Bluetooth skaļrunis ar mūziku reaģējošu LED matricu: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šis projekts ir iekļauts bezvadu konkursā un LED konkursā - ja jums tas patīk, es ļoti novērtētu jūsu balsojumu. Paldies!

Es projektēju un uzbūvēju DIY Bluetooth skaļruni ar integrētu LED matricu. LED matricā ir vairāki dažādi vizualizācijas režīmi, tostarp kamīna režīms, abstrakts “kustīgas mākslas” režīms un vairāki, kas reaģē uz mūziku, izmantojot mikrofonu skaļruņu kastes iekšpusē. Es neesmu redzējis nevienu citu mājās paredzētu produktu, kas šādā veidā apvieno redzi un skaņu.

Šī projekta ideja radās nedaudz neparastā veidā. Es gribēju uzbūvēt kaut ko vairākiem draugiem, kas gaida jaundzimušos. Es gribēju dāvanu, kas palīdzētu viņu bērniem attīstīties neiroloģiski, un dāvanu, kuru viņi nepārsniegtu. Veicot vairākus LED projektus un gūstot zināmu pieredzi kokapstrādē, man radās ideja Bluetooth skaļrunī integrēt audio reaktīvu LED matricu.

Skaļruņu kaste ietvēra diezgan daudz kokapstrādes. Kastes ārpuse ir izgatavota no rupjas cirtainas kļavas zāģmateriāla, ko es noslīpēju līdz 3/4 . Priekšējie un aizmugurējie paneļi ir izgatavoti no MDF. Cirtainās kļavas apdari iedvesmoja elektriskā ģitāra, piemēram, dažos no manām mīļākajām Pola Rīda Smita ģitārām.

Iekšēji skaņai izmantoju 2x15w Dayton Audio Bluetooth pastiprinātāja plati un Arduino Mega, lai kontrolētu 16x16 LED matricu (WS2812 LED). Neliels elektreta mikrofons skaļruņu kastes iekšpusē nosaka atskaņojamo mūziku un nodrošina signālu, ko Arduino var izmantot, lai gaismas diodēs izveidotu reaktīvu displeju.

Dizains arī ļauj mehāniski pielāgot, lai pilnībā mainītu LED matricas izskatu; no pikselēta līdz abstraktai. Es esmu īpaši lepns par šo funkciju, jo neesmu to redzējis nekur citur, un efekts ir ļoti foršs (tas tiek parādīts videoklipa beigās). LED matrica ir uzstādīta pie deflektora aiz baltā daļēji caurspīdīgā akrila difuzora, un, pagriežot īkšķa skrūvi skaļruņa aizmugurē, jūs varat pārvietot LED deflektoru pret difuzoru vai prom no tā. Tādējādi īkšķa skrūve ļauj pāriet no pikseļu displeja (kur ir redzamas atsevišķas gaismas diodes) uz abstraktu displeju, kur gaismas diodes izplūst, veidojot kustīgu mākslu, radot gandrīz 3D efektu.

1. darbība: apkopojiet izejmateriālus

Koks:

Jūs varat izgatavot skaļruņu kastīti no jebkura koka veida, kas jums patīk. Skaļruņu kastes perimetram es izmantoju 3/4”cietu kļavu, ½” MDF priekšējam panelim, ¼”MDF aizmugurējam panelim (bet ieteiktu ½” vietā) un ½”saplāksni iekšējiem skaļruņu korpusiem.

