Bluetooth Speaker W/ Music-Reactive LED Matrix: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Proyek ini diikutsertakan dalam Kontes Nirkabel dan Kontes LED -- jika Anda menyukainya, saya akan sangat menghargai suara Anda. Terima kasih!

Saya merancang dan membuat Speaker Bluetooth DIY dengan matriks LED terintegrasi. Matriks LED mencakup sejumlah mode visualisasi yang berbeda, termasuk mode perapian, mode "seni bergerak" abstrak, dan beberapa yang bereaksi terhadap musik melalui mikrofon di dalam kotak speaker. Saya belum pernah melihat produk lain yang dirancang untuk rumah, yang menggabungkan penglihatan dan suara dengan cara ini.

Ide untuk proyek ini muncul dengan cara yang agak tidak lazim. Saya ingin membangun sesuatu untuk beberapa teman yang mengharapkan bayi baru lahir. Saya menginginkan hadiah yang akan membantu anak-anak mereka berkembang secara neurologis, dan hadiah yang tidak akan mereka besarkan. Setelah melakukan sejumlah proyek LED, dan memiliki beberapa pengalaman pengerjaan kayu, saya mendapatkan ide untuk mengintegrasikan matriks LED audio-reaktif dalam speaker Bluetooth.

Kotak speaker melibatkan cukup banyak pengerjaan kayu. Bagian luar kotak terbuat dari kayu maple keriting kasar, yang saya giling menjadi 3/4 . Panel depan dan belakang terbuat dari MDF. Hasil akhir maple keriting terinspirasi oleh sentuhan akhir gitar listrik, seperti yang terlihat pada beberapa gitar Paul Reed Smith favorit saya.

Secara internal, saya menggunakan papan penguat bluetooth Dayton Audio 2x15w untuk audio, dan Arduino Mega untuk mengontrol matriks LED 16x16 (LED WS2812). Mikrofon electret kecil di dalam kotak speaker mendeteksi musik yang sedang diputar, dan memberikan sinyal yang dapat digunakan Arduino untuk membuat tampilan reaktif pada LED.

Desainnya juga memungkinkan penyesuaian mekanis untuk sepenuhnya mengubah tampilan matriks LED; dari pixelated ke abstrak. Saya sangat bangga dengan fitur ini, karena saya belum pernah melihatnya di tempat lain sebelumnya, dan efeknya sangat keren (ditampilkan di akhir video). Matriks LED dipasang ke penyekat di belakang diffuser akrilik semi-transparan putih, dan dengan memutar sekrup di bagian belakang speaker, Anda dapat memindahkan penyekat LED ke arah atau menjauhi diffuser. Dengan demikian, sekrup jempol memungkinkan Anda beralih dari tampilan berpiksel (di mana masing-masing LED terlihat), ke tampilan abstrak, di mana LED kabur bersama untuk membentuk seni bergerak, dengan efek hampir seperti 3D.

Langkah 1: Kumpulkan Persediaan

Kayu:

Anda dapat membuat kotak speaker dari jenis kayu apa pun yang Anda suka. Saya menggunakan maple solid 3/4” untuk perimeter kotak speaker,” MDF untuk panel depan,” MDF untuk panel belakang (tetapi akan merekomendasikan” sebagai gantinya), dan skrap” kayu lapis untuk penutup speaker interior.

Penyebar:

Lembaran akrilik putih semi-transparan:

Elektronik:

Arduino Mega (atau kloning):

Matriks LED 16x16:

Catu daya 19.7V atau 24V (setidaknya 60w):

Speaker Jangkauan Penuh 3”:

Papan Amplifier Bluetooth Audio 2x15w Dayton:

Paket aksesori Dayton Audio dengan jack saluran masuk audio:

Braket untuk papan Audio Dayton:

Kapasitor 1000 mF:

resistor 330 ohm

Mikrofon Electret gain otomatis:

24V 16mm Menempel tombol tekan LED on/off:

5V 16mm Menempel tombol tekan LED on/off:

Tombol tekan LED Sesaat 5V 16mm:

Jack Daya Wanita:

Konektor sekop:

Konektor Kawat Lever-nut:

Konverter step-down:

Opsi Daya Alternatif:

Catu daya 5V (setidaknya 70w):

Konverter step-up (untuk menaikkan ke 19.7V untuk rangkaian speaker):

Penyekat & Perangkat Keras LED

5 1/4-20 baut

Kacang-T (1/4-20 berulir)

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

Sekrup kuningan:

Alat/Barang Lainnya

Forstner Bits:

Langkah 2: Potong Kayu

Berikut adalah daftar potongan untuk speaker yaitu 22” W x 9” H x 6” D. Anda dapat memotong dari kayu pilihan Anda, kayu keras, MDF, atau kayu lapis. (MDF lebih baik daripada kayu lapis untuk menangani getaran speaker, seperti yang saya pahami.)

