Kissing the Frog V2.0 - Back Horn Bluetooth -högtalare Fullt utskrivbar: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:35

Introduktion

Låt mig börja med lite bakgrund. Så vad är en bakladdad hornhögtalare? Tänk på det som en omvänd megafon eller grammofon. En megafon (i grunden en främre hornhögtalare) använder ett akustiskt horn för att öka drivelementets totala effektivitet (det vill säga ljudet som kommer ut längst fram). En bakladdad hornhögtalare gör i stort sett samma sak. Men här är hornet monterat på baksidan av högtalaren. Så du får den direkta utmatningen från framsidan av föraren PLUS den från hornet på baksidan. Vilka frekvenser som förstärks och hur väl beror på luftkammaren, halsen (den smala delen) och på hornets längd, konstruktion och diameter. Särskilt med små (och billiga) drivrutiner kan detta mycket förbättra ljudkvaliteten.

Jag skulle kalla detta koncept "Kissing the groda". Du tar den lilla diskanten och hoppas att det blir en prins. Och ja, det gör det faktiskt. Det är häpnadsväckande hur mycket ljud du kan få ut av en $ 10 3.3 "drivrutin.

Du hittar massor av böcker, papper och online -referenser för hur du designar en optimal hornhögtalare. Problemet är att ditt beräknade optimala horn troligen kommer att ta upp det mesta av ditt vardagsrum. Jag tyckte dock att dessa verktyg var oerhört hjälpsamma för att bättre förstå dynamiken (dvs. vad händer när jag ändrar diametern, längden, designen på hornet?). I slutändan kommer utformningen av en (bak) hornhögtalare (definitivt en 3D -tryckt) att i stor utsträckning styras av det tillgängliga utrymmet samtidigt som man försöker få ut så mycket ljud från ett relativt litet hölje / förare.

För denna design måste du ha tillgång till en 3D -skrivare. Jag använder en $ 200 Creality Ender 3 3D -skrivare, som kan skriva ut upp till 220x220x250 mm (och gör ett bra jobb på det). Kroppen är utformad för att passa en standard 200x200 mm byggplatta, så de flesta (även budget) skrivare borde kunna skriva ut detta. Om du vill använda den som en Bluetooth -högtalare behöver du grundläggande elektroniska och lödkunskaper. Se till att du vet vad du gör (särskilt när det gäller högspänning! Så var försiktig, allt på egen risk och ingen som helst garanti). Kom dock ihåg att du alltid kan använda höljet som en passiv högtalare, vilket utelämnar all lödning.

Steg 1: Elektroniska förbrukningsmaterial

I grund och botten är detta ett superbilligt projekt. Alla elektroniska tillbehör du behöver för Bluetooth -versionen bör kosta cirka $ 20.

- Först och främst behöver du en MP3 Bluetooth -avkodare (cirka $ 1). Du kan i teorin använda en förstärkare med integrerat BT -kort. Problemet är att på så sätt kommer du oundvikligen att få en stereohögtalarsignal - bra om du vill ansluta 2 högtalare (den andra högtalaren är ansluten till den första via kabel), dåligt om du vill ha en enda (mono) högtalare som du kan inte slå ut utsignaler från båda förstärkarkanalerna. Det separata BT -kortet möjliggör sammanslagning av line -out -signalen innan den matas in i förstärkaren.

- Förstärkaren är en TPA3116 D2 Dual Channel 50Wx2 förstärkarmodul (ca $ 3,5) - den här är stereo (vilket verkar som ett slöseri, men stereoförstärkare är numera lättare att hitta än mono och med tanke på kostnaden för 3,5 $ … och kan vara praktiskt om du vill ansluta 2 högtalare). För mono måste du överbrygga L- och R -kanaler som kommer från BT -kortet (se avsnittet om ledningar).

- Nästan alla 12V/1A+ (ju mer desto bättre) strömförsörjning (ca $ 1,7) kommer att göra. T.ex. en gammal 12V laptop nätadapter skulle vara bra. Jag använder en liten 10x15 mm vippströmbrytare som strömbrytare (vilket är valfritt eftersom förstärkaren har en strömbrytare inbyggd i volymkontrollen - som dock bara växlar förstärkaren).

- En liten LM1117 Step Down -omvandlare (ca $ 0,2). Detta kommer att konvertera 12V från nätadaptern till 5V som behövs för BT -kortet.

- Föraren jag använder är en Visaton FRS 8 M - 8 Ohm 8 cm (3,3 ) full -range högtalare (cirka $ 10).

Men i princip vilken kombination som helst (så länge föraren är 3,3 "eller mindre så att den passar in i höljet - om du använder en annan förare kan du behöva anpassa monteringshålen något). Jag har gjort en adapter för 2,5" drivrutiner men skulle verkligen rekommendera att använda en större 3 eller 3,3 "drivrutin.

Steg 2: 3D -utskrift

Själva höljet är 100% utskrivbart. Alla.stls är bifogade. Allt du behöver är några M3 -skruvar för att montera föraren, bakplattan och fötterna plus lite lim för att fästa sidopanelerna. För sidopanelerna har du två alternativ. Antingen skriva ut eller klippa dem från 6-8 mm (ply) trä. Jag har inkluderat en 1: 2 -plan (.pdf) för skärning av sidopanelerna (och naturligtvis.stls för utskrift). I grund och botten är de enkla 20 x 15 cm brädor med 10 mm filéer i 3 hörn och en 3 mm filé på den 4: e.

