Bluetooth Speaker W / Music-Reactive LED Matrix: 12 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang proyektong ito ay ipinasok sa Wireless Contest at sa LED Contest - kung gusto mo ito, lubos kong pahalagahan ang iyong boto. Salamat!

Dinisenyo at binuo ko ang isang DIY Bluetooth Speaker na may isang integrated LED matrix. Kasama sa LED matrix ang isang bilang ng iba't ibang mga mode ng pagpapakita, kasama ang isang fireplace mode, isang abstract na "gumagalaw na sining" na mode, at maraming mga tumutugon sa musika sa pamamagitan ng isang mikropono sa loob ng kahon ng nagsasalita. Wala akong nakitang anumang iba pang produkto na idinisenyo para sa bahay, na kinakasal sa paningin at tunog sa ganitong paraan.

Ang ideya para sa proyektong ito ay nagmula sa isang medyo hindi karaniwang paraan. Nais kong bumuo ng isang bagay para sa maraming mga kaibigan na umaasa sa mga bagong silang. Nais ko ng isang regalo na makakatulong sa kanilang mga anak na bumuo ng neurologically, at isang regalong hindi nila malalaki. Nagawa ang isang bilang ng mga proyekto sa LED, at pagkakaroon ng ilang karanasan sa paggawa ng kahoy, nakakuha ako ng ideya na isama ang isang audio-reactive LED matrix sa isang speaker ng Bluetooth.

Ang kahon ng nagsasalita ay kasangkot ng isang patas na halaga ng paggawa ng kahoy. Ang labas ng kahon ay ginawa mula sa magaspang na kulot na maple lumber, na giniling ko sa 3/4 . Ang harap at likod na mga panel ay ginawa mula sa MDF. Ang pagtatapos ng kulot na maple ay inspirasyon ng mga pagtatapos ng de-kuryenteng gitara, tulad ng nakikita sa ilan ng aking mga paboritong gitara ni Paul Reed Smith.

Sa panloob, gumagamit ako ng isang 2x15w Dayton Audio bluetooth amplifier board para sa audio, at isang Arduino Mega upang makontrol ang 16x16 LED matrix (WS2812 LEDs). Ang isang maliit na electret microphone sa loob ng speaker box ay nakita ang tumutugtog na musika, at nagbibigay ng isang senyas na maaaring magamit ng Arduino upang lumikha ng reaktibo na display sa mga LED.

Pinapayagan din ng disenyo ang pagsasaayos ng mekanikal na ganap na baguhin ang hitsura ng LED matrix; mula sa pixelated hanggang sa abstract. Partikular na ipinagmamalaki ko ang tampok na ito, dahil hindi ko pa ito nakikita kahit saan pa, at ang epekto ay napaka-cool (ipinapakita ito sa pagtatapos ng video). Ang LED matrix ay naka-mount sa isang baffle sa likod ng puting semi-transparent acrylic diffuser, at sa pamamagitan ng pag-ikot ng isang thumb screw sa likod ng nagsasalita, maaari mong ilipat ang baffle ng LED patungo o malayo mula sa diffuser. Pinapayagan ka ng thumb screw na pumunta mula sa isang pixelated display (kung saan nakikita ang mga indibidwal na LED), sa isang abstract display, kung saan ang mga LED ay lumabo upang bumuo ng gumagalaw na sining, na may halos 3D-tulad ng epekto.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Pantustos

Kahoy:

Maaari mong gawin ang kahon ng speaker sa anumang uri ng kahoy na gusto mo. Gumamit ako ng 3/4 "solidong maple para sa perimeter ng kahon ng speaker, ½" MDF para sa front panel, ¼ "MDF para sa back panel (ngunit inirerekumenda na" ½ "sa halip), at i-scrap p" playwud para sa mga panloob na enclosure ng speaker.

