Bluetooth високоговорител W/ музикално реагираща LED матрица: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Този проект е включен в конкурса за безжична връзка и LED конкурса - ако ви харесва, ще съм много благодарен на вашия глас. Благодаря!

Проектирах и построих DIY Bluetooth високоговорител с вградена LED матрица. LED матрицата включва редица различни режими на визуализация, включително режим на камина, абстрактен режим „движещо се изкуство“и няколко, които реагират на музиката чрез микрофон вътре в кутията на високоговорителя. Не съм виждал друг продукт, предназначен за дома, който да съчетава зрението и звука по този начин.

Идеята за този проект се роди по някакъв неортодоксален начин. Исках да построя нещо за няколко приятели, които очакват новородени. Исках подарък, който да помогне на децата им да се развият неврологично, и дар, който те няма да надраснат. След като направих редица светодиодни проекти и имах известен опит в дървообработването, ми хрумна идеята да интегрирам аудио-реактивна LED матрица в Bluetooth високоговорител.

Кутията с високоговорители включваше доста дървообработване. Външната страна на кутията е изработена от груб къдрав кленов дървен материал, който съм фрезовал на 3/4 . Предните и задните панели са изработени от MDF. Финалът на къдравия клен е вдъхновен от покрития с електрическа китара, като тези, които се виждат на някои на любимите ми китари на Пол Рийд Смит.

Вътрешно използвам 2x15w Dayton Audio усилвателна платка за аудио за аудио и Arduino Mega за управление на 16x16 LED матрица (WS2812 LED). Малък електронен микрофон вътре в кутията на високоговорителя открива музиката, която се възпроизвежда, и осигурява сигнал, който Arduino може да използва за създаване на реактивен дисплей на светодиодите.

Дизайнът също така позволява механично регулиране, за да промени изцяло външния вид на LED матрицата; от пикселно до абстрактно. Особено се гордея с тази функция, тъй като не съм я виждал никъде другаде преди, а ефектът е много готин (показан е в края на видеоклипа). LED матрицата е монтирана към преграда зад белия полупрозрачен акрилен дифузьор и чрез завъртане на винт с палец на гърба на високоговорителя можете да преместите LED преградата към или от дифузора. По този начин винтът за палец ви позволява да преминете от пикселизиран дисплей (където се виждат отделни светодиоди), до абстрактен дисплей, където светодиодите се размазват заедно, за да образуват движещо се изкуство, с почти 3D-подобен ефект.

Стъпка 1: Съберете консумативите

Дърво:

Можете да направите кутията за високоговорители от всякакъв вид дърво, което харесвате. Използвах 3/4”плътен клен за периметъра на кутията на високоговорителите, ½” MDF за предния панел, ¼”MDF за задния панел (но вместо това бих препоръчал ½”) и скрап ½”шперплат за вътрешните корпуси на високоговорителите.

Дифузер:

Полупрозрачен бял акрилен лист:

Електроника:

Arduino Mega (или клонинг):

16x16 LED матрица:

19.7V или 24V захранване (най -малко 60w):

3 -инчови говорители с пълен обхват:

Dayton Audio 2x15w Bluetooth усилвателна платка:

Комплект аудио аксесоари на Dayton с жак за аудио вход:

Скоба за Dayton Audio board:

1000 mF кондензатор:

Резистор 330 ома

Електретен микрофон с автоматично усилване:

24V 16mm заключващ се бутон за включване/изключване:

5V 16mm LED бутон за включване/изключване:

5V 16mm Моментен LED бутон:

Женски Power Jack:

Лопатни конектори:

Тел конектори с гайка:

Стъпващ конвертор:

Алтернативна опция за захранване:

5V захранване (поне 70w):

Повишаващ конвертор (за повишаване до 19,7 V за верига на високоговорителите):

LED преграда и хардуер

5”1/4-20 болт

Т-гайка (1/4-20 с резба)

Винт с гайка Knurl (1/4-20 с резба):

Месингови винтове:

Инструменти/Други неща

Forstner Bits:

Стъпка 2: Нарежете дървото

Ето списъка за изрязване на високоговорител с размер 22”W x 9” H x 6”D. Можете да изрежете от дърво по ваш избор, твърда дървесина, MDF или шперплат. (MDF е по -добър от шперплат, за да се справи с вибрациите на високоговорителите, както го разбирам.)

Кутия за високоговорители от горни/долни панели: (2) ¾”x22” x6”(скосени краища)

Странични панели Говорителска кутия: (2) ¾”x9” x6”(скосени краища, извадете 1,5”, ако правите челни съединения)

Предна плоча: ½”x20,5” x7,5”

Задна плоча: ½”x20,5” x7,5”

LED преграда: ½”x7.5” Hx 8.5W”

Корпуси за високоговорители: (2) ½”x7,5” x4,25”, (2) ½” x7,5”x5,5”

Използвайте циркуляр, настолен трион и/или трион за рязане на горния списък с части.

