DIY Soundbar med inbyggd DSP: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Bygga en modern soundbar från 1/2 tjock kantad böjd plywood. Soundbar har 2 kanaler (stereo), 2 förstärkare, 2 diskanthögtalare, 2 woofers och 4 passiva radiatorer för att öka låga frekvenser i detta lilla skåp. En av förstärkarna har en inbyggd programmerbar digital signalprocessor (DSP) som jag använder för att skapa 2-vägs crossovers, anpassade EQ: er och lägga till dynamisk basförstärkning. DSP-förstärkaren använder ADAU1701-processorn som är konfigurerbar med Analog Devices SigmaStudio (gratis programvara). En separat USBi -programmerare behövs för att ladda ner SigmaStudio -programmet till processorn. Visst erbjuder en inte så fantastisk en för $ 20, annars kan en dyrare version från Analog Devices användas.

Huvudlista över delar:

• Högtalare (x2): Dayton Audio ND91-4
• Diskanthögtalare (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Passiva radiatorer (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Förstärkare 1 (matning av diskanthögtalare): Dayton Audio Kab-215
• Förstärkare 2 (matningshögtalare): Sure Electronics Jab3-250
• Kapsling: 1/2 "tjock plywood (Home Depot)
• Framskärm: 1/2 "tjock MDF (Home Depot)

Steg 1: Kerf Böjning av höljet

Jag ville ha ett unikt hölje som inte såg "boxigt" ut så jag bestämde mig för att använda en böjningsteknik för att få en sömlös slät kant runt höljet. Jag gjorde flera (9 per böj) tunnskårna, icke genomgående snitt som slutar cirka ~ 2 mm från ytan på plywoodskivan. Detta gav en rundad kant med en böjningsradie på cirka 1 ". Genom att ta bort material från träets ena yta kan plywooden lätt böjas. Var dock försiktig eftersom denna böjning är ganska ömtålig. Kerfböjning kräver att man vet tjockleken (blad), tjockleken på ditt material och önskad radie. Genom att känna till dessa parametrar kan du beräkna mängden material som tas bort (antal snitt), yttre och inre båglängder (snittavstånd). För att underlätta, kantböjningsräknare finns men de har en konservativ gräns för böjningsradien. Ett exempel finns här:

Steg 2: Limma ihop

Jag skapade en blandning av ~ 1: 1 sågdamm och trälim och använde det för att fylla snittet i varje sväng. Jag försökte applicera limblandningen generöst eftersom dessa böj inte har mycket material kvar och böjningen är ömtålig. Men när limblandningen torkat är böjningen ganska stark (åtminstone tillräckligt stark för en högtalare). Jag skapade också en halvvarvskarv som används för att foga toppstycket till botten. Du kan teoretiskt ha en lång sömlös bit som skulle vara nära 90 lång och svår att hantera. Eftersom botten inte är synlig valde jag att dela kåpan i två delar och ha skarvarna på botten.

Steg 3: Tillverkning av MDF framskärm

Jag använde en djupfräs och cirkelklippjigg för att klippa ut hålen för varje bas och passiv radiator. Jag använde en stor forstner -bit och borrpress för diskanthålen. Jag använde också en rundborrning för att släta ut kanterna på varje hål samt baffelns ytterkant. Jag monterade diskantarna så långt ifrån varandra som möjligt för bättre avbildning men jag är inte säker på hur stor inverkan detta har.

Steg 4: Montering av högtalare och tygomslag

För att avsluta baffeln bakmonterade jag alla woofers, passiva radiatorer och diskanthögtalare med 1/2 träskruvar. Förarna kom med skumtätningar (levereras löst) vilket skapade en fin tätning vid bakmontering. Jag använde också hålet mönster på varje packning för att borra mina pilotskruvhål - eliminerar gissningar. Jag täckte baffelns framsida med tyg (fäst med häftklamrar) och använde en självhäftande skumremsa för att skapa en tätning mellan den främre baffeln och höljet.