Izkliedētājs:

Daļēji caurspīdīga balta akrila loksne:

Elektronika:

Arduino Mega (vai klons):

16x16 LED matrica:

19,7 V vai 24 V barošanas avots (vismaz 60 W):

3”pilna diapazona skaļruņi:

Dayton Audio 2x15w Bluetooth pastiprinātāja plate:

Deitonas audio piederumu komplekts ar audio ieejas ligzdu:

Deitonas audio plāksnes kronšteins:

1000 mF kondensators:

330 omu rezistors

Automātiska pastiprinājuma elektreta mikrofons:

24V 16 mm aizvēršanas ieslēgšanas/izslēgšanas LED spiedpoga:

5V 16 mm ieslēgšanas/izslēgšanas LED spiedpoga:

5V 16 mm īslaicīga LED spiedpoga:

Female Power Jack:

Pīķa savienotāji:

Sviras uzgriežņu vadu savienotāji:

Atkāpšanās pārveidotājs:

Alternatīva barošanas iespēja:

5V barošanas avots (vismaz 70w):

Papildu pārveidotājs (lai palielinātu skaļruņu ķēdi līdz 19,7 V):

LED deflektors un aparatūra

5”1/4-20 skrūve

T-uzgrieznis (1/4-20 ar vītni)

Knurl uzgriežņa īkšķa skrūve (1/4-20 ar vītni):

Misiņa skrūves:

Noliktavas/Citas lietas

Forstnera biti:

2. solis: zāģējiet koku

Šeit ir 22”W x 9” H x 6”D. skaļruņu griezumu saraksts. Jūs varat griezt no izvēlētās koksnes, cietkoksnes, MDF vai saplākšņa. (MDF ir labāks par saplāksni, lai izturētu skaļruņu vibrācijas, kā es to saprotu.)

Augšējā/apakšējā paneļa skaļruņu kārba: (2) ¾”x22” x6”(nošķelti gali)

Sānu paneļu skaļruņu kārba: (2) ¾”x9” x6”(nošķelti gali, atņemot 1,5”, ja veicat savienojumus)

Priekšējā plāksne: ½”x20,5” x7,5”

Aizmugurējā plāksne: ½”x20,5” x7,5”

LED deflektors: ½”x7.5” Hx 8.5W”

Skaļruņu korpusi: (2) ½”x7,5” x4,25”, (2) ½” x7,5”x5,5”

Izmantojiet ripzāģi, galda zāģi un/vai slīpzāģi, lai sagrieztu iepriekš minēto detaļu sarakstu.

3. darbība. Augšējā panelī veiciet izgriezumus spiedpogas vadīklām

Pirms kastes pielīmēšanas augšējā panelī jāizdara izgriezumi trim 16 mm (~ 5/8”) spiedpogām. 24 V aizvēršanas ieslēgšanas/izslēgšanas poga visu ieslēgs un izslēgs, 5 V fiksēšanas ieslēgšanas/izslēgšanas poga ieslēgs un izslēgs 5 V ķēdi (ar LED matricu un Arduino) atsevišķi no Bluetooth skaļruņa, un 5 V īslaicīgā poga mainīs režīmus uz LED matricas.

Šo 16 mm taustiņu diegi nav pietiekami gari, lai izietu cauri kokam, tāpēc augšējā paneļa iekšpusē mums būs jāizurbj lielāki padziļinājumi, lai uzgriežņus pieskrūvētu pie katras pogas vītnēm un piestiprinātu. Atzīmējiet skaļruņa centra punktus augšējā paneļa apakšpusē, vienu precīzi centrējot, bet pārējos divus novirzot no centra par 1,75”abās pusēs. Pēc tam augšējā paneļa iekšpusē izmantojiet 1-3/8 collu Forstnera uzgali, lai urbtu caurumu 1/4 collu robežās no augšas (piemēram, iestatiet urbšanas preses 1/2”dziļumu). Izmantojiet centrālo punktu, kas palicis no Forstnera uzgaļa, kā vadotni, lai urbtu caur centra punktu ar mazu (piemēram, 1/8”) urbi, kas ļaus jums izlīdzināt lietas, kad urbjat no pretējās puses. Tagad apgrieziet to un izmantojiet 5/8 collu Forstnera uzgali, lai urbtu caur katru caurumu no augšas, lai jums būtu caurums, kas lieliski atbilst 16 mm pogām. Šis process ir parādīts šeit:

4. darbība: izgrieziet un krāsojiet priekšējā skaļruņa paneli

Vispirms jūs vēlaties izmantot zīmuli, lai atzīmētu katra skaļruņa centra punktu. Es atzīmēju savus centra punktus 3,5 collu attālumā no tuvākās sānu malas un centrēju vertikāli (3,75 collas no augšējās/apakšējās malas), lai skaļruņi būtu ievietoti 2 collu attālumā no skaļruņu paneļa malas. Pēc tam ar zīmuli uzzīmējiet 6,75 x 6,75 collu kvadrātu, kas vertikāli un horizontāli centrēts uz priekšējā paneļa. Šis kvadrāts ir LED matricas izgriezums.