Стъпка 3: Направете изрези в горния панел за бутоните за управление

Преди да залепим кутията, трябва да направим изрези в горния ни панел за трите 16 -милиметрови бутона (~ 5/8”). Бутонът за включване/изключване на 24V ще включи и изключи всичко, бутонът за включване/изключване на 5V ще включи и изключи 5V веригата (с LED матрицата и Arduino) отделно от Bluetooth високоговорителя, а 5V моментният бутон ще промени режимите върху LED матрицата.

Нишките на тези 16 мм бутони не са достатъчно дълги, за да се простират през дървото, така че ще трябва да пробием по -големи вдлъбнатини от вътрешната страна на горния панел, за да завием гайката към резбите на всеки бутон и да ги прикрепим. Маркирайте централните точки за високоговорителя от долната страна на горния панел, като едната е центрирана точно, а другите две изместени от центъра с 1,75”от двете страни. След това използвайте 1-3/8”накрайник Forstner от вътрешната страна на горния панел, за да пробиете отвор с точност до 1/4” от горната част (например, задайте ограничител за 1/2”дълбоко върху вашата сеялка). Използвайте централната точка вляво от накрайника Forstner като водач за пробиване през централната точка с малка (например 1/8”) свредло, което ще ви позволи да подравните нещата, когато пробивате от противоположната страна. Сега го обърнете и използвайте 5/8 -инчов накрайник Forstner, за да пробиете всеки отвор отгоре, така че да имате отвор, който идеално пасва на 16 -милиметровите бутони. Този процес е показан тук:

Стъпка 4: Изрежете и боядисайте панела на предния високоговорител

Първо ще искате да използвате молив, за да маркирате централната точка за всеки високоговорител. Отбелязах централните си точки на 3,5”от най -близкия страничен ръб и центриран вертикално (3,75” от горния/долния ръб), така че високоговорителите да бъдат разположени на 2”от ръба на панела на високоговорителите. След това използвайте молива си, за да нарисувате квадрат 6,75”x 6,75”, който е центриран вертикално и хоризонтално на предния панел. Този квадрат е изрезката за LED матрицата.

След това използвайте трион с отвори за отвори, за да изрежете отворите за високоговорителите, центрирани върху точките, които сте маркирали. Препоръчва се сеялка, но може да се измъкнете с ръчно пробиване, ако сте внимателни.

След това използвайте ъглов бит за рутер, за да дадете вътрешността на всеки изрез на високоговорителите и на изреза на LED матрицата скосен ръб.

И накрая, ще искате да нарисувате предния панел на MDC. За MDF отпред и отзад използвах бяла спрей боя и я покрих с няколко слоя прозрачен лак. Направих и една версия с черен преден панел, където използвах черна спрей боя.

Стъпка 5: Изрежете и поставете дифузера

Нарежете парче от вашия акрил на 7”x 7” с настолен трион, циркулярен трион или мозайката. Отлепете само краищата на защитната пластмаса от двете страни на акрила и я поставете от вътрешната страна на изреза си в предния панел. Използвайте супер лепило, за да го залепите към предния панел.

Стъпка 6: Направете изрези в панела на задния високоговорител

Първо, направете ¼”изрези за резбовия линеен жак и женския DC захранващ жак. Подобно на бутоните, нишките не се простират. Използвайте същия процес, описан по -горе за бутоните, за да направите по -големи вдлъбнатини от вътрешната страна на задния панел за тези два конектора с резба. С изключение на този път, използвайте ¾”Forstner накрайник за вдлъбнатината и го пробийте с точност до 1/8” от външната страна на задния панел, и използвайте bit”Forstner накрайник, за да пробиете външния отвор, който плътно да приляга към тези два ¼”Крикове.

Също така ще изрежете следните дупки в опаковъчния панел:

- Свързващ hole”отвор за болт с резба, идващ от LED преграда. Този hole”отвор трябва да се пробие в мъртва точка в задния панел.

- (по избор) ¾”отвор за всмукване на вентилатор. Пробийте, където е удобно. Центрирах тази дупка на около 2”от горния ръб.

- Проветрете отворите по желание. Пробих два ¾”отвора към страничните ръбове на задния панел, за да се осигури вентилация (светодиодите и понижаващият преобразувател могат да се нагреят доста).

Стъпка 7: Завършете корпуса на високоговорителя

Преди да поставите предния панел в кутията за митриране, ще искате да шлайфате и завършите черупката и предния панел. Изборът на финал зависи от вас. Тъй като горният, долният и страничният панел бяха от плътен клен, току -що използвах Waterlox като финиш.