Diffuser:

Semi-transparent na puting acrylic sheet:

Elektronikong:

Arduino Mega (o clone):

16x16 LED Matrix:

19.7V o 24V power supply (hindi bababa sa 60w):

3”Mga Buong Saklaw na Tagapagsalita:

Dayton Audio 2x15w Bluetooth Amp board:

Dayton Audio accessories pack na may audio line-in jack:

Bracket para sa board ng Dayton Audio:

1000 mF capacitor:

330 ohm risistor

Awtomatikong makamit ang Electret Microphone:

24V 16mm Latching on / off LED push button:

5V 16mm Latching on / off LED push button:

5V 16mm Momentary LED push button:

Babae Power Jack:

Mga konektor ng spade:

Mga Konektor ng Lever-nut Wire:

Step-down converter:

Kahaliling Pagpipilian sa Lakas:

5V power supply (hindi bababa sa 70w):

Step-up converter (upang maiangat sa 19.7V para sa circuit ng speaker):

LED Baffle at Hardware

5”1 / 4-20 bolt

T-nut (1 / 4-20 sinulid)

Knurl Nut Thumb Screw (1 / 4-20 sinulid):

Brass screws:

T ools / Iba Pang Bagay-bagay

Forstner Bits:

Hakbang 2: Gupitin ang Kahoy

Narito ang listahan ng hiwa para sa isang nagsasalita na 22 "W x 9" H x 6 "D. Maaari kang putulin mula sa kahoy na iyong pinili, hardwood, MDF, o playwud. (Ang MDF ay mas mahusay kaysa sa playwud upang hawakan ang panginginig ng mga speaker, tulad ng naiintindihan ko ito.)

Top / Bottom Panels Speaker Box: (2) ¾”x22” x6”(mitered dulo)

Side Panels Speaker Box: (2) ¾”x9” x6”(mitered na mga dulo, ibawas ang 1.5” kung gumagawa ng mga butil na magkasanib)

Front Plate: ½”x20.5” x7.5”

Back Plate: ½”x20.5” x7.5”

LED Baffle: ½ "x7.5" Hx 8.5W"

Mga Enclosure ng Speaker: (2) ½”x7.5” x4.25”, (2) ½” x7.5”x5.5”

Gumamit ng isang pabilog na lagari, lagari sa talahanayan, at / o miter saw upang gupitin ang listahan ng mga bahagi sa itaas.

Hakbang 3: Gumawa ng Mga Ginupit sa Nangungunang Panel para sa Mga Kontrol sa Push Button

Bago namin idikit ang kahon, kailangan naming gumawa ng mga ginupit sa aming tuktok na panel para sa tatlong mga pindutan ng push na 16mm (~ 5/8 ). Ang 24V latching on / off button ay magpapasara at mag-on ng lahat, ang 5V latching on / off na button ay magpapasara at mag-iisa ng 5V circuit (kasama ang LED matrix at Arduino) na hiwalay mula sa Bluetooth speaker, at ang pansamantalang pindutan ng 5V ay magbabago ng mga mode sa LED matrix.

Ang mga thread sa mga 16mm na pindutan na ito ay hindi sapat na mahaba upang mapalawak ang kahoy, kaya kakailanganin naming mag-drill ng mas malalaking mga recess sa loob ng tuktok na panel, upang i-screw ang nut sa mga thread sa bawat pindutan at ilakip ang mga ito. Markahan ang mga puntos sa gitna para sa nagsasalita sa ilalim ng tuktok na panel, na may eksaktong nakasentro, at ang dalawa pang offset mula sa gitna ng 1.75”sa magkabilang panig. Pagkatapos ay gumamit ng 1-3 / 8 "Forstner bit sa loob ng tuktok na panel upang mag-drill ng isang butas sa loob ng 1/4" mula sa tuktok (hal., Magtakda ng isang hintuan para sa 1/2 "malalim sa iyong drill press). Gumamit ng gitnang tuldok na natitira mula sa Forstner bit bilang isang gabay upang mag-drill sa pamamagitan ng point point na may isang maliit (hal., 1/8 ") drill bit, na magbibigay-daan sa iyo upang ihanay ang mga bagay kapag nag-drill ka mula sa kabaligtaran. I-flip ito, at gumamit ng 5/8 "Forstner bit upang mag-drill sa bawat butas mula sa itaas, kaya mayroon kang isang butas na perpektong umaangkop sa mga pindutan ng 16mm. Ipinapakita ang prosesong ito dito:

