Спасибо

Финалист Audio Challenge 2020