Направих още няколко копия на високоговорителя, където използвах сиво анилиново багрило и Tru-oil, за покритие, вдъхновено от електрическа китара. На един от тях използвах черна спрей боя за предния и задния панел, а за другия сив - бяла спрей боя.

Стъпка 8: Сглобете корпуса на кутията за високоговорители

Преди да залепите кутията, уверете се, че сте направили горната стъпка за изрязването на бутоните. Също така, преди да залепите, прикрепете опори около и изместени от ръбовете на горния, долния и страничните панели, върху които ще опира предният панел. Нарежете няколко ленти за скрап (MDF или шперплат) с височина около ½”и залепете и заковайте две от тях към всеки от горните, долните и страничните панели. Лентите трябва да са с височина ½”или ¾”. Поставих предните опорни ленти на всеки панел назад на ¾”от ръба на предната част, така че ½” панелът на предния високоговорител да бъде вмъкнат с ¼”, когато опира в опорите. Вижте видеото тук: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Уверете се, че не поставяте опорите в централния 7 -инчов диапазон на горния и долния панел, тъй като това би попречило на вашата LED преграда да се движи близо до дифузора.

Забележете, във видеото и снимките направих и опори за гърба. За тази инструкция подобрих дизайна, като оразмерих корпусите на вътрешните високоговорители, така че те също да служат като опора за задния панел, така че поддържащите части не са необходими отзад.

След като прикрепите опорите, ще направим външната обвивка на кутията с високоговорители с горни, долни и странични панели. Това е просто основна кутия за митриране, с четири страни. Използвайте лепило за дърво и скоби за сглобяване. Препоръчвам също така да поставите малко бояджийска лента върху предната и страничната част (така че да не залепват с лепилото за дърво) и да ги поставите в кутията при затягане и докато лепилото изсъхне, за да сте сигурни, че сте го получили перфектно квадрат и плътно.

Стъпка 9: Прикрепете корпусите на вътрешните високоговорители и предния панел към корпуса

Подгответе корпусите на високоговорителите и предния панел:

Всеки вътрешен корпус на високоговорителите е направен от L-образна вътрешна секция, която прилепва към предните, страничните, горните и долните панели, за да образува корпус.

Първо маркирайте места за винтовете на високоговорителя, като използвате самия високоговорител като ръководство. След това предварително пробийте дупки

След това пробийте ½”отвори за проводниците на високоговорителите в парчето 4,5” x7,5”и прикрепете парчето 4,5” x7,5”перпендикулярно на предния панел, с вътрешния му ръб на 5,5” от най -близката страна на панела на високоговорителя. Използвайте лепило и пирон отпред, за да прикрепите тези парчета (по -късно ще се върнете и ще използвате шпакловка за дърво и пясък, за да покриете дупките за нокти). Забележка: във видеото използвах джобни дупки, но имах проблеми с пробиването им, така че не препоръчвам този начин.

Прикрепете предния панел и корпусите на високоговорителите:

След това прикрепете високоговорителите с винтове към предварително пробитите отвори. (Високоговорителите, които свързах, имат вградени уплътнения, така че те са запечатани. Сега поставете тази структура с предния панел, перпендикулярната страна на корпуса на високоговорителите и високоговорителите, в кутията на високоговорителите. Прокарайте проводниците на високоговорителите през отвора. По това време, използвайте малко уплътнение, за да запечатате вътрешните ръбове на корпусите на високоговорителите към задната част на предния панел. (По избор: добавете малко полифилър сега към корпусите на високоговорителите.)

След това пробийте джобни отвори в страничните ръбове на задните страни на корпусите на високоговорителите (1/2”x6” x7.5”) Сега прикрепете задните страни на корпусите на високоговорителите към страничните панели с помощта на лепило и винтове за джобни отвори, и залепете и завийте челната връзка между задната страна на корпуса и перпендикулярната вътрешна страна на корпуса, за да завършите корпусите.

Стъпка 10: Направете подвижната LED преграда

За това ще използваме парчето ½”x7.5” H на 8.5”W, което изрязахме по -рано.

1. Пробийте ½”рецесия около ¼” дълбоко в мъртвата точка на предната част на вашия LED преграда (това ще позволи на главата на болта ви да бъде вдлъбнато на едно ниво)

2. Пробийте дупка за dead”T-Nut мъртва точка отзад (така че да се простира отзад до вдлъбнатината, която току-що пробихте отпред)

3. Забийте T-гайката отзад

4. Завийте 5”шестостен болт ¼-20 отпред (използвайте супер лепило върху Т-гайката, ако имате проблеми с разхлабването му)

5. Пробийте големи дупки в преградата си, които се подравняват с местоположението на проводниците отзад на LED матрицата (вероятно ще искате да запоите кондензатора между + и - на вашата LED матрица, преди да направите това)

6. Издърпайте проводниците на LED матрицата през отворите и свръхлепете LED матрицата към предната част на преградата (по избор: за безопасност / разсейване на топлината, залепете алуминиевия лист към предната част на преградата, след което залепете LED матрицата към алуминия)

Стъпка 11: Електроника и код

Ето връзката на Github към кода (в процес на работа, но работи):

Първо изтеглете и инсталирайте Arduino, ако все още не сте го направили.