Pēc tam izmantojiet 3 collu zāģa zāģi, lai izgrieztu caurumus skaļruņiem, centrējot uz jūsu atzīmētajiem punktiem. Ieteicams urbt presi, taču, ja esat uzmanīgs, jūs, iespējams, varētu izvairīties no urbšanas ar rokām.

Pēc tam izmantojiet leņķveida maršrutētāja uzgali, lai katra skaļruņa izgriezuma iekšpuse un LED matricas izgriezums būtu nošķelta.

Visbeidzot, jūs vēlaties krāsot MDC priekšējo paneli. MDF priekšpusē un aizmugurē es izmantoju baltu aerosola krāsu un pārklāju to ar pāris caurspīdīgas lakas kārtām. Es arī izveidoju vienu versiju ar melnu priekšējo paneli, kur izmantoju melnu aerosola krāsu.

5. darbība: izgrieziet un pievienojiet difuzoru

Izgrieziet akrila gabalu līdz 7”x 7” ar galda zāģi, ripzāģi vai finierzāģi. Noņemiet tikai aizsargplastmasas malas abās akrila pusēs un novietojiet to priekšējā paneļa izgriezuma iekšpusē. Izmantojiet kādu superlīmi, lai to pielīmētu pie priekšējā paneļa.

6. darbība. Izgrieziet aizmugurējā skaļruņa paneli

Vispirms izveidojiet ¼”izgriezumus vītņotajai kontaktligzdai un vītņotajai līdzstrāvas ligzdai. Tāpat kā spiedpogas, arī diegi neiet cauri. Izmantojiet to pašu procesu, kas aprakstīts iepriekš pogām, lai šīm divām vītņotajām ligzdām aizmugurējā paneļa iekšpusē izveidotu lielākus padziļinājumus. Izņemot to, šoreiz padziļinājumā izmantojiet ¾ collu Forstnera uzgali un urbiet to 1/8 collu attālumā no aizmugurējā paneļa ārpuses, un izmantojiet ¼ collu Forstnera uzgali, lai urbtu ārējo caurumu, kas cieši pieguļ šiem diviem.”Domkrati.

Iepakojuma panelī jūs arī izgriezīsiet šādus caurumus:

- Pārošanās hole”caurums vītņotajai skrūvei, kas nāk no LED deflektora. Šim hole”caurumam jābūt izurbtam aizmugurējā panelī.

- (pēc izvēles) ¾”atvere ventilatora ieplūdei. Urbt, kur ērti. Es centrēju šo caurumu apmēram 2”attālumā no augšējās malas.

- Atgaisojiet caurumus pēc vēlēšanās. Es izurbju divus ¾”caurumus aizmugurējā paneļa sānu malās, lai nodrošinātu ventilāciju (gaismas diodes un pazeminošais pārveidotājs var diezgan sakarst).

7. darbība: pabeidziet skaļruņu kastes apvalku

Pirms priekšējā paneļa ievietošanas slīpuma kastē, jūs vēlaties slīpēt un pabeigt apvalku un priekšējo paneli. Apdares izvēle ir jūsu ziņā. Tā kā mans augšējais, apakšējais un sānu paneļi bija cieta kļava, es tikai kā apdari izmantoju Waterlox.

Es arī izveidoju vēl pāris skaļruņa kopijas, kurās izmantoju pelēko anilīna krāsu un Tru-eļļu, lai pabeigtu elektrisko ģitāru. Vienam no šiem priekšējiem un aizmugurējiem paneļiem es izmantoju melnu aerosola krāsu, bet otram pelēkam - baltu aerosola krāsu.

