Vattenhögtalarutjämnare: 13 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

I min första Instructable ska jag gå igenom stegen som behövs för att skapa vattenhögtalare som fungerar som en utjämnare.

Vattenhögtalare från butiken är fantastiska att titta på, men jag kände att de kunde göra mer. för så många år sedan hade jag ändrat en uppsättning för att visa frekvensen för musikuppspelning. På den tiden jag använde Color Organ Triple Deluxe II, i kombination med en uppsättning fotoceller potentiometrar och transistorer kunde jag få en uppsättning med 3 högtalare att fungera.

Jag hade för några år sedan hört talas om IC MSGEQ7 som har förmågan att separera ljud till 7 datavärden för en arduino att läsa. Jag använder en arduino mega 2560 i detta projekt eftersom den har det nödvändiga antalet PWM -stift för att driva fem vattentorn.

Detta projekt använder lödningskunskaper på en perfboard, Bluetooth -modul, arduino och vattenhögtalare från hyllan. Under hela projektet märker jag faktiskt några saker som jag borde ha gjort annorlunda så jag kommer att påpeka dem.

Låt oss börja

Steg 1: Delar

Det finns ganska många delar som används i detta projekt. Många delar hade jag runt skrivbordet, andra delar köptes från en lokal reservdel.

Du kommer behöva:

OBS: delkvantitet inom parentes

(1) Arduino Mega 2560

(1) USB Bluetooth -modul

(1) 8 -stifts DIP -uttag

(1) MSGEQ7 - Jag rekommenderar att köpa detta från Sparkfun Electronics eftersom ebay är fullt av falska versioner av denna IC

(1) Hörlursuttag

(1) Hörlurskabel med hona

(1) standard USB -hona med anständig kabellängd

(5) 3 -trådskontakt (par) säljs vanligtvis som 3 -trådskontakt för ws2812b LED -remsor (se bild)

(10) FQP30N06L N-Channel mosfet

(5) 1N4001 standard blockeringsdiod

(4) 3 mm röd LED

(4) 3 mm gul LED

(4) 3 mm vit LED

(4) 3 mm grön LED

(4) 3 mm blå LED

(10) 10k motstånd 1/4 watt

(8) 100 OHM -motstånd

(8) 150 OHM -motstånd

(5) 500 OHM potentiometrar

(5) 2k OHM potentimeter

(5) 27 OHM 5 watt motstånd

(2) 100k OHM -resistorer

(2) 100nF kondensatorer

(1) 33pF kondensator - Måste vara detta värde; Jag satte flera kondensatorer parallellt för att nå detta värde

(1) 10nF kondensator

(1) På - ON -omkopplare (monteringshålet var 3 mm, brukar anges som en mini -omkopplare på ebay)

(4) 1/8 "x 1 1/2" bultar (mina var märkta som spisbultar från Home Depot, 3d -filen är konfigurerad för denna storlek mutter och bult)

(2) ungefär 12 längder av Ethernet -kabel

3D -tryckta delar, om du inte äger en skrivare är webbplatser som 3dhubs.com en bra resurs.

Varmt lim

Lödning + lödkolv

Manliga huvudstiften

Steg 2: Demontera Bluetooth -adaptern

Ursprungligen tänkte jag använda en USB -manlig kabel, men uttaget var trasigt på den, jag bestämde mig sedan för att demontera adaptern och ta bort USB -porten. Med en multimeter kunde jag hitta marken genom att testa stiften på USB-portens yttre skal. (de är anslutna)

OBS: Jag var faktiskt tvungen att byta ut denna adapter delvis genom projektet eftersom det orsakade högfrekvent brus på ljudporten, den nya är inte heller 100% bättre. men jag har en annan mottagare som fungerar, den har dock sitt eget batteri och strömbrytare vilket gör att vattenhögtalarna inte är så plug and play. medan dessa mottagare är billiga att betala mer betyder inte alltid att du får hög kvalitet.

Steg 3: Konfigurera IC på Perfboard

I det här steget kommer vi att börja perfboardlödningen av IC DIP -uttaget.