Hakbang 4: Gupitin at Kulayan ang Front Speaker Panel

Una nais mong gumamit ng isang lapis upang markahan ang gitnang punto para sa bawat nagsasalita. Minarkahan ko ang aking mga point point sa 3.5 "mula sa pinakamalapit na gilid ng gilid, at nakasentro nang patayo (3.75" mula sa tuktok / ilalim na gilid), kaya't ang mga nagsasalita ay mailalagay ng 2 "mula sa gilid ng panel ng speaker. Pagkatapos gamitin ang iyong lapis upang gumuhit ng isang 6.75 "x 6.75" na parisukat na nakasentro nang patayo at pahalang sa front panel. Ang parisukat na ito ay ang ginupit para sa LED matrix.

Susunod, gumamit ng 3 hole saw upang gupitin ang mga butas para sa mga nagsasalita, na nakasentro sa mga puntos na iyong minarkahan. Inirerekumenda ang isang drill press, ngunit marahil ay maaari kang makawala sa pagbabarena ng kamay kung mag-iingat ka.

Pagkatapos ay gumamit ng isang angled router bit upang bigyan ang loob ng bawat cutout ng speaker at ang cutout ng LED matrix na isang chamfered edge.

Panghuli, gugustuhin mong pintura ang front panel ng MDC. Para sa harap at likod ng MDF, gumamit ako ng puting spray ng pintura, at pinunan ito ng ilang mga coats ng malinaw na may kakulangan. Gumawa rin ako ng isang bersyon na may isang itim na front panel, kung saan gumamit ako ng itim na pinturang spray.

Hakbang 5: Gupitin at Ilakip ang Diffuser

Gupitin ang isang piraso ng iyong acrylic sa 7 "x 7" na may isang lagari sa talahanayan, pabilog na lagari, o lagari. Balatan lamang ang mga gilid ng proteksiyon na plastik sa magkabilang panig ng acrylic, at ilagay ito sa loob ng iyong ginupit sa harap na panel. Gumamit ng ilang sobrang pandikit upang idikit ito sa front panel.

Hakbang 6: Gawin ang Mga Ginupit sa Back Speaker Panel

Una, gumawa ng mga cutout na ¼”para sa sinulid na line-in jack at sinulid na babaeng DC power jack. Tulad ng mga push button, ang mga thread ay hindi umaabot. Gumamit ng parehong proseso na inilarawan sa itaas para sa mga pindutan, upang makagawa ng mas malaking mga recess sa loob ng back panel para sa dalawang naka-thread na jacks na ito. Maliban, sa oras na ito, gumamit ng ¾”Forstner bit para sa recess at i-drill ito sa loob ng 1/8” ng labas ng back panel, at gumamit ng ¼”Forstner bit upang i-drill ang panlabas na butas na magkakasya nang maayos sa dalawang ito ¼”Jacks.

Gagupitin mo rin ang mga sumusunod na butas sa pack panel:

- Pag-aas ¼ "butas para sa sinulid na bolt na nagmumula sa LED baffle. Ang butas na "" na ito ay dapat na drill patay na sentro sa likod ng panel.

- (opsyonal) ¾ "hole para sa paggamit ng fan. Mag-drill kung saan maginhawa. Isinentro ko ang butas na ito tungkol sa 2 "mula sa tuktok na gilid.

- Vent hole tulad ng ninanais. Nag-drill ako ng dalawang ¾”na mga butas patungo sa mga gilid ng gilid ng back panel, upang payagan ang bentilasyon (ang mga LED at ang step-down converter ay maaaring maging medyo maiinit).

Hakbang 7: Tapusin ang Speaker Box Shell

Bago ipasok ang front panel sa miter box, gugustuhin mong buhangin at tapusin ang shell at front panel. Sa iyo ang pagpipilian ng tapusin. Dahil ang aking tuktok, ibaba, at mga gilid na panel ay solidong maple, ginamit ko lang ang Waterlox bilang isang tapusin.