Kotak Speaker Panel Atas/Bawah: (2)”x22”x6” (ujung yang dipasangkan)

Kotak Speaker Panel Samping: (2)”x9”x6” (ujung yang dipasangkan, kurangi 1,5” jika melakukan sambungan pantat)

Pelat Depan:”x20.5”x7.5”

Pelat Belakang:”x20.5”x7.5”

LED Baffle:”x7.5”Hx 8.5W”

Penutup Speaker: (2)”x7.5”x4.25”, (2)”x7.5”x5.5”

Gunakan gergaji bundar, gergaji meja, dan/atau gergaji mitra untuk memotong daftar bagian di atas.

Langkah 3: Buat Potongan di Panel Atas untuk Kontrol Tombol Tekan

Sebelum kita merekatkan kotak, kita perlu membuat guntingan di panel atas kita untuk tiga tombol tekan 16mm (~ 5/8”). Tombol latching on/off 24V akan menghidupkan dan mematikan semuanya, tombol latching on/off 5V akan menghidupkan dan mematikan sirkuit 5V (dengan matriks LED dan Arduino) secara terpisah dari speaker Bluetooth, dan tombol sesaat 5V akan mengubah mode pada matriks LED.

Benang pada kancing 16mm ini tidak cukup panjang untuk memanjang melalui kayu, jadi kita perlu mengebor ceruk yang lebih besar di bagian dalam panel atas, untuk memasang mur ke ulir pada setiap tombol dan memasangnya. Tandai titik tengah untuk speaker di bagian bawah panel atas, dengan satu tepat di tengah, dan dua lainnya diimbangi dari tengah sebesar 1,75” di kedua sisi. Kemudian gunakan mata bor Forstner 1-3/8” di bagian dalam panel atas untuk mengebor lubang hingga 1/4” dari atas (mis., atur stop sedalam 1/2” pada mesin bor Anda). Gunakan titik tengah kiri dari mata bor Forstner sebagai panduan untuk mengebor melalui titik tengah dengan mata bor kecil (mis., 1/8”), yang akan memungkinkan Anda untuk menyelaraskan benda-benda saat Anda mengebor dari sisi yang berlawanan. Sekarang balikkan, dan gunakan mata bor Forstner 5/8” untuk mengebor setiap lubang dari atas, sehingga Anda memiliki lubang yang pas dengan tombol 16mm. Proses ini ditunjukkan di sini:

Langkah 4: Potong & Cat Panel Speaker Depan

Pertama, Anda akan ingin menggunakan pensil untuk menandai titik tengah untuk setiap pembicara. Saya menandai titik tengah saya pada 3,5” dari tepi samping terdekat, dan dipusatkan secara vertikal (3,75” dari tepi atas/bawah), sehingga speaker akan disisipkan sebesar 2” dari tepi panel speaker. Kemudian gunakan pensil Anda untuk menggambar persegi 6,75” x 6,75” yang dipusatkan secara vertikal dan horizontal di panel depan. Kotak ini adalah potongan untuk matriks LED.

Selanjutnya, gunakan gergaji lubang 3” untuk memotong lubang speaker, dipusatkan pada titik yang Anda tandai. Mesin bor direkomendasikan, tetapi Anda mungkin bisa lolos dengan pengeboran tangan jika Anda berhati-hati.

Kemudian gunakan bit router miring untuk memberikan bagian dalam setiap potongan speaker dan potongan matriks LED tepi yang dilubangi.

Terakhir, Anda ingin mengecat panel depan MDC. Untuk bagian depan dan belakang MDF, saya menggunakan cat semprot putih, dan melapisinya dengan beberapa lapis pernis bening. Saya juga membuat satu versi dengan panel depan hitam, di mana saya menggunakan cat semprot hitam.

