Эквалайзер динамика для воды: 13 ступеней (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

В моем первом учебном пособии я собираюсь пройти этапы, необходимые для создания водяных динамиков, которые действуют как эквалайзер.

На водяные колонки из магазина приятно смотреть, но я чувствовал, что они способны на большее. так много лет назад я изменил набор, чтобы показать частоту воспроизведения музыки. В то время, когда я использовал Color Organ Triple Deluxe II, в сочетании с набором потенциометров фотоэлементов и транзисторов, я смог заставить работать набор из 3 динамиков.

Несколько лет назад я слышал об IC MSGEQ7, которая может разделять звук на 7 значений данных для чтения Arduino. В этом проекте я использую Arduino Mega 2560, потому что он имеет необходимое количество контактов PWM для управления пятью водонапорными башнями.

В этом проекте используются навыки пайки на монтажной плате, модуле Bluetooth, Arduino и готовых водяных динамиках. На протяжении всего проекта я замечаю несколько вещей, которые мне следовало сделать по-другому, поэтому обязательно укажу на них.

Давайте начнем

Шаг 1: Детали

В этом проекте используется довольно много деталей. Многие детали у меня были на столе, другие были куплены в местном магазине запчастей.

Тебе понадобится:

ПРИМЕЧАНИЕ: количество деталей в скобках

(1) Arduino Mega 2560;

(1) USB-модуль Bluetooth

(1) 8-контактный разъем DIP

(1) MSGEQ7 - я рекомендую покупать это в Sparkfun Electronics, так как на ebay полно поддельных версий этой микросхемы.

(1) гнездо для наушников

(1) Кабель наушников с гнездовым концом

(1) стандартное гнездо USB с приличной длиной кабеля

(5) 3-проводный разъем (пары) обычно продается как 3-проводный разъем для светодиодных лент ws2812b (см. Изображение)

(10) FQP30N06L N-канальный MOSFET

(5) Стандартный блокирующий диод 1N4001

(4) красный светодиод 3 мм

(4) желтый светодиод 3 мм

(4) Белый светодиод 3 мм

(4) зеленый светодиод 3 мм

(4) синий светодиод 3 мм

(10) резисторы 10к 1/4 ватт

(8) резисторы 100 Ом

(8) резисторы 150 Ом

(5) потенциометры 500 Ом

(5) потенциометры 2 кОм

(5) резисторы 27 Ом 5 Вт

(2) резистора 100 кОм

(2) конденсатора 100 нФ

(1) конденсатор 33 пФ - должно быть это значение; Я подключил несколько конденсаторов параллельно, чтобы достичь этого значения.

(1) конденсатор 10 нФ

(1) Вкл. - Тумблер ON (монтажное отверстие составляло 3 мм, на ebay обычно указывается как мини-тумблер)

(4) болта 1/8 "x 1 1/2" (мои были помечены как болты для печки от Home Depot, файл 3d настроен для гайки и болта этого размера)

(2) около 12 дюймов кабеля Ethernet

Детали, напечатанные на 3D-принтере, если у вас нет принтера, веб-сайты, такие как 3dhubs.com, являются отличным ресурсом.

Горячий клей

Припой + паяльник

Штифты заголовка с наружной резьбой

Шаг 2. Снимите адаптер Bluetooth

Изначально я собирался использовать штекерный USB-кабель, но на нем сломалась розетка, затем я решил разобрать адаптер и удалить USB-порт. Используя мультиметр, я смог найти землю, проверив контакты на внешней оболочке USB-порта. (они связаны)

ПРИМЕЧАНИЕ. Мне действительно пришлось заменить этот адаптер на полпути по проекту, так как он вызывал высокочастотный шум на аудиопорте, новый адаптер тоже не на 100% лучше. но у меня есть другой приемник, который действительно работает, однако у него есть собственная батарея и переключатель включения / выключения, что делает водяные колонки не такими, как подключи и работай. Хотя эти ресиверы дешевы, платить больше не всегда означает получать высокое качество.

Шаг 3: Установка ИС на Perfboard

На этом шаге мы начнем пайку DIP гнезда на перфорационной плате.

