Vesikaiuttimien taajuuskorjain: 13 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Ensimmäisessä Instructable -ohjelmassani käyn läpi tarvittavat vaiheet taajuuskorjaimena toimivien vesikaiuttimien luomiseksi.

Kaupan vesikaiuttimia on hienoa katsella, mutta minusta tuntui, että he voisivat tehdä enemmän. niin monta vuotta sitten olin muokannut sarjaa näyttämään musiikin toistotaajuuden. Tuolloin, kun käytin Color Organ Triple Deluxe II -laitetta, yhdistettynä valokuvasolupotentiometreihin ja transistoreihin, sain 3 kaiuttimen toimimaan.

Olin sitten muutama vuosi sitten kuullut IC MSGEQ7: stä, jolla on mahdollisuus erottaa ääni seitsemään data -arvoon, jotta arduino voi lukea. Käytän tässä projektissa arduino mega 2560, koska sillä on tarvittava määrä PWM -nastoja viiden vesitornin ajamiseen.

Tämä projekti käyttää juotostaitoja perfboardilla, Bluetooth -moduulilla, arduinolla ja hyllyltä saatavilla kaiuttimilla. Projektin aikana huomaan todella muutamia asioita, jotka minun olisi pitänyt tehdä toisin, joten tuon ne varmasti esiin.

Aloitetaan

Vaihe 1: Osat

Tässä projektissa käytetään melko vähän osia. Monia osia minulla oli työpöydän ympärillä, muut osat ostettiin paikallisesta osaliikkeestä.

Tarvitset:

HUOMAUTUS: osan määrä suluissa

(1) Arduino Mega 2560

(1) USB Bluetooth -moduuli

(1) 8 -nastainen DIP -liitäntä

(1) MSGEQ7 - Suosittelen ostamaan tämän Sparkfun Electronicsilta, koska ebay on täynnä tämän IC: n väärennettyjä versioita

(1) Kuulokeliitäntä

(1) Kuulokejohto naaraspäällä

(1) tavallinen USB -naaras, jossa on kohtuullinen kaapelin pituus

(5) 3 -johtiminen liitin (parit), joita yleensä myydään 3 -johdinliittiminä ws2812b -LED -nauhoille (katso kuva)

(10) FQP30N06L N-kanavainen mosfet

(5) 1N4001 -standardilukitusdiodi

(4) 3 mm punainen LED

(4) 3 mm keltainen LED

(4) 3 mm valkoinen LED

(4) 3 mm vihreä LED

(4) 3 mm sininen LED

(10) 10k vastukset 1/4 wattia

(8) 100 OHM vastukset

(8) 150 OHM vastukset

(5) 500 OHM -potentiometriä

(5) 2k OHM -potentiometrit

(5) 27 OHM 5 watin vastukset

(2) 100k OHM vastukset

(2) 100 nF kondensaattorit

(1) 33pF kondensaattori - on oltava tämä arvo; Laitoin useita kondensaattoreita rinnakkain tämän arvon saavuttamiseksi

(1) 10 nF kondensaattori

(1) Päällä - PÄÄLTÄ -kytkin (kiinnitysreikä oli 3 mm, yleensä lueteltu mini -vaihtokytkimenä ebayssä)

(4) 1/8 "x 1 1/2" pultit (omani oli merkitty Home Depotin liesipulteiksi, 3D -tiedosto on määritetty tämän kokoiselle mutterille ja pultille)

(2) noin 12 tuuman pituinen Ethernet -kaapeli

3D -tulostetut osat, jos sinulla ei ole tulostinta, ovat sivustot, kuten 3dhubs.com, hyvä resurssi.

Kuuma liima

Juotos + juotosrauta

Uros otsikkotapit

Vaihe 2: Irrota Bluetooth -sovitin

Alunperin aioin käyttää USB -uroskaapelia, mutta pistorasia oli rikki, päätin sitten purkaa sovittimen ja poistaa USB -portin. Monimittarin avulla löysin maan testaamalla nastat USB-portin ulkokuorelle. (ne ovat yhteydessä)

HUOMAUTUS: Minun oli itse vaihdettava tämä sovitin osittain projektin läpi, koska se aiheutti korkeataajuista kohinaa ääniporttiin, eivätkä uudetkaan ole 100% parempia. mutta minulla on erilainen vastaanotin, joka toimii, mutta siinä on kuitenkin oma akku ja virtakytkin, joten vesikaiuttimet eivät ole niin plug and play. Vaikka nämä vastaanottimet ovat halpoja ja maksavat enemmän, se ei aina tarkoita sitä, että saat korkealaatuisia.

Vaihe 3: IC: n asettaminen Perfboardille

Tässä vaiheessa aloitamme IC DIP -liitännän perboard -juottamisen.