Langkah 5: Potong dan Pasang Diffuser

Potong sepotong akrilik Anda menjadi 7”x 7” dengan gergaji meja, gergaji bundar, atau gergaji ukir. Kupas hanya tepi plastik pelindung di kedua sisi akrilik, dan letakkan di bagian dalam potongan Anda di panel depan. Gunakan lem super untuk merekatkannya ke panel depan.

Langkah 6: Buat Potongan di Panel Speaker Belakang

Pertama, buat” guntingan untuk soket saluran masuk berulir dan soket daya DC betina berulir. Seperti tombol tekan, utasnya tidak memanjang. Gunakan proses yang sama yang dijelaskan di atas untuk tombol, untuk membuat ceruk yang lebih besar di bagian dalam panel belakang untuk dua jack berulir ini. Kecuali, kali ini, gunakan mata bor Forstner” untuk lekukan dan bor ke dalam 1/8” dari bagian luar panel belakang, dan gunakan mata bor” Forstner untuk mengebor lubang luar yang pas untuk kedua lubang tersebut” jack.

Anda juga akan memotong lubang berikut di panel paket:

- Perkawinan lubang” untuk baut berulir yang berasal dari baffle LED. Lubang”ini harus dibor di tengah di panel belakang.

- (opsional)” lubang untuk pemasukan kipas. Bor di tempat yang nyaman. Saya memusatkan lubang ini sekitar 2”dari tepi atas.

- Lubang ventilasi sesuai keinginan. Saya mengebor dua lubang”ke arah tepi samping panel belakang, untuk memungkinkan ventilasi (LED dan konverter step-down bisa menjadi sangat panas).

Langkah 7: Selesaikan Kotak Speaker Shell

Sebelum memasukkan panel depan ke dalam kotak mitra, Anda harus mengampelas dan menyelesaikan cangkang dan panel depan. Pilihan akhir terserah Anda. Karena panel atas, bawah, dan samping saya terbuat dari maple solid, saya hanya menggunakan Waterlox sebagai finishing.

Saya juga membuat beberapa salinan lagi dari speaker di mana saya menggunakan pewarna anilin abu-abu dan minyak Tru, untuk hasil akhir yang terinspirasi dari gitar listrik. Di salah satunya saya menggunakan cat semprot hitam untuk panel depan dan belakang, dan yang lainnya abu-abu saya menggunakan cat semprot putih.

Langkah 8: Merakit Kotak Speaker Shell

Sebelum merekatkan kotak, pastikan Anda telah melakukan langkah di atas untuk guntingan tombol. Juga, sebelum merekatkan, pasang penyangga di sekitar dan offset dari tepi panel atas, bawah, dan samping, yang akan menjadi sandaran panel depan. Potong beberapa potongan kayu bekas (MDF atau kayu lapis) setinggi”, dan rekatkan serta paku keduanya ke masing-masing panel atas, bawah, dan samping. Strip harus setinggi” atau”. Saya mengatur strip penyangga depan pada setiap panel ke belakang sebesar” dari tepi depan, sehingga panel speaker depan” akan disisipkan sebesar” saat bersandar pada penyangga. Lihat videonya di sini: https://www.youtube.com/embed/X1bEgGLwVLY?t=112 Pastikan untuk tidak meletakkan penyangga di tengah rentang 7” panel atas dan bawah Anda, karena ini akan mengganggu baffle LED Anda bergerak dekat dengan diffuser.

Catatan, dalam video dan foto, saya juga membuat dukungan untuk bagian belakang. Untuk instruksi ini, saya meningkatkan desain dengan mengatur ukuran penutup speaker bagian dalam sehingga juga berfungsi sebagai penyangga untuk panel belakang, sehingga bagian penyangga tidak diperlukan di bagian belakang.

Setelah memasang penyangga, kita akan membuat cangkang luar kotak speaker dengan panel atas, bawah, dan samping. Ini hanya kotak sambungan mitra dasar, dengan empat sisi. Gunakan lem kayu dan klem untuk merakit. Saya juga merekomendasikan untuk meletakkan beberapa selotip pelukis di bagian depan dan samping Anda (agar tidak menempel dengan lem kayu), dan menempatkannya di dalam kotak saat menjepit dan saat lem mengering, untuk memastikan Anda memilikinya dengan sempurna. dan nyaman.