Второ, ще трябва да добавите библиотеката FastLED към Arduino. (Просто потърсете „FastLED“в раздела Библиотеки на Arduino.)

Трето, качете кода на Arduino (свързан по -горе) във вашия Arduino Mega (използвах Mega поради паметта и размера на кода; това е много пресилено от гледна точка на I/O). Кодът предполага: свързан към щифта AREF на Arduino (и към Vcc на микрофона на електрета).

Като се обърнем към електрониката, следвайте простите инструкции, предоставени с Dayton Audio борда, за да я свържете. Това е ясно; почти plug and play.

Ще вземете 19.7V или 24 V + и заземяващи входове от женския жак за захранване и ще ги разделите с 3-пътен или 5-пътен конектор с ниска гайка. Свържете превключвателя за включване/изключване на 24V между захранващия жак и това разделяне, така че да функционира като реле за включване/изключване. От разделянето пуснете 19.7V директно към Дейтънската аудио платка и понижаващия преобразувател (не забравяйте да регулирате стъпалото надолу, като завъртите винта му и използвайте мултицет, за да проверите дали извежда 5V).

След това свържете кабела за включване/изключване на 5V между изхода на стъпалото надолу и останалите 5V компоненти (Arduino, светодиоди, моментен бутон и вентилатор), така че той служи като реле за включване/изключване на 5V верига отделно от Bluetooth високоговорителя. След това следвайте диаграмата на Fritzing, за да свържете Arduino, светодиоди, 5V моментен бутон и вентилатор.

Дейтънската аудио скоба ще бъде използвана за монтиране на Bluetooth платката. Той е сравнително евтин и прави това лесно. За да монтирам Arduino Mega, 5V понижаващ преобразувател и 5V вентилатор към задния панел, просто използвах пластмасови винтове и супер лепило

Няма да навлизам в много подробности относно поставянето на части в високоговорителя, защото не мисля, че го направих много добре. Мога обаче да ви дам някои насоки, за да разберете оформлението. Първо, завийте всички 16 мм бутони в отворите на горния панел. След това използвайте съединителите JST и конекторите за гайка за ниво, за да свържете всички електронни компоненти, за да можете да разберете как да ги поставите вътре в високоговорителя. След това играйте с оформления, за да намерите този, който работи. Когато измисляте поставянето на компонентите, не забравяйте да поставите LED преградата в кутията, за да можете да потвърдите, че компонентите са свободни от резбовия болт, простиращ се от преградата до задния панел на високоговорителя, и се уверете, че преградата има място за преместване напред и назад (от нивото с дифузора до ½”или повече от дифузора).

Изключете компонентите чрез съединители JST и гайка за ниво, за да можете да прикрепите постоянно всичко. Използвайте супер лепило, за да прикрепите Arduino Mega, 5V понижаващ преобразувател и 5V вентилатор на местата, които току -що сте разбрали. Сега свържете отново всичко и проверете дали цялата електроника работи правилно.

СЪВЕТ, АКО АУДИО РЕАКТИВНОСТТА НЕ Е ЯВА НАЛИЧНО: Чувствителността на микрофона може да варира много. Ако отзивчивостта не изглежда правилна, използвайте серийния монитор, за да прочетете стойностите на микрофона, да определите обхвата, когато пускате песен от източника на звук, който планирате да използвате, и да регулирате параметрите MIC_HIGH и MIC_LOW в кода. Играта с тях драстично ще промени начина, по който кодът реагира на звука.

Стъпка 12: Прикрепете задния панел и го стартирайте

Поставете задния панел в кутията на високоговорителите, като внимавате да подравните ¼”централния отвор на задния панел с болта ¼-20, така че болтът с резба да се простира през отвора. Сега завийте гайката за нагъване към болта, така че можете да регулирате разстоянието между светодиодната преграда и дифузора, като завъртите гайката с нагъване (която по същество служи като винт с палец). Предварително пробийте дупки за месинговите винтове в ъглите на задния панел и прикрепете задния панел, като завиете месинговите винтове.

Включете го, свържете телефона си с Bluetooth и се наслаждавайте!

Първа награда в LED конкурса 2017

Втора награда в конкурса за безжична връзка