Kaaviossa näkyy, kuinka kaikki osat kytketään, mosfet -ohjaustappi on merkitty "PWM", koska olen juuri kytkenyt ne suoraan arduino -nastaan, koska voisin muuttaa sitä, mitä kukin nasta ohjaa koodista.

Aloitin asettamalla DIP -liitännän lähelle levyn toista puolta lähelle levyn keskikohtaa.

VIHJE: tahmea tahna auttaa pitämään osat paikallaan juotettaessa.

Lisäsin sitten 100 nF: n kondensaattorin nastoihin 1 ja 2 ja käytin sitten kahta 100 k OHM: n vastusta yhdistämään nastaan 8. Käytin sitten 4 kondensaattoria rinnakkain ja lisäsin 100 nF: n nastaan 6. Sitten urosäänikaapeli lisättiin ja johdettiin 10 nF kondensaattori. Audiokaapelin maa oli sidottu maahan.

Olen lisännyt kuvan perfboardin takapuolelta ja lisän myös tarroja alapintaan, jotta on helpompi ymmärtää, mihin osat on kytketty.

Vaihe 4: Mosfetsin lisääminen

Seuraava askel, jonka otin, oli mosfettien lisääminen, kun lisäsin mosfetteja, jotka käytin jäähdytyselementtien asettamiseen korkealle, myöhemmin kävi ilmi, että ne eivät lämpene tarpeeksi vaatimaan jäähdytyselementtien lisäämistä.

Aloittaisin vain levittämällä juotetta keskimmäiseen tappiin säätöjen mahdollistamiseksi.

Kun mosfetit olivat paikoillaan, aloin lisätä 10 k OHM: n vetovastuksia, käytin vastuksen jalkoja silloittaakseni tarvittavat nastat.

Vaihe 5: Diodien ja 5 W: n vastusten sijoittaminen

Tämän vaiheen aikaan odotin vielä 5 W: n vastusten toimittamista minulle, joten pelastin vastuksen edellisestä vesikaiuttimien versiosta, jotta voisin varmistaa diodien sijoittamiseen tarvittavat välimatkat.

Kun diodit oli asetettu, aloin irrottaa kiinteän 18AWG -johdon toimimaan positiivisina ja negatiivisina väyläpalkkeina

Kiinteä AWG -lanka asetettiin diodien positiiviselle puolelle ja johdettiin sitten IC -liittimen nastaan 1.

toista kappaletta käytettiin 33pF -kondensaattorin negatiivisen puolen siirtymiseen ja silmukoiden ympärille. Toinen pienempi pala silmukoitiin 33pF -kondensaattoreiden negatiivista IC 2 -liitännän nastaan 2.

Vaihe 6: Paneeliliittimen ja Bluetooth- ja potentiometrien lisääminen

Kiinnitä paneelin liitin noin 20AWG -kierreliitäntäjohdolla samoihin liitäntöihin kuin urosäänikaapeli. Lisäsin sitten Bluetooth -sovittimen virta- ja maadoitusjohdot käyttämällä alapuolella olevaa kiinteää AWG -johdinkiskoa.

Lisäsin sitten 500 OHM: n potentiometrit, jotka mahdollistavat LED -kirkkauden lisäohjauksen (nämä ovat välttämättömiä, mutta minusta jotkin LED -värit voivat ylittää toiset, joten lisäsin nämä säätämään kirkkautta)

Käytin ylimääräistä metallia rajatuista kondensaattorijohdoista silittämään etäisyyden potentiometristä mosfetsin keskustappiin

Vaihe 7: Vesikaiuttimien valmistelu

Aloitin käyttämällä pientä ruuvimeisseliä irrottaaksesi pienet ruuvit vesikaiuttimen kotelon takaosasta, piirilevyn poistamisen jälkeen löysin moottorin johdot. leikkasin ne huuhteluleikkureilla mahdollisimman lähelle piirilevyä.

HUOMAUTUS: moottorien johdot eivät ole huollettavia, joten liian monta virhettä päiden leikkaamisessa ja irrottamisessa voi pilata moottorin/johdot

Käytin sitten pieniä neulapihtejä piirilevyn irrottamiseen LED -valolla. Valitsen yhden värin vesikoteloa kohden verrattuna myymälän tuotteessa käytettyihin neljään väriin.

Taivutan sitten LED -positiiviset johdot melkein tasan niin, että ne menevät ristiin toistensa yli. Aloitan taivuttamalla LED -valoja niin, että tason LED -valot ulottuvat päästä loppuun. Käyttämällä tahmeaa liimaa pitämään LEDit paikallaan; Taivutan sitten kaksi sisäistä LEDiä, mutta rajaan niiden johdot, koska niiden ei tarvitse olla niin pitkiä. Kun LED -valot tarttuvat tahmeaan tartuntaan, en voi juottaa positiivisia johtimia yhteen.