Langkah 9: Pasang Penutup Speaker Dalam dan Panel Depan ke Shell

Siapkan penutup speaker dan panel depan:

Setiap penutup speaker bagian dalam masing-masing terbuat dari bagian dalam berbentuk L, yang cocok dengan panel depan, samping, atas, dan bawah untuk membentuk penutup.

Pertama, tandai titik untuk sekrup speaker Anda menggunakan speaker itu sendiri sebagai panduan. Kemudian lubang pra-bor

Selanjutnya, bor lubang” untuk kabel speaker di bagian 4,5”x7,5”, dan pasang potongan 4,5”x7,5” secara tegak lurus ke panel depan, dengan tepi bagian dalamnya 5,5” dari sisi terdekat panel speaker. Gunakan lem dan paku dari depan untuk menempelkan potongan-potongan ini (Anda nanti akan kembali dan menggunakan dempul kayu dan pasir untuk menutupi lubang paku). Catatan: dalam video, saya menggunakan lubang saku, tetapi memiliki masalah saat mengebor, jadi saya tidak merekomendasikan cara ini.

Pasang panel depan dan penutup speaker:

Kemudian, pasang speaker dengan sekrup ke lubang yang Anda bor sebelumnya. (Speaker yang saya tautkan memiliki gasket internal, sehingga disegel. Sekarang masukkan struktur ini dengan panel depan, sisi tegak lurus penutup speaker, dan speaker, ke dalam kotak speaker. Masukkan kabel speaker melalui lubang. Pada saat ini, gunakan beberapa dempul untuk menyegel tepi bagian dalam penutup speaker ke bagian belakang panel depan. (Opsional: tambahkan beberapa polifill sekarang ke penutup speaker.)

Selanjutnya, bor lubang saku di tepi samping sisi belakang Kotak Speaker (1/2”x6”x7,5”) Sekarang pasang sisi belakang penutup speaker ke panel samping menggunakan lem dan sekrup lubang saku, dan lem dan kencangkan sambungan pantat antara sisi belakang selungkup dan sisi dalam yang tegak lurus dari selungkup, untuk menyelesaikan selungkup.

Langkah 10: Buat Penyekat LED Bergerak

Untuk ini, kita akan menggunakan potongan”x7.5”H x 8.5” W yang kita potong sebelumnya.

1. Bor” resesi sekitar” jauh di tengah mati bagian depan LED Baffle Anda (ini akan memungkinkan kepala baut Anda menjadi rata)

2. Bor lubang untuk” T-Nut dead center di belakang (sehingga memanjang dari belakang hingga ceruk yang baru saja Anda bor di depan)

3. Palu di T-Nut dari belakang

4. Pasang baut hex 5” -20 dari depan (gunakan lem super pada mur-T jika Anda mengalami masalah dengan mur yang longgar)

5. Bor lubang besar di baffle Anda yang sejajar dengan lokasi kabel di belakang matriks LED (Anda mungkin ingin menyolder kapasitor antara + dan – pada matriks LED Anda, sebelum melakukan ini)

6. Tarik kabel matriks LED melalui lubang, dan lem super matriks LED ke depan penyekat (opsional: untuk keamanan / dispersi panas, rekatkan lembaran aluminium ke bagian depan penyekat, lalu rekatkan matriks LED ke aluminium)

Langkah 11: Elektronik dan Kode

Berikut ini tautan Github ke kode (sedang dalam proses, tetapi berfungsi):

Pertama, unduh dan instal Arduino jika Anda belum melakukannya.

Kedua, Anda harus menambahkan perpustakaan FastLED ke Arduino. (Cukup cari "FastLED" di tab perpustakaan Arduino.)

Ketiga, unggah kode Arduino (ditautkan ke atas) ke Arduino Mega Anda (Saya menggunakan Mega karena memorinya dan ukuran kodenya; itu terlalu berlebihan dari perspektif I/O). Kode mengasumsikan bahwa: (a) LED dihubungkan ke pin 2, (b) tombol tekan sesaat dihubungkan ke pin 5, (c) input mikrofon dihubungkan ke pin A0, dan (d) pin 3.3V adalah disambungkan ke pin AREF pada Arduino (dan ke Vcc pada mikrofon electret).

