DIY-soundbar sisäänrakennetulla DSP: llä: 6 vaihetta (kuvilla)

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

Rakennamme modernin näköisen soundbarin 1/2 tuuman paksuisesta, taivutetusta vanerista. Soundbarissa on 2 kanavaa (stereo), 2 vahvistinta, 2 diskanttikaiutinta, 2 bassokaiutinta ja 4 passiivista lämpöpatteria, jotka auttavat tehostamaan matalia taajuuksia tässä pienessä kaapissa. vahvistimissa on sisäänrakennettu ohjelmoitava digitaalinen signaaliprosessori (DSP), jota käytän luomaan kaksisuuntaisia jakosuotimia, mukautettuja taajuuskorjaimia ja lisäämään dynaamista bassovahvistusta. Erillinen USBi -ohjelmoija tarvitaan SigmaStudio -ohjelman lataamiseen prosessorille. Toki tarjoaa ei niin loistavan 20 dollaria, muuten voidaan käyttää kalliimpaa versiota Analog Devices -laitteesta.

Pääosaluettelo:

• Bassokaiuttimet (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweetit (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Passiiviset patterit (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Vahvistin 1 (diskanttikaiuttimet): Dayton Audio Kab-215
• Vahvistin 2 (syöttävät bassokaiuttimet): Sure Electronics Jab3-250
• Kotelo: 1/2 "paksu vaneri (Home Depot)
• Etulevy: 1/2 "paksu MDF (Home Depot)

Vaihe 1: Kerf Kotelon taivutus

Halusin ainutlaatuisen kotelon, joka ei näyttänyt "boxyilta", joten päätin käyttää sahaustaivutustekniikkaa saumattoman sileän reunan aikaansaamiseksi kotelon ympärille. Tein useita (9 per taivutus) ohuita, ei-läpileikkaavia leikkauksia, jotka päättyvät noin 2 mm: n päähän vanerilevyn pinnasta. Näin saatiin pyöristetty reuna, jonka taivutussäde on noin 1 ". Materiaalin poistaminen puun toiselta puolelta mahdollistaa vanerin helpon taivuttamisen. On kuitenkin oltava varovainen, koska tämä taivutus on melko hauras. Kerf -taivutus vaatii paksuuden tuntemisen (terän, materiaalin paksuuden ja halutun säteen. Kun tiedät nämä parametrit, voit laskea poistetun materiaalin määrän (leikkausten määrän), ulko- ja sisäkaaren pituudet (leikkausväli)., on olemassa sahataivutuslaskureita, mutta niillä on konservatiivinen raja taivutussäteelle. Yksi esimerkki löytyy täältä:

Vaihe 2: Liimaaminen yhteen

Tein sekoituksen ~ 1: 1 sahapölyä ja puuliimaa ja käytin sitä täyttämään leikkaukset jokaisessa mutkassa. Yritin levittää liimaseosta runsaasti, koska näissä mutkissa ei ole paljon materiaalia jäljellä ja taivutus on hauras. Kuitenkin, kun liimaseos kuivuu, taivutus on melko vahva (ainakin tarpeeksi vahva kaiuttimelle). Tein myös puolen kierroksen liitoksen, jota käytetään yläkappaleen liittämiseen pohjaan. Teoreettisesti sinulla voisi olla yksi pitkä saumaton kappale, joka olisi lähes 90 pitkä ja vaikea käsitellä. Koska pohja ei ole näkyvissä, päätin jakaa kotelon kahteen osaan ja pitää liitokset pohjassa.

Vaihe 3: MDF -etulevyn valmistus

Käytin upotusreititintä ja ympyräleikkausleikkuria leikkaamaan reikiä jokaiselle bassokaiuttimelle ja passiiviselle jäähdyttimelle. Käytin suurta forstner -terää ja porapuristinta diskanttien reikiin. Käytin myös pyöreää kärkeä tasoittaakseni jokaisen reiän reunat sekä välilevyn ulkoreunan. Asensin diskanttikaiuttimet mahdollisimman kauas toisistaan kuvan parantamiseksi, mutta en ole varma kuinka suuri vaikutus tällä on.

Vaihe 4: Kaiuttimien ja kangaskiinnityksen asentaminen

Viimeistelylevyn kiinnittämiseksi asensin kaikki bassokaiuttimet, passiiviset lämpöpatterit ja diskanttikaiuttimet taakse 1/2 tuuman puuruuvien avulla. Ajureiden mukana tuli vaahtotiivisteet (toimitetaan löysästi), jotka loivat hyvän tiivisteen taakse asennettaessa. kuvio jokaiseen tiivisteeseen poratakseni ruuvinreiät - eliminoimalla arvailua. Peitin ohjauslevyn etuosan kankaalla (kiinnitetty niitteillä) ja loin tiivisteen etulevyn ja kotelon välillä liimatuella vaahtomuovinauhalla.