На схеме показано, как все части будут подключены, контакт управления mosfet помечен как «PWM», потому что я просто подключил их напрямую к контакту на Arduino, так как я мог изменить то, что каждый контакт управляется из кода.

Я начал с размещения DIP-гнезда рядом с одной стороной платы, около ее середины.

СОВЕТ: липкая застежка помогает удерживать детали на месте во время пайки.

Затем я добавил конденсатор 100 нФ на контакты 1 и 2, затем использовал два резистора 100 кОм для подключения к контакту 8. Затем я подключил 4 конденсатора параллельно и добавил 100 нФ на контакт 6. Затем был добавлен штекерный аудиокабель и подключен к контакту. Конденсатор 10 нФ. Земля от аудиокабеля была связана с землей.

Я включил изображение обратной стороны монтажной платы, я также добавил метки на нижнюю сторону, чтобы было легче понять, где были соединены детали.

Шаг 4: Добавление МОП-транзисторов

Следующим шагом, который я сделал, было добавление МОП-транзисторов, поскольку я добавлял МОП-транзисторы, я использовал радиаторы для установки высокого уровня, позже выяснилось, что они недостаточно нагреваются, чтобы потребовать добавления радиаторов.

Я бы начал с того, что просто нанес припой на средний штифт, чтобы можно было отрегулировать.

Как только МОП-транзисторы были на месте, я начал добавлять понижающие резисторы на 10 кОм, я использовал ножки резистора для перемычки между необходимыми контактами.

Шаг 5: установка диодов и резисторов на 5 Вт

Во время этого шага я все еще ждал, когда мне будут отправлены резисторы на 5 Вт, поэтому я спас резистор из предыдущей версии водяных динамиков, чтобы я мог обеспечить расстояние, необходимое для размещения диодов.

После установки диодов я начал зачищать твердый провод 18AWG, чтобы он работал как положительная и отрицательная шины.

Сплошной провод AWG был помещен на положительную сторону диодов, а затем подключен к контакту 1 гнезда IC.

Другой кусок посуды был использован для перехода от отрицательной стороны конденсатора 33 пФ и петель вокруг МОП-транзисторов. Другой кусок меньшего размера был соединен петлей от минуса конденсаторов 33 пФ к контакту 2 гнезда IC.

Шаг 6: добавление панельного разъема, Bluetooth и потенциометров

С помощью многожильного провода 20AWG прикрепите разъем панели к тем же разъемам, что и штекерный аудиокабель. Затем я добавил провода для питания и заземления для адаптера Bluetooth, используя сплошную проволочную шину AWG на нижней стороне.

Затем я добавил потенциометры на 500 Ом, которые позволяют дополнительно регулировать яркость светодиода (они необходимы, но я считаю, что некоторые цвета светодиода могут подавлять другие, поэтому я добавил их, чтобы настроить их яркость)

Я использовал лишний металл из обрезанных выводов конденсатора, чтобы преодолеть расстояние от потенциометра до центрального контакта МОП-транзисторов.

Шаг 7: Подготовка водяных динамиков

Я начал с того, что с помощью небольшой отвертки открутил маленькие винты в задней части корпуса водяного динамика, после снятия печатной платы я обнаружил провода для двигателя. используя резаки заподлицо, я вырезал их как можно ближе к монтажной плате.

ПРИМЕЧАНИЕ: провода на двигателях не подлежат ремонту, слишком большое количество ошибок при обрезке и зачистке концов может привести к повреждению двигателя / проводов.

Затем я использовал маленькие плоскогубцы для снятия платы со светодиодами. Я предпочитаю использовать один цвет на каждый корпус для воды, а не 4 цвета, которые используются в магазине.

Затем я сгибаю положительные провода светодиодов почти заподлицо, чтобы они пересекались друг с другом, я начинаю сгибать светодиоды так, чтобы ярусные светодиоды простирались от конца до конца. С помощью липкой ленты удерживайте светодиоды на месте; Затем я сгибаю два внутренних светодиода, но обрезаю их выводы, поскольку они не должны быть такими длинными. Когда светодиоды удерживаются липкой лентой, я не могу спаять положительные выводы вместе.