Voin nyt rajata LEDien negatiiviset johdot ja rajata myös vastukset. (Päätän sijoittaa LED -valot siten, että niiden värinauhat olivat kaikki samaan suuntaan; tämä oli puhtaasti kosmeettista) Käyttämällä vastuksen johtoja taivutan ne samalla tavalla kuin LEDien positiivisiin johtimiin.

Käytin kuumaa liimaa pitämään LEDit paikallaan. Kiinnitä sitten 3 -johtiminen liitin. Moottorilla ja LEDeillä on yhteinen positiivinen puoli. vastaavat liittimet kytketään sitten perfboardiin, positiivinen diodin toiselle puolelle ja moottorin negatiivinen diodin toiselle puolelle. LED -valojen negatiivi on kytketty potentiometrin jalkaan.

Punaisissa ja keltaisissa LED -valoissa oli 150 OHM: n vastus

Valkoisissa, vihreissä ja sinisissä LED -valoissa oli 100 OHM: n vastus

Näiden vastusarvojen pitäisi antaa kunkin LEDin toimia 20 mA: n jännitteellä

Vaihe 8: Arduino -johtojen lisääminen

Käytin kahden pituista Ethernet -kaapelia, noin 12 tuumaa kaapelia (x 2) Käytin yhteensä 15 johtoa (1 vara)

Käytin joitakin kiinteitä ydinlankoja, jotka piti säästämään kaapelia kaapelin kiinnittämiseksi perfboardiin, ja tarvitsin myös kuumaa liimaa pitämään se paikallaan. Kulmassa oleva vetoketju auttoi ohjaamaan langan arduinoon, joka olisi kotelon vieressä olevan parkettilaudan vieressä.

Johdot sijoitettiin satunnaisesti, mutta varmistin, että ne pääsivät tarvittavaan paikkaan, jotkut olivat pidempiä kuin toiset, liian pitkät leikattiin kokoon. Otsikoiden avulla pystyin juottamaan langan muut päät tappeihin, joten voin purkaa arduinon tarvittaessa. Päätin lisätä kuumaa liimaa myöhemmin varmistaakseni, että johdot eivät katkaise tappeja, mutta teen tämän sen jälkeen, kun kaikki toiminnot on testattu.

Lisäsin johdot IC -ohjaukseen ja johdon sekä 5v+ että maadoitukseen.

Tämän jälkeen tein testin nähdäkseni toimivatko valot ja IC oikein, koska odotin edelleen postin 5w vastuksia.

Vaihe 9: Moottorin vastukset ja potentiometrit

Lisäsin 5W vastukset diodin ja mosfetin keskitapin väliin. Käytän vastuksen taivutuksen johtoja aukon sulkemiseen.

Huomaan, että moottorit reagoivat paremmin pulssiin ja käyttöön nopeasti, kun vesi virtaa jo hitaasti. Tässä 2k potentiometri tulee peliin. Potentiometri on kytketty käyttämällä 20AWG -kytkentäjohtoa 5 W: n vastukseen, (älä kiinnitä tätä johtoa ennen 5 W: n vastusta, koska potentiometri ei pysty käsittelemään moottorin tehoa)

Toinen potentiometrin jalka on taivutettu ulos ja käyttämällä toista kiinteää 18AWG johtoa voin liittää yhden nastan kaikesta potentiometristä maahan.

HUOMAUTUS: Olin alun perin yrittänyt olla käyttämättä potentiometrejä, mutta olen huomannut, että PWM: n käyttäminen näissä moottoreissa aiheuttaa kauheaa korkeataajuista takaisinkytkentää, joka aiheuttaa häiriöitä IC: hen

Vaihe 10: 3D -tulostus

Tulostin yhteensä 3 osaa, ylä-, ala- ja takapaneelin. Lisätämäni STL -tiedostot ovat kuitenkin vain kaksi osaa (ylä- ja alaosa), jotka helpottavat jonkun seurattavaa. Tein tämän, kun huomasin yrittäneeni lisätä paneelin sen jälkeen, kun se ei näytä yhtä hyvältä. Teen pääasiassa takapaneelin, koska en ollut varma, mitä halusin takaa. Omalla kohdalla päätin lisätä virtakytkimen.

Yhteensä katsot 36 tuntia 3D -tulostusta. Käytän tulostimessani ABS: ää, koska se on todella helppo maalata ja hioa. Lisäksi, kun teen kokoonpanoja, voin käyttää asetonia hitsaamaan osat yhteen.