Beralih ke elektronik, ikuti instruksi sederhana yang disertakan dengan papan Audio Dayton untuk menghubungkannya. Hal ini mudah; cukup banyak plug n 'play.

Anda akan mengambil input 19.7V atau 24 V + dan ground dari colokan listrik wanita, dan membaginya dengan konektor mur level 3 arah atau 5 arah. Pasang sakelar on/off pengunci 24V antara colokan listrik dan split ini, sehingga berfungsi sebagai sakelar on/off relai. Dari split, jalankan 19.7V langsung ke papan audio Dayton dan konverter step down (pastikan untuk menyesuaikan step down dengan memutar sekrupnya, dan gunakan multimeter untuk memverifikasi bahwa itu mengeluarkan 5V).

Kemudian sambungkan tombol on/off pengunci 5V antara output step-down dan komponen 5V lainnya (Arduino, LED, tombol tekan sesaat, dan kipas), sehingga berfungsi sebagai relai untuk menghidupkan/mematikan 5V sirkuit secara terpisah dari speaker Bluetooth. Kemudian ikuti diagram Fritzing untuk memasang Arduino, LED, tombol tekan sesaat 5V, dan kipas.

Braket audio Dayton akan digunakan untuk memasang papan Bluetooth. Ini relatif murah dan membuatnya mudah. Untuk memasang Arduino Mega, konverter step down 5V, dan kipas 5V ke panel belakang, saya hanya menggunakan sekrup plastik dan lem super

Saya tidak akan membahas banyak detail tentang penempatan bagian-bagian di speaker, karena saya rasa saya tidak melakukannya dengan baik. Namun, saya dapat memberi Anda beberapa panduan untuk mengetahui tata letak. Pertama, kencangkan semua tombol 16mm ke dalam lubang di panel atas. Kemudian gunakan konektor JST dan konektor mur level untuk menghubungkan semua komponen elektronik, sehingga Anda dapat mengetahui cara meletakkannya di dalam speaker. Kemudian mainkan dengan tata letak untuk menemukan yang berfungsi. Saat Anda mencari tahu penempatan komponen, pastikan untuk memasukkan penyekat LED ke dalam enklosur, sehingga Anda dapat memastikan bahwa komponen bebas dari baut berulir yang memanjang dari penyekat ke panel belakang speaker, dan pastikan bahwa baffle memiliki ruang untuk digerakkan maju dan mundur (dari rata dengan diffuser ke” atau lebih jauh dari diffuser).

Putuskan sambungan komponen melalui JST dan konektor mur level, sehingga Anda dapat memasang semuanya secara permanen. Gunakan lem super untuk memasang Arduino Mega, konverter step down 5V, dan kipas 5V di lokasi yang baru saja Anda ketahui. Sekarang sambungkan kembali semuanya dan uji apakah semua elektronik berfungsi dengan baik.

TIPS JIKA REAKTIVITAS AUDIO TAMPAKNYA TIDAK BENAR: Sensitivitas mikrofon dapat sangat bervariasi. Jika responsivitas tampaknya tidak tepat, gunakan monitor serial untuk membaca nilai mikrofon, cari tahu kisaran saat Anda memutar lagu dari sumber suara yang akan digunakan, dan sesuaikan parameter MIC_HIGH dan MIC_LOW dalam kode. Bermain dengan itu akan secara dramatis mengubah cara kode bereaksi terhadap suara.

Langkah 12: Pasang Panel Belakang dan Mulai

Masukkan panel belakang ke dalam kotak speaker, pastikan untuk menyelaraskan lubang tengah” di panel belakang dengan baut -20, sehingga baut berulir memanjang melalui lubang. Sekarang kencangkan mur knurl ke baut, sehingga Anda dapat mengatur jarak antara baffle LED dan diffuser dengan memutar mur knurl (yang pada dasarnya berfungsi sebagai sekrup jempol). Lubang bor terlebih dahulu untuk sekrup kuningan di sudut panel belakang, dan pasang panel belakang dengan memasang sekrup kuningan.

Colokkan, sambungkan ponsel Anda ke Bluetooth, dan nikmatilah!

Juara Pertama Lomba LED 2017

Hadiah Kedua dalam Kontes Nirkabel