Теперь я могу обрезать отрицательные выводы светодиодов, а также резисторы. (Я решил расположить светодиоды так, чтобы их цветные полосы были обращены в одном направлении; это было чисто косметическим). Используя выводы резисторов, я сгибаю их так же, как и положительные выводы светодиодов.

Я использовал горячий клей, чтобы удерживать светодиоды на месте. Затем подключил 3-х проводный разъем. Мотор и светодиоды имеют общий плюс. согласующие разъемы затем подключаются к монтажной плате, положительный полюс на одной стороне диода и отрицательный электрод двигателя на другой стороне диода. Отрицательная часть светодиодов подключается к ножке потенциометра.

Красный и желтый светодиоды имели резистор на 150 Ом.

На белых, зеленых и синих светодиодах был установлен резистор 100 Ом.

Эти значения резистора должны позволять каждому светодиоду работать при 20 мА.

Шаг 8: Добавление проводов Arduino

Я использовал две длины кабеля Ethernet, примерно 12 дюймов кабеля (2 шт.). Всего было использовано 15 проводов (1 запасной).

Я использовал часть проволоки с твердым сердечником, чтобы сберечь кабель, чтобы закрепить кабель на перфорированной плате, мне также понадобился горячий клей, чтобы удерживать его на месте. Застежка-молния в углу помогла направить провод к Arduino, который будет расположен рядом с монтажной платой при установке в корпус.

Провода располагались случайным образом, но я позаботился о том, чтобы они доходили до нужного места, некоторые были длиннее других, а те, которые были слишком длинными, были обрезаны по размеру. Используя разъемы, я смог припаять другие концы провода к контактам, это позволяет мне разобрать Arduino, если мне это понадобится. Позже я добавил горячий клей, чтобы провода не оторвались от контактов, но я делаю это после того, как все функции будут проверены.

Я добавил провода для управления микросхемой, а также провод для 5 В + и заземления.

После того, как это было сделано, я провел тест, чтобы убедиться, что индикаторы и микросхема будут работать правильно, так как я все еще ждал резисторов 5 Вт по почте.

Шаг 9: резисторы и потенциометры двигателя

Я добавил резисторы на 5 Вт между диодом и центральным контактом МОП-транзистора. Я использую изогнутые выводы резистора, чтобы закрыть зазор.

Я считаю, что двигатели более чувствительны к импульсным воздействиям и быстро срабатывают, когда вода уже течет медленно. Здесь в игру вступает потенциометр 2k. Потенциометр подключается с помощью соединительного провода 20AWG к резистору 5 Вт (не подключайте этот провод перед резистором 5 Вт, поскольку потенциометр не может обрабатывать мощность двигателя)

Другая ножка потенциометра изогнута, и с помощью другого куска твердого провода 18AWG я могу соединить единственный штырь от всех потенциометров с землей.

ПРИМЕЧАНИЕ: изначально я пытался не использовать потенциометры, но обнаружил, что использование ШИМ на этих двигателях вызывает ужасную высокочастотную обратную связь, которая вызывает помехи в ИС.

Шаг 10: 3D-печать

Всего я распечатал 3 части: верхнюю, нижнюю и заднюю панель. Однако добавленные мной файлы STL - это всего лишь две части (верхняя и нижняя), которые упростят кому-то следовать. Я сделал это, так как обнаружил, что попытка добавить панель постфактум выглядит не так хорошо. В основном я делаю заднюю панель, потому что не знал, что мне нужно на задней панели. В моем случае я решил добавить переключатель включения / выключения.

В общей сложности вы смотрите на 36 часов 3D-печати. Я использую АБС в своем принтере, так как мне очень легко красить и шлифовать. Кроме того, когда я занимаюсь сборкой, я могу использовать ацетон для сварки деталей.