8. darbība: salieciet skaļruņu korpusa apvalku

Pirms kastes pielīmēšanas pārliecinieties, ka esat izpildījis iepriekš minēto pogu izgriezumu darbību. Tāpat pirms līmēšanas piestipriniet balstus apkārt un nobīdiet no augšējā, apakšējā un sānu paneļa malām, pret kurām priekšējais panelis balstīsies. Izgrieziet dažas koka sloksnes (MDF vai saplāksni) apmēram ½”augstumā un pielīmējiet un piestipriniet divas no tām pie katra augšējā, apakšējā un sānu paneļa. Sloksnēm jābūt ½”vai ¾” augstām. Es novietoju priekšējās atbalsta sloksnes uz katra paneļa aizmugurē par ¾”no priekšpuses malas tā, lai ½” priekšējā skaļruņa panelis būtu ievietots par ¼”, kad tas balstās pret balstiem. Skatiet video šeit: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Pārliecinieties, ka neatrodat balstus augšējā un apakšējā paneļa 7 collu centrā, jo tas traucētu jūsu LED deflektoram pārvietoties difuzora tuvumā..

Ņemiet vērā, ka video un attēlos es arī izveidoju atbalstu mugurai. Šai pamācībai es uzlaboju dizainu, izmērot iekšējos skaļruņu korpusus, lai tie arī kalpotu kā atbalsts aizmugurējam panelim, tā, ka aizmugurē nav nepieciešami atbalsta gabali.

Pēc balstu piestiprināšanas mēs izgatavosim skaļruņu kastes ārējo apvalku ar augšējo, apakšējo un sānu paneļiem. Šī ir tikai pamata slīpuma savienojuma kaste ar četrām pusēm. Salikšanai izmantojiet koka līmi un skavas. Es arī iesaku uzlikt dažas gleznotāju lentes uz priekšējās un sānu daļas (lai tās neliptu pie koka līmes) un ielikt tās kastē, piespiežot un kamēr līmi izžūst, lai pārliecinātos, ka tā ir perfekti kvadrātveida un cieši pieguļošs.

9. darbība: pievienojiet iekšējo skaļruņu korpusus un priekšējo paneli pie korpusa

Sagatavojiet skaļruņu korpusus un priekšējo paneli:

Katrs iekšējais skaļruņu korpuss ir izgatavots no L formas iekšējās sekcijas, kas atbilst priekšējiem, sānu, augšējiem un apakšējiem paneļiem, veidojot korpusu.

Vispirms atzīmējiet skaļruņu skrūvju vietas, izmantojot pašu skaļruni kā ceļvedi. Pēc tam iepriekš urbiet caurumus

Pēc tam izurbiet ½”caurumus skaļruņu vadiem 4,5” x7,5”gabalā un piestipriniet 4,5” x7,5”gabalu perpendikulāri priekšējam panelim ar tā iekšējo malu 5,5” attālumā no skaļruņu paneļa tuvākās puses.. Izmantojiet līmi un naglas no priekšpuses, lai piestiprinātu šos gabalus (vēlāk atgriezīsieties un ar koka špakteli un smiltīm pārklājiet nagu caurumus). Piezīme: videoklipā es izmantoju kabatas caurumus, taču man bija problēmas ar to urbšanu, tāpēc es to neiesaku.

Pievienojiet priekšējo paneli un skaļruņu korpusus:

Pēc tam piestipriniet skaļruņus ar skrūvēm pie iepriekš izurbtajiem caurumiem. (Skaļruņos, kurus es saistīju, ir iebūvētas blīves, tāpēc tie ir noslēgti. Tagad ievietojiet šo struktūru ar priekšējo paneli, skaļruņu korpusa perpendikulāro pusi un skaļruņiem skaļruņu kastē. Izvelciet skaļruņu vadus caur caurumu. Šobrīd izmantojiet blīvējumu, lai blīvētu skaļruņu korpusu iekšējās malas pret priekšējā paneļa aizmuguri. (Pēc izvēles: pievienojiet skaļruņu korpusiem nedaudz polipildījuma.)