Gumawa rin ako ng ilang kopya ng nagsasalita kung saan gumamit ako ng grey aniline dye at Tru-oil, para sa isang pangwakas na inspirasyon ng gitara ng kuryente. Sa isa sa mga ito ay gumamit ako ng itim na pinturang spray para sa harap at likod ng mga panel, at sa iba pang kulay abong ginamit ko ang puting spray ng pintura.

Hakbang 8: Magtipon ng Speaker Box Shell

Bago idikit ang kahon, tiyaking nagawa mo na ang hakbang sa itaas para sa mga pag-cutout ng pindutan. Gayundin, bago ang pagdikit, maglakip ng mga suporta sa paligid at i-offset mula sa mga gilid ng tuktok, ibaba, at mga panel sa gilid, na kung saan ang harap ng panel ay pahinga laban. Gupitin ang ilang mga scrap kahoy na piraso (MDF o playwud) na may taas na ½”, at pandikit at ipako ang dalawa sa mga ito sa bawat tuktok, ilalim, at mga gilid na panel. Ang mga piraso ay dapat na ½”o ¾” taas. Itinakda ko ang mga piraso ng suporta sa harap sa bawat panel pabalik sa pamamagitan ng ¾ "mula sa gilid ng harap, upang ang ½" front speaker panel ay maipapasok ng ¼ "kapag nagpapahinga laban sa mga suporta. Tingnan ang video dito: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Siguraduhin na hindi mailagay ang mga suporta sa gitna ng 7 "span ng iyong tuktok at ilalim na mga panel, dahil makagambala ito sa iyong LED baffle na lumilipat malapit sa diffuser.

Tandaan, sa video at mga larawan, gumawa rin ako ng mga suporta para sa likuran. Para sa pagtuturo na ito, pinagbuti ko ang disenyo sa pamamagitan ng pag-sukat ng mga panloob na enclosure ng speaker upang magsilbi rin silang suporta para sa back panel, na tulad ng mga piraso ng suporta ay hindi kinakailangan sa likod.

Matapos mailakip ang mga suporta, gagawin namin ang panlabas na shell ng kahon ng speaker na may tuktok, ibaba, at mga gilid na panel. Ito ay isang pangunahing kahon ng magkasanib na miter, na may apat na panig. Gumamit ng pandikit na kahoy at clamp upang magtipon. Inirerekumenda ko rin ang paglalagay ng ilang mga painter tape sa iyong harap at mga seksyon ng gilid (kaya't hindi sila dumidikit sa pandikit na kahoy), at inilalagay ito sa kahon kapag ang clamping at habang ang drue ay dries, upang matiyak na nakuha mo ito perpektong parisukat at masikip.

Hakbang 9: Ikabit ang Mga Panloob na Enclosure ng Speaker at Front Panel sa Shell

Maghanda ng mga enclosure ng speaker at front panel:

Ang bawat panloob na enclosure ng speaker ay bawat isa ay ginawa mula sa isang hugis na panloob na seksyon, na umaangkop laban, sa harap, sa gilid, sa itaas, at sa ilalim ng mga panel upang makabuo ng isang enclosure.

Una, markahan ang mga spot para sa iyong mga turnilyo ng speaker gamit ang speaker mismo bilang isang gabay. Pagkatapos pre-drill hole

Susunod, mag-drill ng holes”mga butas para sa mga wire ng speaker sa piraso ng 4.5” x7.5”, at ilakip ang piraso na 4.5” x7.5”sa harap na panel, na may panloob na gilid sa 5.5” mula sa pinakamalapit na bahagi ng panel ng speaker. Gumamit ng pandikit at kuko mula sa harap upang ilakip ang mga piraso na ito (babalik ka at gagamit ng kahoy masilya at buhangin upang takpan ang mga butas ng kuko). Tandaan: sa video, gumamit ako ng mga butas sa bulsa, ngunit may mga isyu sa kanila sa pagbabarena, kaya hindi ko inirerekumenda sa ganitong paraan.