Schemat visar hur alla delar kommer att vara trådbundna, mosfet -kontrollnålen är märkt "PWM" eftersom jag precis kopplade dem direkt till en stift på arduinoen, eftersom jag kunde ändra vad varje stift styrde från koden.

Jag började med att placera DIP -uttaget nära ena sidan av brädet nära mitten av brädet.

TIPS: klibbig klibbning hjälper till att hålla delar på plats under lödning.

Jag lade sedan till 100nF -kondensatorn på stift 1 och 2 och använde sedan de två 100k OHM -motstånden för att ansluta till stift 8. Jag använde sedan 4 kondensatorer parallellt och lade till 100nF på stift 6. Sedan tillsattes den manliga ljudkabeln och kopplades in i 10nF kondensator. Marken från ljudkabeln var bunden i marken.

Jag har inkluderat en bild av baksidan av perfboard, jag har också lagt till etiketter på undersidan så att det är lättare att förstå var delarna var anslutna.

Steg 4: Lägga till Mosfets

Nästa steg jag tog var att lägga till mosfeterna, eftersom jag lade till mosfets jag använde kylflänsarna för att ställa in högt, det visade sig senare att de inte blir tillräckligt varma för att kräva att kylflänsarna läggs till.

Jag skulle börja med att bara applicera lödning på mittstiftet så att justeringar kan göras.

När mosfeterna var på plats började jag lägga till 10k OHM neddragningsmotstånd, jag använde motståndsbenen för att överbrygga mellan de nödvändiga stiften.

Steg 5: Placering av dioder och 5W -resistorer

Vid tiden för detta steg väntade jag fortfarande på att 5 W motstånd skulle skickas till mig så jag räddade ett motstånd från den tidigare versionen av vattenhögtalare så att jag kunde säkerställa det avstånd som krävs för att placera dioderna.

Efter att dioderna placerades började jag ta bort en fast 18AWG -tråd för att fungera som positiva och negativa bussstänger

Fast AWG -tråd placerades på den positiva sidan av dioderna och dirigerades sedan till stift 1 på IC -uttaget.

en annan del användes för att gå från den negativa sidan av 33pF -kondensatorn och slingor runt mosfeterna. Ytterligare en mindre bit slogs från negativet på 33pF -kondensatorerna till stift 2 på IC -uttaget.

Steg 6: Lägga till paneljack och Bluetooth och potentiometrar

Använd en 20AWG -strandad anslutningstråd för att ansluta paneluttaget till samma anslutningar som den manliga ljudkabeln. Jag lade sedan till ledningar för ström och jord för Bluetooth -adaptern med den fasta AWG -trådbussstången på undersidan.

Jag lade sedan till 500 OHM potentiometrar som möjliggör extra kontroll av LED -ljusstyrkan (dessa är nödvändiga men jag tycker att vissa LED -färger kan överväldiga andra så jag lade till dessa för att justera deras ljusstyrka)

Jag använde överflödig metall från beskurna kondensatorledningar för att överbrygga avståndet från potentiometern till mittstiftet på mosfets

Steg 7: Förberedelse av vattenhögtalare

Jag började med att använda en liten skruvmejsel för att ta bort de små skruvarna på baksidan av vattenhögtalarhuset. Efter att ha tagit bort kretskortet hittade jag trådarna till motorn. med hjälp av spolskärare skär jag dessa så nära kretskortet som möjligt.

OBS: ledningarna på motorerna kan inte repareras, vilket gör för många fel när du skär och tar av ändarna kan förstöra motorn/ledningarna

Jag använde sedan en liten nåltång för att ta bort kretskortet med lysdioder. Jag väljer att ha en färg per vattenhus jämfört med de fyra färgerna som används från butiksprodukten.

Jag böjer sedan de positiva LED -ledarna nästan spolade så att de kommer att korsa varandra, jag börjar med att böja ut lysdioderna så att nivå -LED kommer att sträcka sig från ände till slut. Använd klibbig klibb för att hålla lysdioderna på plats; Jag böjer sedan de två inre lysdioderna men beskär deras ledningar eftersom de inte behöver vara lika långa. Med lysdioderna som hålls av sticky tack kan jag inte lödda de positiva lederna tillsammans.