Steg 5: Bakre baffel + elektronik

Den bakre baffeln har en miterad kant som används för att skapa en tät tätning med höljet. Jag använde en fasningsbit och ett fräsbord för att skapa 45 graders fasning och använde samma skumremsa för att skapa tätningen. Elektroniken (2 förstärkare, DC -ingångsuttag, stereoingång och 2 lysdioder) är alla monterade i den bakre baffeln. Elektroniken är monterad i ett förseglat hålrum i mitten av skåpet som separerar vänster/höger kanal.

Steg 6: DSP -programmering/tuning

Digitala signalprocessorer (DSP) används i stor utsträckning i de flesta moderna konsumentljudfält. Deras största fördel är att de accepterar en digital ingång och kan användas för flerkanaligt sorroundljud. För detta projekt använde jag de analoga ingångarna eftersom de är lättare att designa runt. Sure Electronics Jab3-250-förstärkaren är utrustad med en ADAU1701-processor som har 2 ingångs-ADC (analog-till-digital-omvandlare) och 4 utgångs-DAC (digital-till-analog-omvandlare). Jag använde två utgående DAC för att mata varje diskant och två DAC för att mata varje bas. Bild av mitt grafiska SigmaStudio -program bifogas och några av de viktiga blocken som används beskrivs nedan:

Ingångsnivåjustering: används för att minska ingångsvolymen för varje kanal. Jag fann att detta är ett kritiskt steg som krävs för att Dynamic Bass Boost -funktionen ska fungera (beskrivs senare).

Parameterisk EQ: Jag använde en telefonapp som heter "Advanced Spectrum Analyzer" för att spela in ett frekvenssvep (20Hz - 20kHz) och för att grovt mäta frekvenssvaret för högtalaren utan någon utjämning. Detta är dock inte det mest exakta tillvägagångssättet, det är snabbt och det ger mig en bra utgångspunkt utan att investera i mer exakta verktyg som en mätmikrofon och ljudkort för min bärbara dator. Jag planerar att göra bättre mätningar i framtiden och använda ytterligare programvara som Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com) för att hjälpa mig att beräkna rätt EQ. För tillfället skapade jag en anpassad parametrisk EQ som minskar volymen mellan 500hz och 4000hz. Mina öron uppfattade detta frekvensområde högre än resten. Högtalaren lät bättre (för mig) med volymen i detta intervall minskat. Före och efter frekvenssvarskurvor är fästa. Dessa är inte en sann mätning av högtalarens svar och troligen mycket felaktiga men jag valde att inkludera dem så att jag kan belysa hur effektiv en DSP är för att ändra ljud. I de bifogade graferna representerar den orange linjen det inspelade toppsvaret och den vita linjen representerar realtidsnivå (som kan ignoreras).

Crossover: Jag använde ett fjärde ordnings Linkwitz-Riley-filter på 3 000 Hz för lågpassfiltret på woofers och högpassfilter på diskanthögtalare. En av de stora fördelarna med en DSP är att den enkelt kan skapa komplexa filter som detta. Att göra en passiv fjärde ordning Linkwitz-Riley crossover skulle kräva ytterligare komponenter som enkelt skulle kunna uppgå till kostnaden för DSP ($ 35).

Dynamic Bass Boost: Dynamic Bass Boost block ger boost som varierar med insignalnivå: lägre nivåer kräver och tar emot mer bas än högre nivåer. Med hjälp av ett variabelt Q-filter justerar detta block dynamiskt mängden boost. Ingångsnivån måste minskas för att boost ska fungera. Det betyder att högtalaren inte längre är lika högljudd, men jag tror att avvägningen är värd det. Vid 50W / kanal finns det gott om ström.

Detta är mitt första projekt med en DSP och SigmaStudio och jag lär mig fortfarande. Jag kommer att fortsätta att uppdatera denna Instructable när jag finjusterar ljudet. Jag hoppas att du gillade bygget!