Ikabit ang front panel at mga enclosure ng speaker:

Pagkatapos, ikabit ang mga speaker na may mga turnilyo sa mga butas na paunang drill. (Ang mga nagsasalita na na-link ko na naka-built sa mga gasket, kaya't sila ay tinatakan. Ngayon ipasok ang istrakturang ito sa harap na panel, patayo sa gilid ng enclosure ng speaker, at mga speaker, sa kahon ng nagsasalita. Ang mga nagsasalita ng thread ay nag-wire sa butas. Sa mga oras na ito, gumamit ng ilang caulk upang mai-seal ang panloob na mga gilid ng mga enclosure ng speaker laban sa likuran ng front panel. (Opsyonal: magdagdag ng ilang polyfill ngayon sa mga enclosure ng speaker.)

Susunod, mag-drill ng mga butas sa bulsa sa mga gilid ng likod na mga gilid ng Speaker Enclosure (1/2 "x6" x7.5 ") Ngayon ikabit ang mga likod na gilid ng mga enclosure ng speaker sa mga panel ng gilid gamit ang mga pandikit at bulsa ng bulsa, at kola at i-tornilyo ang magkasanib na puwitan sa pagitan ng likod na bahagi ng enclosure at ang patayo na panloob na bahagi ng enclosure, upang matapos ang mga enclosure.

Hakbang 10: Gawin ang Movable LED Baffle

Para sa mga ito, gagamitin namin ang ½”x7.5” H ng 8.5”W piraso na pinutol namin kanina.

1. Mag-drill ng ½”pag-urong tungkol sa ¼” sa malalim na patay na gitna ng harap ng iyong LED Baffle (papayagan nitong ang iyong bolt head ay recessed flush)

2. Mag-drill ng isang butas para sa ¼”T-Nut patay na sentro sa likuran (kaya't umaabot ito mula sa likuran hanggang sa magpahinga na drill ka lang sa harap)

3. Hammer sa T-Nut mula sa likuran

4. Screw 5 ¼-20 hex bolt mula sa harap (gumamit ng sobrang pandikit sa T-nut kung mayroon kang mga isyu dito na maluwag)

5. Mag-drill ng malalaking butas sa iyong pag-iiba na nakahanay sa mga lokasyon ng mga wire sa likod ng LED matrix (baka gusto mong solder ang capacitor sa pagitan ng + at - sa iyong LED matrix, bago gawin ito)

6. Hilahin ang mga LED matrix wires sa pamamagitan ng mga butas, at sobrang pandikit na LED matrix sa harap ng baffle (opsyonal: para sa kaligtasan / pagpapakalat ng init, pandikit ang sheet ng aluminyo sa harap ng baffle, pagkatapos ay idikit ang LED matrix sa aluminyo)

Hakbang 11: Electronics at Code

Narito ang link ng Github sa code (in-advance, ngunit gumagana):

Una, i-download at i-install ang Arduino kung hindi mo pa nagagawa.

Pangalawa, kakailanganin mong idagdag ang FastLED library sa Arduino. (Hanapin lang ang "FastLED" sa tab ng mga aklatan ng Arduino.)

Pangatlo, i-upload ang Arduino code (naka-link sa itaas) sa iyong Arduino Mega (Gumamit ako ng isang Mega dahil sa memorya nito at ang laki ng code; ito ay paraan ng labis na paggamit mula sa pananaw I / O). Ipinapalagay ng code na: (a) ang mga LED ay wired upang i-pin 2, (b) ang pansamantalang pindutan ng push ay wired upang i-pin 5, (c) ang input ng mikropono ay wired upang i-pin ang A0, at (d) ang 3.3V pin ay wired sa mga pin ng AREF sa Arduino (at sa Vcc sa electret mic).

Pagbukas sa electronics, sundin ang mga simpleng tagubilin na kasama ng board ng Dayton Audio upang mai-hook up ito. Ito ay prangka; medyo plug n’play.

Kukunin mo ang 19.7V o 24 V + at mga ground input mula sa babaeng power jack, at hatiin ang mga ito sa isang 3-way o 5-way na antas-nut na konektor. Wire ang 24V latching on / off switch sa pagitan ng power jack at split na ito, kaya't gumana ito bilang isang relay on / off switch. Mula sa split, patakbuhin nang direkta ang 19.7V sa audio board ng Dayton at ang step down converter (siguraduhing ayusin ang hakbang pababa sa pamamagitan ng pag-ikot ng turnilyo nito, at gumamit ng isang multimeter upang mapatunayan na nagpapalabas ito ng 5V).