Jag kan nu beskära lysdiodernas negativa ledningar och beskära även motstånden. (Jag väljer att placera lysdioderna så att deras färgband vetter i samma riktning; detta var rent kosmetiskt) Med hjälp av motståndets ledningar böjer jag dem på samma sätt som jag gjorde med lysdiodernas positiva ledningar.

Jag använde varmt lim för att hålla lysdioderna på plats. Anslut sedan 3 -trådskontakten. Motorn och lysdioderna delar en gemensam positiv. de matchande kontakterna ansluts sedan till perfboard, den positiva på ena sidan av dioden och motorns negativa på den andra sidan av dioden. Det negativa med lysdioderna är anslutet till ett ben på potentiometern.

De röda och gula lysdioderna hade ett 150 OHM -motstånd på sig

De vita, gröna, blåa lysdioderna hade ett 100 OHM -motstånd på sig

Dessa motståndsvärden bör tillåta varje lysdiod att gå på 20mA

Steg 8: Lägga till Arduino Wires

Jag använde två längder av Ethernet -kabel, ungefär 12 tum kabel (x 2) Jag använde totalt 15 trådar (1 extra)

Jag använde en del av den massiva kärnkabeln som spacklade kabeln för att hjälpa till att fästa kabeln till perfboard, jag slutade också behöva varmt lim för att hålla den på plats. En dragkedja i hörnet hjälpte till att rikta tråden till arduinoen som skulle placeras bredvid perfboard när den sattes i väskan.

Trådarna placerades slumpmässigt men jag såg till att de kunde nå den plats de behövde, vissa var längre än andra, de som var för långa trimmades till storlek. Med hjälp av rubrikerna kunde jag löda de andra ändarna av tråden till stiften, vilket gör att jag kan demontera arduino om jag skulle behöva. Jag slutade lägga till varmt lim senare för att säkerställa att ledningarna inte bryter av stiften, men jag gör detta efter att alla funktioner har testats.

Jag lade till ledningar för IC -kontrollen och en kabel för både 5v+ och jord.

Efter att detta var gjort gjorde jag ett test för att se om lamporna och IC skulle fungera korrekt, eftersom jag fortfarande väntade på 5w -motstånden i posten.

Steg 9: Motorresistorer och potentiometrar

Jag lade till 5W -motstånden mellan dioden och mittstiftet på mosfeten. Jag använder ledningarna på motståndet som böjer sig över för att överbrygga klyftan.

Jag tycker att motorerna är mer mottagliga för att bli pulserade och aktiverade snabbt när vattnet rinner långsamt redan. Det är här 2k potentiometern spelar in. Potentiometern är ansluten med 20AWG -anslutningstråd till 5w -motståndet, (fäst inte denna kabel före 5W -motståndet eftersom potentiometern inte klarar motorns effekt)

Ett annat ben på potentiometern är böjt ut och med en annan bit fast 18AWG -tråd kan jag ansluta en enda stift från alla potentiometrar till jord.

OBS: Jag hade ursprungligen försökt att inte använda potentiometrarna men jag har funnit att användning av PWM på dessa motorer orsakar fruktansvärd högfrekvent feedback som orsakar störningar i IC

Steg 10: 3D -utskrift

Jag skrev ut totalt 3 delar, den övre, nedre och bakre panelen. STL -filerna som jag har lagt till är dock bara två delar (topp och botten) vilket gör det lättare för någon att följa. Jag gjorde det här när jag försökte lägga till panelen efter att det inte ser så bra ut. Jag gör främst en bakpanel eftersom jag inte var säker på vad jag ville ha på baksidan. I mitt fall bestämde jag mig för att lägga till en strömbrytare.

Totalt tittar du på 36 timmars 3D -utskrift. Jag använder ABS i min skrivare eftersom jag tycker att det är väldigt lätt att måla och slipa. Plus när jag gör sammansättningar kan jag använda aceton för att svetsa ihop delar.