Ensimmäinen osa, jota suosittelen tulostamaan, on 3D -mittaustesti, tämä on pieni 15 minuutin pala, jonka avulla voit varmistaa, että vesikaiutin sopii. Kävin läpi noin 8 toistoa, kunnes minulla oli oikea profiili kaiuttimeen. Näin säästän 18 tunnin tulosteen hukkaan. yläosassa on aukkoja 1/8 "x 1 1/2". Minun piti käyttää pientä tiedostoa, koska 3D -tulostimen silloitus on hieman tiukka.

Vaihe 11: Kokoonpano

Aloitin käyttämällä kuumaa liimaa johtojen päissä, jotta varmistetaan, etteivät ne rikkoudu. Lisäsin kuumaliimaa sen jälkeen, kun olin varmistanut, että moottorit toimivat ohjelmoinnin kanssa. Käytin pienen määrän kuumaa liimaa arduinon kahdessa kulmassa, jotta se voidaan poistaa myöhemmin, jos sitä tarvitaan. vaihtoehtoisesti 3D -tulostukseen voidaan suunnitella erottimia ja kierteitä.

Kuten kuvasta näkyy, minulla on eri Bluetooth -moduuli liitettynä, käytin tätä moduulia odottaessani uutta postissa. Kaiuttimien väärin laukaisun pääongelma ei ole täysin Bluetooth -moduulien vika, moottorit eivät näytä pitävän PWM -toiminnasta.

Lisäsin vesitornit yläkappaleeseen ja kiinnitin sen kuumalla liimalla. Käytin pienen määrän, kun aion purkaa kaiuttimet myöhemmin ja hioa ja kirkastaa muovin, mutta on liian kylmää ruiskuttaa maalia siellä, missä olen juuri nyt. Paneelin liitin ja kytkin lisättiin sitten takapaneeliin, olin itse lisännyt USB -virtajohdon aikaisemmin, mutta nyt kun 3D -tulostus on yksi kappale, kaapeli on vedettävä kotelon läpi ja sitten johdotettava paikalleen, näet missä olen kytketty kuvassa oleva USB, se painaa perfboardin läpi ja juotetaan kiinteään AWG -johdinväyläpalkkiin. Ainoa ero kuvasta on siinä, että kytkin positiivinen menee ensin kytkimeen ja sitten perfboardiin.

Vaihe 12: Koodi

Lisätty koodi on enimmäkseen suoraviivaista. Koodin pitäisi toimia sellaisenaan.

Ainoa asia, joka olisi muutettava, ovat koodin yläosassa olevat muuttujat. Ne on merkitty selkeästi kommenteilla.

HUOMAUTUS:

Vinkin perusteella otin aikaa oppia ja yrittää säätää PWM -taajuutta arduino mega. Vaikka taajuuden muuttaminen auttoi poistamaan moottorikohinan, joka aiheutti takaisinkytkentäsilmukan, se joutui kuitenkin muuttamaan monia muita koodin osia, ajoitusta oli muutettava, herkkyyttä oli lisättävä.

Luodun PWM -taajuuden muuttamisen ongelma on se, että ajoitusta piti pidentää väärän laukaisun kompensoimiseksi ja arvojen muuttaminen, jolloin kaiuttimet olivat vähemmän herkkiä. Uskon, että paras asia tässä vaiheessa olisi kokeilla tämän projektin aiemman iteraation moottoriajuria, josta puhutaan enemmän viimeisessä vaiheessa.

Vaihe 13: Lopputuote

Lopullinen kohde on todella mielenkiintoinen katsella. Tämä kohde on parhaiten katsottavissa huonosta hämärään huoneen valaistukseen. Valitettavasti nykyinen kamerani ei pysty tallentamaan heikossa valaistuksessa. Koska voisin käyttää hyvää kameraa esittelemään projekteitani, jotka olen osallistunut ensimmäistä kertaa kirjoittajakilpailuun, toivon, että ihmiset nauttivat tästä projektista ja päättävät äänestää minua.

Olen lisännyt videon kaiuttimien alkuperäisestä versiosta, jotta näet karkeasti miltä ne näyttävät.

Seuraavat vaiheet

Haluaisin yrittää käyttää alkuperäistä moottorinohjainpiiriä, jonka tein versiossa 1, joka käyttää transistoreita ja valokennoja nähdäkseen, salliiko se moottorien toimia paremmin. moottorit PWM -ohjaussignaalin käytön vuoksi. Voisin myös lisätä kaiuttimia kotelon sivulle yhdessä oman äänenvoimakkuuden säätimen kanssa.

Saatat myös huomata, että vesitornien sisäpuoli on eri värejä alkuperäiset kaiuttimet, jotka minulla oli, olivat chome, joita en löytänyt paikallisesti, joten valitsin mustan uusille (tulevat eri väreissä), joita voisin päivittää kaikille yhdelle värille, mutta ne myydään hintaan 40 dollaria pari.