Vaihe 5: Takalevy + elektroniikka

Takalevyssä on viistetty reuna, jota käytetään luomaan ilmatiivis tiiviste kotelon kanssa. Käytin viistekärkeä ja jyrsintäpöytää luomaan 45 asteen viisteen ja käytin samaa vaahtoliuskaa tiivisteen luomiseen. Elektroniikka (2 vahvistinta, tasavirtatuloliitin, stereotuloliitin ja 2 LEDiä) on asennettu takalevyyn. Elektroniikka on asennettu suljettuun onteloon kotelon keskelle, joka erottaa vasemman/oikean kanavan.

Vaihe 6: DSP -ohjelmointi/viritys

Digitaalisia signaaliprosessoreita (DSP) käytetään laajalti useimmissa nykyaikaisissa kuluttajakaiuttimissa. Niiden suurin etu on, että ne hyväksyvät digitaalisen tulon ja niitä voidaan käyttää monikanavaiseen sorround-ääneen. Tässä projektissa käytin analogisia tuloja, koska niitä on helpompi suunnitella. Sure Electronics Jab3-250 -vahvistin on varustettu ADAU1701-prosessorilla, jossa on 2 tulo-ADC: tä (analogia-digitaalimuuntimet) ja 4 lähtö-DAC-muunninta (digitaalinen-analogimuunnin). Käytin kahta DAC -lähtöä jokaisen diskanttikaiuttimen syöttämiseen ja kahta DAC -laitetta jokaisen bassokaiuttimen syöttämiseen. Kuva SigmaStudio -graafisesta ohjelmastani on liitteenä ja joitakin tärkeitä käytettyjä lohkoja on kuvattu alla:

Tulotason säätö: käytetään vähentämään kunkin kanavan äänenvoimakkuutta. Huomasin, että tämä on kriittinen askel, joka vaaditaan, jotta Dynamic Bass Boost -toiminto toimisi (kuvattu myöhemmin).

Parametrinen taajuuskorjain: Käytin puhelinsovellusta nimeltä "Advanced Spectrum Analyzer" tallentamaan taajuuden pyyhkäisyn (20 Hz - 20 kHz) ja mittaamaan karkeasti kaiuttimen taajuusvasteen ilman tasausta. Tämä ei ole tarkin lähestymistapa, mutta se on nopea ja antaa minulle hyvän lähtökohdan investoimatta tarkempiin työkaluihin, kuten kannettavan tietokoneen mittausmikrofoniin ja äänikorttiin. Suunnittelen tulevaisuudessa parempia mittauksia ja käytän lisäohjelmistoja, kuten Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com), jotta voin laskea oikean taajuuskorjaimen. Toistaiseksi olen luonut mukautetun parametrisen taajuuskorjaimen, joka vähentää äänenvoimakkuutta 500 Hz: n ja 4000 Hz: n välillä. Korvani havaitsivat tämän taajuusalueen kovempaa kuin muut. Kaiutin kuulosti paremmalta (minulle), kun äänenvoimakkuus tällä alueella laski. Ennen ja jälkeen taajuusvastekäyrät on liitetty. Nämä eivät ole todellinen mittaus puhujan reaktiosta ja todennäköisesti erittäin epätarkkoja, mutta päätin sisällyttää ne, jotta voin korostaa, kuinka tehokas DSP muuttaa ääntä. Oheisissa kaavioissa oranssi viiva edustaa tallennettua huippuvastetta ja valkoinen viiva reaaliaikaista tasoa (joka voidaan jättää huomiotta).

Crossover: Käytin neljännen kertaluvun Linkwitz-Riley-suodatinta, jonka taajuus oli 3 000 Hz, bassokaiuttimien alipäästösuodattimelle ja diskanttikaiuttimien ylipäästösuodattimelle. Yksi DSP: n valtavista eduista on, että se voi luoda tämän kaltaisia monimutkaisia suodattimia helposti. Passiivisen neljännen tilauksen Linkwitz-Riley-crossoverin tekeminen vaatisi lisäosia, jotka voivat helposti lisätä DSP: n kustannuksia (35 dollaria).

Dynamic Bass Boost: Dynamic Bass Boost -lohko antaa tehon, joka vaihtelee tulosignaalin tason mukaan: alemmat tasot vaativat ja vastaanottavat enemmän bassoa kuin korkeammat. Tämä lohko säätää dynaamisesti tehon määrää muuttuvan Q-suodattimen avulla. Syöttötasoa on alennettava, jotta tehostus toimii. Tämä tarkoittaa, että kaiutin ei ole enää niin kovaa, mutta mielestäni kompromissi on sen arvoista. 50 W / kanava, virtaa riittää.

Tämä on ensimmäinen projektini DSP: n ja SigmaStudion kanssa, ja opettelen edelleen. Jatkan tämän Instructable-ohjelman päivittämistä, kun hienosäädän ääntä. Toivottavasti pidit rakentamisesta!