Äänen visualisoija: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä projekti syntyi katsottuaan tämän videon youtuberilta, joka kuvasi tapaa visualisoida ääni laserilla. Se toimii ottamalla kaiutin, venyttämällä ilmapallon sen päälle ja keskittämällä peilikatkelma ilmapalloon. Ääni toistetaan kaiuttimen kautta ja laserosoitin loistaa peiliin. Ääni saa peilin värähtelemään ja luo laser -esityksen. Suunnittelin kaiuttimen yllä, jotta voin sekoittaa taajuuksia ja pelata eri muodoilla. Koska en omista kaiutinta, ajattelin, että tämä olisi myös hyvä tilaisuus oppia, miten äänijärjestelmät toimivat samalla kun valmistan korkealaatuista kaiutinta.

Vaihe 1: Osat

• Kaiutin
• 30 watin vahvistin
• USB -katkaisu
• 5v säädin
• Laserdiodi
• Laturimoduuli
• Naarasääniliitin
• 12 V: n naaraspistoke (pelastin omani toisesta laitteesta, mutta tämä oli lähin mitä löysin)
• 6mm x 3mm magneetit x8
• 1/4”kuusiomutteri
• 1/4 "x 1" kuusioruuvi

• 3D -tulosteet

  • Yläkotelo x1
  • Alakotelo x1
  • Jalusta x1 Jalusta x1
  • Portin kansi x1
  • Äänenvoimakkuus x1
  • Nuppi x1
  • Nupin kansi x1
  • Nasta x2
  • Laservarsi x1
  • Laserpää x1

Vaihe 2: Kokoonpano (kotelo)

1. Juotosjohdot kaiuttimen liittimeen (keltainen - positiivinen: vihreä - negatiivinen). Ruuvaa kaiutin kaiuttimen yläosaan. Työnnä magneetit paikoilleen. Magneetit on tarkoitettu ylä- ja alapuoliskon yhdistämiseen toisiinsa parannettavuuden vuoksi. Vaikka se toimii tällä hetkellä 12 voltin pistorasiasta, toivon päivittäväni sen sisäänrakennetuilla paristoilla ja bluetoothilla.
2. Työnnä vahvistin etureiän läpi. Kiinnitä se vahvistimen mukana toimitetulla mutterilla. Liitä kaiutinjohdot joko oikeaan tai vasempaan lähtöliitäntään.
3. Työnnä 1/4”kuusiomutteri yläpuolikotelon sivussa olevaan aukkoon.

Vaihe 3: Elektroniikka

1. Juotos neljä johtoa 12 V: n pistorasian ulostuloon (yksi pari vahvistimen virittämiseen, toinen USB -lähtöön). Juotos positiivinen ja negatiivinen liitäntä 12 voltin pistorasiasta 5 voltin säätimeen. Maadoitus 5v säätimelle ja 12v pistorasialle on jaettu. Juotos lähtö säätimestä usb -lähtöön.
2. Juotos kolme johtoa naarasääniliitäntään. Sininen on maadoitettu, keltainen vasemmalle ja vihreä on oikea ääni.

Vaihe 4: Asennus (johdot)

Tämä seuraava vaihe on hieman hankala. Käytin 20 awg lankaa, mutta haluat ehkä käyttää ohuempaa mittaria. Varmista, että sinulla on neulan pihdit.

1. Ota yksi johto, sido naru sen ympärille ja vie se kaiuttimen pohjan läpi. Ota pihdit kiinni johdosta ja vedä se ulos toisesta päästä. Tämä voi kestää jonkin aikaa, joten ole kärsivällinen.
2. Kun naru työntyy ulos molemmista päistä, sido loput johdot narulla ja vedä ne saranareiän läpi.
3. Aseta tuloliittimet portin kannen etupuolelle ja kuuma liima paikalleen. Työnnä kaiutinrunkoon ja vedä johdot kireälle.

Vaihe 5: Asennus (kaiuttimen viimeistely)

1. Vie johdot tapin läpi ja napsauta kaiutinpohjan sivussa olevaan saranareikään. Vie johdot kaiutinkotelon sivun läpi.
2. Tämä seuraava osa on hieman hämmentävä, mutta kestä se. Työnnä kansi tappiin. Käännä se niin, että kotelo sopii hieman paremmin pohjaan. Sinun on ehkä taivutettava jalkaa hieman, jotta kaiutin sopii.
3. Kokoa nuppi kaiuttimen kotelon kiinnittämiseksi paikalleen. Työnnä kuusioruuvi nupin painatukseen. Tämä on valinnainen, mutta saa nupin näyttämään paljon paremmalta. Laita kuuma liima nupin jäljellä olevaan tilaan ja aseta nupin kansi piilottaaksesi kaiken.
4. Johda kaikki edellä kuvatulla tavalla. 12V kaapelit vahvistinkortin tuloon. Äänelle; keltainen vasemmalle, sininen maahan ja vihreä oikealle.
5. Aseta magneetit kotelon pohjaan ja napsauta kaiutinkotelot yhteen!