Pagkatapos wire ang 5V latching on / off na butones sa pagitan ng output ng step-down at ang natitirang mga bahagi ng 5V (Arduino, LEDs, panandaliang pindutan ng push, at fan), kaya nagsisilbing relay ito upang i-on / patayin ang 5V hiwalay na circuit mula sa Bluetooth speaker. Pagkatapos ay sundin ang diagram ng Fritzing upang mai-wire ang Arduino, LEDs, 5V panandaliang pindutan ng push, at fan.

Ang Dayton audio bracket ay gagamitin upang mai-mount ang Bluetooth board. Ito ay medyo mura at ginagawang madali ito. Upang mai-mount ang Arduino Mega, 5V step down converter, at 5V fan sa back panel, ginamit ko lang ang mga plastic standoff screws at sobrang pandikit

Hindi ako magtatalakay ng maraming detalye tungkol sa paglalagay ng mga bahagi sa nagsasalita, dahil sa palagay ko hindi ko ito nagawa ng mabuti. Gayunpaman, mabibigyan kita ng ilang mga alituntunin upang malaman ang layout. Una, i-tornilyo ang lahat ng mga 16mm na pindutan sa mga butas sa tuktok na panel. Pagkatapos ay gumamit ng mga konektor ng JST at mga konektor ng antas-nut upang ikonekta ang lahat ng mga elektronikong sangkap, upang maaari mong malaman kung paano ilalagay ang mga ito sa loob ng nagsasalita. Pagkatapos maglaro ng mga layout upang makahanap ng isa na gumagana. Kapag naisip mo ang paglalagay ng mga bahagi, tiyaking isingit ang LED baffle sa enclosure, upang mapatunayan mo na ang mga sangkap ay malinaw sa sinulid na bolt na umaabot mula sa baffle sa likod na panel ng speaker, at siguraduhin na ang baffle ay may silid upang ilipat ang pasulong at pabalik (mula sa flush gamit ang diffuser sa ½”o kaya malayo sa diffuser).

Idiskonekta ang mga bahagi sa pamamagitan ng JST at mga level-nut na konektor, upang permanenteng mailakip mo ang lahat. Gumamit ng sobrang pandikit upang ilakip ang Arduino Mega, 5V step down converter, at 5V fan sa mga lokasyon na iyong nalaman. Muling ikonekta muli ang lahat at subukan na gumagana ang lahat ng electronics nang maayos.

TIP KUNG ANG REAKTIBIDAD NG AUDIO AY HINDI MUKHANG TAMA: Ang pagkasensitibo ng mic ay maaaring mag-iba nang malaki. Kung mukhang hindi tama ang pagtugon, gamitin ang serial monitor upang mabasa ang mga halaga ng mic, alamin ang saklaw kapag nagpapatugtog ka ng isang kanta mula sa pinagmulang tunog na balak mong gamitin, at ayusin ang mga parameter ng MIC_HIGH at MIC_LOW sa code. Ang paglalaro sa mga iyon ay kapansin-pansing magbabago kung paano tumutugon ang code.

Hakbang 12: Ikabit ang Back Panel at Simulan Ito

Ipasok ang back panel sa kahon ng speaker, siguraduhin na ihanay ang butas ng ¼”sa likod ng panel gamit ang ¼-20 bolt, kaya't ang sinulid na bolt ay umaabot sa butas. Ngayon i-tornilyo ang knurl nut papunta sa bolt, kaya maaari mong ayusin ang distansya sa pagitan ng LED baffle at diffuser sa pamamagitan ng pag-on ng knurl nut (na mahalagang nagsisilbing isang thumb screw). Mga butas na pre-drill para sa mga screws na tanso sa mga sulok ng back panel, at ilakip ang back panel sa pamamagitan ng pag-screw sa mga screws na tanso.

I-plug in ito, ikonekta ang iyong telepono sa Bluetooth, at mag-enjoy!

Unang Gantimpala sa LED Contest 2017

Pangalawang Gantimpala sa Wireless Contest