Первая часть, которую я рекомендую распечатать, - это тестовый файл 3D-измерений, это небольшой 15-минутный фрагмент, который позволяет вам убедиться, что водяной динамик подойдет. Я провел около 8 итераций, пока не получил правильный профиль, подходящий для динамика. Таким образом я экономлю 18 часов на печати. наверху есть прорези для 1/8 "x 1 1/2". Мне пришлось использовать небольшой файл, так как перемычка на моем 3D-принтере немного тугая.

Шаг 11: Сборка

Я начал с нанесения горячего клея на шпильки проводов, чтобы они не сломались. Я добавил горячий клей после того, как убедился, что моторы работают с программированием. Я использовал небольшое количество горячего клея в двух углах Arduino, чтобы его можно было удалить позже, если он понадобится. в качестве альтернативы на 3D-принте могут быть спроектированы стойки и резьбовые вставки.

Как вы можете видеть на фотографии, у меня прикреплен другой модуль Bluetooth, я использовал этот модуль, пока ждал по почте новый. Основная проблема ложного срабатывания динамиков заключается не только в неисправности модулей Bluetooth, моторы, похоже, не любят работать с ШИМ.

Я добавил водонапорные башни к верхней части и закрепил ее горячим клеем. Я использовал небольшое количество, так как планирую позже разобрать динамики и отшлифовать, а затем покрыть пластик прозрачным лаком, но сейчас слишком холодно, чтобы распылять краски там, где я сейчас нахожусь. Затем на заднюю панель были добавлены разъем для панели и переключатель, я фактически добавил кабель питания USB ранее, но теперь, когда 3D-печать является цельной, кабель необходимо проложить через корпус, а затем подключить на месте, вы можете видеть, где я подключил USB на фото, он протыкает перфокарту и припаян к сплошной шине провода AWG. Единственное отличие от фото в том, что с переключателем положительный вывод сначала идет на переключатель, а затем на перфокарту.

Шаг 12: Код

Код, который я добавил, в основном прост. Код должен работать как есть.

Единственное, что нужно будет изменить, - это переменные в верхней части кода. Они четко помечены комментариями.

ЗАМЕТКА:

Основываясь на совете, я потратил время, чтобы изучить и попытаться настроить частоту ШИМ на Arduino Mega. Хотя изменение частоты действительно помогло устранить моторный шум, который вызывал петлю обратной связи, однако это потребовало от меня изменения многих других частей кода, изменения времени и увеличения чувствительности.

Проблема, связанная с изменением частоты ШИМ, заключалась в том, что пришлось увеличить время, чтобы компенсировать ложное срабатывание, которое начало происходить, и необходимо было изменить значения, что сделало динамики менее чувствительными. Я считаю, что на данном этапе лучше всего было бы попробовать драйвер двигателя из моей предыдущей версии этого проекта, о которой подробнее говорится на последнем этапе.

Шаг 13: конечный продукт

Последний пункт действительно интригует. Этот предмет лучше всего смотреть при слабом или темном освещении в комнате. К сожалению, моя нынешняя камера не может снимать в условиях низкой освещенности. Это потому, что я мог использовать хорошую камеру, чтобы продемонстрировать свои проекты, которые я участвовал в первом авторском конкурсе, я надеюсь, что людям понравился этот проект и они проголосуют за меня.

Я добавил видео с оригинальной версией динамиков, чтобы вы могли примерно увидеть, как они выглядят.

Следующие шаги

Я хотел бы попробовать использовать оригинальную схему драйвера двигателя, которую я сделал в версии 1, в которой используются транзисторы и фотоэлементы, чтобы увидеть, позволит ли это двигателям работать лучше, это должно устранить проблемы, которые у меня были с частотным шумом на двигатели из-за использования сигнала управления ШИМ. Я также мог бы добавить несколько динамиков сбоку от корпуса вместе с их собственным регулятором громкости.

Вы также можете заметить, что внутренняя часть водонапорных башен имеет разные цвета, оригинальные динамики, которые у меня были, - это chome, которые я не мог найти на месте, поэтому я выбрал черный для новых (они бывают разных цветов), которые я мог бы обновить для всех одного цвета, но они продаются по 40 долларов за пару.