Pēc tam urbiet kabatas caurumus skaļruņu korpusu aizmugurējo sānu malās (1/2”x6” x7,5”). Tagad piestipriniet skaļruņu korpusu aizmugurējās puses pie sānu paneļiem, izmantojot līmi un kabatas caurumu skrūves, un pielīmējiet un pieskrūvējiet mucas savienojumu starp korpusa aizmuguri un perpendikulāro korpusa iekšpusi, lai pabeigtu korpusus.

10. solis: izveidojiet pārvietojamo LED deflektoru

Šim nolūkam mēs izmantosim ½”x7,5” H līdz 8,5”W gabalu, kuru mēs iepriekš izgriezām.

1. Izurbiet ½”lejupslīdi apmēram ¼” dziļumā jūsu LED izkliedētāja priekšējā daļā (tas ļaus jūsu skrūves galviņu ievilkt vienā līmenī)

2. Izurbiet caurumu aizmugurē esošajam ¼”T-uzgriezņa mirušajam centram (tā tas stiepjas no aizmugures līdz padziļinājumam, ko tikko urbāt priekšpusē)

3. Āmurs T-uzgriežņā no aizmugures

4. Pieskrūvējiet 5”¼-20 sešstūra skrūvi no priekšpuses (izmantojiet superlīmi uz T-uzgriežņa, ja rodas problēmas ar tās atvienošanos)

5. Izurbiet deflektorā lielus caurumus, kas sakrīt ar vadu atrašanās vietu LED matricas aizmugurē (pirms to izdarīšanas, iespējams, vēlēsities lodēt kondensatoru starp + un - uz jūsu LED matricas).

6. Izvelciet LED matricas vadus caur caurumiem un superlīmējiet LED matricu pie deflektora priekšpuses (pēc izvēles: drošības / siltuma izkliedēšanai pielīmējiet alumīnija loksni pie deflektora priekšpuses, pēc tam pielīmējiet LED matricu pie alumīnija)

11. solis: elektronika un kods

Šeit ir Github saite uz kodu (notiek, bet darbojas):

Vispirms lejupielādējiet un instalējiet Arduino, ja vēl neesat to izdarījis.

Otrkārt, jums būs jāpievieno FastLED bibliotēka Arduino. (Vienkārši meklējiet “FastLED” cilnē Arduino bibliotēkas.)

Treškārt, augšupielādējiet Arduino kodu (saistīts ar iepriekš minēto) savā Arduino Mega (es izmantoju Mega atmiņas un koda lieluma dēļ; no I/O viedokļa tas ir pārāk daudz). Kodā tiek pieņemts, ka: (a) gaismas diodes ir pieslēgtas 2. tapai, (b) īslaicīgā spiedpoga ir pieslēgta pie 5. tapas, (c) mikrofona ieeja ir pieslēgta kontaktam A0, un (d) 3.3 V tapa ir savienots ar AREF tapu uz Arduino (un ar Vcc uz elektrēta mikrofona).

Pievēršoties elektronikai, izpildiet vienkāršās instrukcijas, kas pievienotas Deitonas audio plāksnei, lai to savienotu. Tas ir vienkārši; diezgan daudz plug n’play.

Jūs ņemsiet 19,7 V vai 24 V + un ieejas ieejas no sieviešu strāvas ligzdas un sadalīsiet tās ar 3 vai 5 virzienu līmeņa uzgriežņu savienotāju. Pievienojiet 24V fiksējošo ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi starp barošanas ligzdu un šo sadalījumu, lai tas darbotos kā releja ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzis. No sadalīšanas palaidiet 19.7V tieši uz Deitonas audio plāksni un atkāpšanās pārveidotāju (noteikti noregulējiet lejupvērsto leņķi, pagriežot skrūvi, un izmantojiet multimetru, lai pārbaudītu, vai tas izvada 5V).