Den första delen jag rekommenderar att skriva ut är 3D -mätningstestfilen, det här är en liten 15 -minuters bit som låter dig se till att vattenhögtalaren passar, jag gick igenom cirka 8 iterationer tills jag hade rätt profil för att passa högtalaren. Genom att göra detta sparar jag ett slöseri med 18 timmars tryck. toppen har platser för 1/8 "x 1 1/2" Jag var tvungen att använda liten fil eftersom överbryggning på min 3D -skrivare är lite tätt.

Steg 11: Montering

Jag började med att använda varmt lim på nålarna för trådarna, detta för att säkerställa att de inte går sönder. Jag tillsatte det heta limet efter att jag säkerställt att motorerna fungerade med programmeringen. Jag använde en liten mängd varmt lim i två hörn av arduino så att det kunde tas bort senare om det skulle behövas. Alternativt kan avstånd och gängade insatser utformas i 3D -utskriften.

Som du kan se på bilden har jag en annan Bluetooth -modul ansluten, jag använde den här modulen medan jag väntade på en ny i posten. Huvudproblemet med högtalarna som felaktigt utlöser är inte helt Bluetooth -modulernas fel, motorerna verkar inte gilla att arbeta med PWM.

Jag lade vattentornen till toppstycket och säkrade det med varmt lim. Jag använde en liten mängd när jag planerar att ta isär högtalarna senare och slipa och sedan klarlacka plasten men det är för kallt för att spraya färg där jag är just nu. Paneluttaget och omkopplaren lades sedan till bakpanelen, jag hade faktiskt lagt till USB -strömkabeln tidigare men nu när 3D -utskriften är en bit måste kabeln dras genom fodralet och sedan anslutas på plats kan du se var jag kopplade USB på fotot, det petar genom perfboard och löds till den fasta AWG -trådbussstången. Den enda skillnaden från fotot är med strömbrytaren att den positiva kommer att gå till strömbrytaren först sedan perfboard.

Steg 12: Koden

Koden jag har lagt till är mestadels rakt fram. Koden ska fungera som den är.

Det enda som behöver ändras är variablerna högst upp i koden. De är tydligt markerade med kommentarer.

NOTERA:

Baserat på ett tips tog jag mig tid att lära mig och försöka justera PWM -frekvensen på arduino mega. Medan frekvensbyte hjälpte till att ta bort motorbruset som orsakade en återkopplingsslinga, krävde det dock att jag ändrade många andra delar av koden, timingen måste ändras, känsligheten måste ökas.

Problemet med att ändra den skapade PWM -frekvensen är att tiden måste ökas för att kompensera för den falska triggningen som började hända och värden måste ändras, vilket gjorde högtalarna mindre känsliga. Jag tror att det bästa vid denna tidpunkt skulle vara att prova motorföraren från min tidigare iteration av detta projekt som det pratas mer om i det sista steget.

Steg 13: Slutprodukten

Det sista objektet är verkligen spännande att titta på. Detta objekt ses bäst i låg till mörkt rumsbelysning. Tyvärr kan min nuvarande kamera inte spela in i svagt ljus. Det är för att jag kunde använda en bra kamera för att visa om mina projekt som jag deltog i författartävlingen första gången, jag hoppas att folk tyckte om detta projekt och kommer att välja att rösta på mig.

Jag har lagt till en video med originalversionen av högtalarna så att du kan se ungefär hur de ser ut.

Nästa steg

Jag skulle vilja försöka använda den ursprungliga motordrivkretsen som jag gjorde i version 1, som använder transistorer och fotoceller för att se om det skulle låta motorerna fungera bättre, detta borde eliminera de problem jag har haft med frekvensbrus på motorerna på grund av användning av PWM -styrsignal. Jag kan också lägga till några högtalare på sidan av fodralet tillsammans med sin egen volymkontroll.

Du kanske också märker att insidan av vattentornen är i olika färger, de ursprungliga högtalarna som jag hade är chome, som jag inte kunde hitta lokalt så jag valde den svarta för de nya (de finns i olika färger) Jag kan uppgradera till alla en färg men de säljer för $ 40 per par.