Vaihe 6: Asennus (laser)

1. Ennen kuin laitat mitään yhteen, juota pidemmät johdot laserdiodille. Vie johdot 3D -tulostetusta laserpäästä käsivarteen ja alas. Kun olet saanut johdot läpi, napsauta osat yhteen.
2. Juotosjohdot li-ion-laturiin. Päätin juottaa ne laturimoduulin tulopuoliskoon eikä lähtöön. Syynä on moduulin pulssivirta sen ulostulolle. Tämä saa laserin tekemään katkoviivoja, kun se osoittaa seinää. Kannustan ihmisiä kokeilemaan tätä joka tapauksessa, koska on varsin hauskaa nähdä visuaalisesti, kuinka laturi antaa virtaa.
3. Päädyin nauhoittamaan laturimoduulin jalustaan. Liitä mikro -usb -kaapeli laturiin ja USB -porttiin.
4. Räjäytä ilmapallo venyttääksesi sitä etukäteen. Leikkaa niskaosa pois, jotta kaiuttimen ympärille on helppo kääriä. Kiinnitä peili ilmapalloon kaksipuolisella teipillä. Kun se on kytketty päälle, sen pitäisi näyttää edellä mainitulta.

Vaihe 7: Tulokset: Lasermuodot

Kuten olet ehkä nähnyt yllä olevassa videossa, kokeilin joukon puhtaita sävyjä luomaan erilaisia muotoja. Tein joukon kokeita ja sain selville paljon hienoja asioita aalloista ja matemaattisista ominaisuuksista.

Käyttämällä puhelimessani taajuusgeneraattorisovellusta aloitin yleisellä taajuuksien pyyhkäisyllä matalista korkeisiin, kunnes en nähnyt havaittavia muotoja. Katkaisu oli noin 800 Hz (tietysti se riippuu äänenvoimakkuudesta ja siitä, kuinka ilmapallo on venytetty). Yritin sitten soittaa kahta puhdasta sävyä yhdessä; 381 Hz ja 326 Hz ensimmäiselle. Voit tehdä tämän luomalla puhtaan äänen tällä verkkosivustolla (noin 10 sekuntia). Vedä ja pudota äänitiedostot äänenkäsittelyohjelmistoon (suosittelen Audacityä) ja pelaa yhdessä.

Kokeilin vielä kahta eri yhdistelmää, ja sitten huomasin jotain. Kun soitetut äänet olivat kymmenkertaisia, ne olivat staattisia. Tarkoitan sillä, että laser kulki samaa polkua yhä uudelleen ja uudestaan luoden still -kuvan. Silloin kokeilin 101 + 200 + 300 Hz -yhdistelmää, jolloin 101 Hz loi häiriön. Arvaukseni oli, että 101 Hz luo liikkuvan kuvion verrattuna 100 + 200 + 300 Hz -yhdistelmään (joka oli edelleen). Olin oikeassa! Se oli ylivoimaisesti suosikkimallini.

Tämä sai minut kokeilemaan yksinkertaisimpia yhdistelmiä, joita häiritsee vain 1 Hz. Kolme 1 Hz: n ääntä sisälsivät yhden muodon värähtelevän liikkeen edestakaisin.

Viimeinen oli netistä löytämäni pianomusiikki. Ajattelin, että olisi hauskaa kokeilla tavallista musiikkia. Olen kokeillut jazzia, viulumusiikkia, popia, dubstepia ja muuta musiikkia. Ylivoimaisesti "puhtaimmat" kuviot tehtiin pianolla. Tämä johtuu luultavasti siitä, että jokainen näppäin on suhteellisen puhdas. Toisinaan pianomusiikki teki kuvioita, jotka löysin samanlaisilta kuin Lissajous -käyrä. On todella miellyttävää löytää tällaisia matemaattisia yhteyksiä projekteistani, koska näiden yhteyksien löytäminen luokkien ulkopuolelta on melko vaikeaa.

Vaihe 8: Johtopäätös

En ole koskaan ollut audio -ihminen tähän asti, mutta arvostan uutta kaikesta, mitä kaiuttimien toimimiseen tarvitaan. Kaikki alkoi koneoppimisen kurssillani tehdystä projektista, jossa päätin tehdä kaiuttimen alusta ja kokeilla äänianalyysiä. Se oli toimiva kaiutin, ei erityisen selkeän kuuloinen. Käytin LM386 -vahvistinta ja varaosia. Vaikka en käytä mittatilaustyönä vahvistinta, käytän sitä hankkeeseen, johon kuuluu radion valmistaminen toiselle yliopiston kurssille.

Olen varma, että lisää ääniprojekteja on näköpiirissä, kun näen, että olen koukussa nyt. Olisi hienoa tehdä siitä kannettava, Bluetooth -yhteys ja lisätä toinen kaiutin stereoversiota varten. Mutta tehdäkseni kaiken tämän tarvitsen rahaa ja aikaa. Vaikka talviloma antaa minulle aikaa työskennellä projektien parissa, tarvitsen yhteisön tukea projektien jatkamiseksi. Jos luulet, että tekemäni on informatiivista, inspiroivaa tai yksinkertaisesti siistiä, tue minua käyttämällä Amazon -kumppanilinkkiäni. Tee ostoksesi tavalliseen tapaan, mutta jokaisesta ostamastasi tuotteesta saan pienen takaiskun ilman lisäkustannuksia.

Toinen sija optiikkakilpailussa