Själva utskriften borde vara ganska enkel. Du kommer att märka att kroppen har ett 1 mm lock på ena sidan. Detta för att ge den mer stabilitet och göra det lättare att skriva ut och ta bort från skrivaren. Inget stöd eller bilagor behövs.

Skiva i din favoritskivprogramvara (jag använder Cura). Skriv ut i PLA (eller ABS, PETG … vad som helst ditt favoritmaterial är) med en upplösning på 0,28 mm och (cirka) 15% fyllning. Du klistrar sidopanelerna på karossen (efter montering av drivrutinen och elektroniken) och fronten och högtalaren fästs med M3 -skruvar och bakpanelen som täcker det elektroniska facket också. Fötterna (jag skriver ut dem i TPU) är valfria.

Börja med att skriva ut

- kroppen (1 bit). Kroppen är ett enda tryck, i sig behöver inga skruvar eller limning, har ett 1 mm lock över mycket av undersidan (vilket i hög grad ökar stabiliteten), vid 15% fyllning tar upp cirka 350 g filament och tar runt 20 timmar att skriva ut. Speaker_Body_V2.stl

- följt av sidopanelerna (om du inte skär dem av trä - skriv ut 1 bit vardera, höger respektive vänster). Speaker_Side_002_PartA.stl OCH Speaker_Side_002_PartB.stl ELLER Speaker_Side_Pannels_Drawing.pdf

- det lilla bakstycket till elektronikkammaren (1 st), som har öppningar för volymkontrollen, vippomkopplaren och 12 V -strömkabeln. Speaker_Back_V2.stl

- den främre högtalarringen (1 del), Speaker_Front_V2.stl

- valfritt: fötterna (4 delar), helst tryckta i TPU, men PLA kommer också att gå bra. Speaker_Feet.stl

- valfritt: volymknapp (1 bit), som helt enkelt glider över förstärkarens volymkontroll - Speaker_Knob_V2.stl

Steg 3: Kabeldragning

Om du går för Bluetooth -alternativet behöver du grundläggande elektroniska och lödkunskaper. Det finns dock alltid möjlighet att använda dem som passiva högtalare (det vill säga att du helt enkelt ansluter drivrutinen till utgången från en extern förstärkare).

Se till att kabela och testa alla dina elektroniska komponenter innan du monterar dem i höljet (förutom 12V -strömkabeln och vippströmbrytaren, som går genom ett hål i bakstycket), detta gör felsökning så mycket enklare.

Detta är för listan över förbrukningsmaterial ovan och kan vara annorlunda om du använder olika komponenter. Anslut utgången från 12V -nätadaptern (den här går genom det lilla hålet på bakpanelen!) Till POWER IN (märkt VCC och GND) på förstärkarkortet PLUS till det lilla LM1117 -kortet (VIN och GND) - 5V utgång (VOUT och GND) från LM1117 -kortet är anslutet till strömmen på BT -kortet. Om (som jag gör) använder du detta som en enda MONO -högtalare, överbrygg L och R -utgången från BT -kortet viktigt, det ger dig en monosignal, istället för halv stereo!). Nu ansluter du den överbryggade L/R och GND från BT-kortet till linje in (IN-L ELLER IN-R och GND) på förstärkaren (om du använder en stereoförstärkare, anslut till antingen vänster ELLER höger kanal). Anslut slutligen utgången från förstärkaren (L+ och L- OR R+ och R-) till+ och- på högtalaren.

Vippomkopplaren är valfri (för 12V effekt). Det finns dock en öppning i bakstycket, så det är enkelt att montera (men måste sättas in i bakstycket innan lödning).

Prova allt detta innan du monterar allt i höljet (detta hjälper verkligen med felsökning).

Steg 4: Montering

Du bör nu ha alla tryckta delar och de trådbundna (och testade) elektroniska komponenterna klara för montering. Endast vippomkopplaren och strömkabeln måste vara på plats före lödning.

- Montera högtalarringen på utsidan och föraren på insidan av höljet med fyra M3 -skruvar (12 mm) och muttrar. Sätt i kabeln i den lilla kanalen på högtalarkammarens baksida.

- Montera förstärkaren på bakstycket (som har ett hål för volymkontrollen) - mutter på volymkontrollen håller den på plats.

- Montera Bluetooth -kortet inuti elektronikkammaren (använd lite lim för att se till att det håller sig på plats)

- Montera bakstycket med två M3 -skruvar.

- Limma de två sidopanelerna till huvudkroppen. Du kanske vill slipa kontaktytorna med sandpapper innan du limmar.

- Fäst fötterna med en droppe lim och/eller korta M3 -skruvar.

- Skjut volymreglaget över förstärkarens potentiometeraxel.

Steg 5: Njut

Slå på den, anslut telefonen till Bluetooth -mottagaren, njut av musiken …

HOPPAS ATT DU GILLAR DET, OCH OM DU GILLAR DET, VÄNLIGEN!