Pēc tam vadiet 5V fiksējošo ieslēgšanas/izslēgšanas pogu starp pazemināšanas izeju un pārējiem 5V komponentiem (Arduino, gaismas diodes, īslaicīga spiedpoga un ventilators), lai tas kalpotu kā relejs 5V ieslēgšanai/izslēgšanai ķēde atsevišķi no Bluetooth skaļruņa. Pēc tam izpildiet Fritzing diagrammu, lai pievienotu Arduino, gaismas diodes, 5 V īslaicīgu spiedpogu un ventilatoru.

Deitonas audio kronšteins tiks izmantots Bluetooth plates uzstādīšanai. Tas ir salīdzinoši lēts un padara to vienkāršu. Lai piestiprinātu Arduino Mega, 5V pazeminošo pārveidotāju un 5V ventilatoru pie aizmugurējā paneļa, es tikko izmantoju plastmasas atdalīšanas skrūves un super līmi

Es daudz neiedziļināšos detaļu izvietojumā skaļrunī, jo, manuprāt, es to neizdarīju ļoti labi. Tomēr es varu jums sniegt dažas vadlīnijas, lai noskaidrotu izkārtojumu. Vispirms ieskrūvējiet visas 16 mm pogas augšējā paneļa caurumos. Pēc tam izmantojiet JST savienotājus un uzgriežņu savienotājus, lai savienotu visus elektroniskos komponentus, lai jūs varētu izdomāt, kā tos izvietot skaļruņa iekšpusē. Pēc tam spēlējiet ar izkārtojumiem, lai atrastu vienu, kas darbojas. Kad izdomājat sastāvdaļu izvietojumu, noteikti ievietojiet gaismas diodes deflektoru korpusā, lai jūs varētu pārliecināties, ka detaļas ir brīvas no vītņotās skrūves, kas stiepjas no deflektora līdz skaļruņa aizmugurējam panelim, un pārliecinieties, vai deflektoram ir iespēja pārvietoties uz priekšu un atpakaļ (no izplūdes ar izkliedētāju līdz ½”vai tālāk no difuzora).

Atvienojiet komponentus, izmantojot JST un līmeņa uzgriežņu savienotājus, lai jūs varētu visu pastāvīgi piestiprināt. Izmantojiet super līmi, lai piestiprinātu Arduino Mega, 5V atkāpšanās pārveidotāju un 5V ventilatoru vietās, kuras tikko izdomājāt. Tagad atkal pievienojiet visu un pārbaudiet, vai visa elektronika darbojas pareizi.

Padoms, ja audio reaktivitāte nešķiet pareiza: mikrofona jutība var ievērojami atšķirties. Ja atsaucība nešķiet pareiza, izmantojiet seriālo monitoru, lai nolasītu mikrofona vērtības, noskaidrojiet diapazonu, atskaņojot dziesmu no skaņas avota, kuru plānojat izmantot, un noregulējiet MIC_HIGH un MIC_LOW parametrus kodā. Spēlējot ar tiem, krasi mainīsies koda reakcija uz skaņu.

12. solis: pievienojiet aizmugurējo paneli un sāciet to

Ievietojiet aizmugurējo paneli skaļruņu kastē, pārliecinoties, ka aizmugurējā paneļa hole”centrālais caurums ir saskaņots ar skrūvi ¼-20, lai vītņotā skrūve stiepjas caur caurumu. Tagad pieskrūvējiet uzgriezni uz skrūves, lai jūs varētu noregulēt attālumu starp gaismas diodes deflektoru un difuzoru, pagriežot rievveida uzgriezni (kas būtībā kalpo kā īkšķa skrūve). Iepriekš urbiet caurumus misiņa skrūvēm aizmugurējā paneļa stūros un piestipriniet aizmugurējo paneli, ieskrūvējot misiņa skrūves.

Pievienojiet to, pievienojiet tālruni Bluetooth un baudiet!

Pirmā balva LED konkursā 2017

Otrā balva bezvadu konkursā