DIY Soundbar met ingebouwde DSP - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Een modern ogende soundbar bouwen van 1/2 dik kerfgebogen multiplex. De soundbar heeft 2 kanalen (stereo), 2 versterkers, 2 tweeters, 2 woofers en 4 passieve radiatoren om de lage frequenties in deze kleine kast te versterken. Een van de versterkers heeft een ingebouwde programmeerbare Digital Signal Processor (DSP) die ik gebruik om 2-weg crossovers, aangepaste EQ's te creëren en dynamische basversterking toe te voegen. De DSP-versterker gebruikt de ADAU1701-processor die configureerbaar is met Analog Devices SigmaStudio (gratis software Er is een aparte USBi-programmeur nodig om het SigmaStudio-programma op de processor te downloaden. Zeker biedt een niet zo geweldige voor $ 20, anders kan een duurdere versie van Analog Devices worden gebruikt.

Lijst met belangrijkste onderdelen:

• Woofers (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweeters (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Passieve radiatoren (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Versterker 1 (voedende tweeters): Dayton Audio Kab-215
• Versterker 2 (voeding woofers): Sure Electronics Jab3-250
• Behuizing: 1/2 "dik multiplex (Home Depot)
• Voorschot: 1/2 "dik MDF (Home Depot)

Stap 1: Kerf buigen van de behuizing

Ik wilde een unieke behuizing die er niet "boxy" uitzag, dus besloot ik een kerfbuigtechniek te gebruiken om een naadloze gladde rand rondom de behuizing te krijgen. Ik heb verschillende (9 per bocht) dunne kerf niet-doorgaande sneden gemaakt die ongeveer ~ 2 mm van het oppervlak van de triplexplaat eindigen. Dit leverde een afgeronde rand op met een buigradius van ongeveer 1". Door materiaal van één zijde van het hout te verwijderen, kan het triplex gemakkelijk worden gebogen. Er moet echter op worden gelet, aangezien deze buiging vrij kwetsbaar is. Voor het buigen van de kerf moet de dikte bekend zijn (snede) van uw zaagblad, de dikte van uw materiaal en de gewenste radius. Door deze parameters te kennen, kunt u de hoeveelheid verwijderd materiaal (aantal sneden), buitenste en binnenste booglengten (snijdafstand) berekenen. Om het u gemakkelijker te maken, kerfbuigcalculators bestaan, maar ze hebben een conservatieve limiet voor de buigradius. Een voorbeeld is hier te vinden:

Stap 2: aan elkaar lijmen

Ik heb een mengsel van ~ 1: 1 zaagsel en houtlijm gemaakt en gebruikt om de sneden in elke bocht te vullen. Ik heb geprobeerd het lijmmengsel royaal aan te brengen, omdat deze bocht niet veel materiaal meer bevat en de bocht kwetsbaar is. Zodra het lijmmengsel echter is opgedroogd, is de buiging behoorlijk sterk (in ieder geval sterk genoeg voor een luidspreker). Ik heb ook een halfronde verbinding gemaakt die wordt gebruikt om het bovenste stuk met de onderkant te verbinden. Je zou in theorie één lang naadloos stuk kunnen hebben dat bijna 90 lang en moeilijk te hanteren zou zijn. Omdat de onderkant niet zichtbaar is, heb ik ervoor gekozen om de behuizing in twee stukken te splitsen en de verbindingen aan de onderkant te hebben.

Stap 3: MDF-voorschot maken

Ik gebruikte een duikrouter en een cirkelsnijmal om de gaten voor elke woofer en passieve radiator uit te snijden. Ik gebruikte een grote forstner-bit en een boormachine voor de tweetergaten. Ik heb ook een rondbit gebruikt om de randen van elk gat en de buitenrand van het schot glad te strijken. Ik heb de tweeters zo ver mogelijk uit elkaar gemonteerd voor een betere beeldvorming, maar ik weet niet zeker hoeveel impact dit heeft.

Stap 4: Luidsprekers en stofomslag monteren

Om het schot af te werken, heb ik alle woofers, passieve radiatoren en tweeters aan de achterkant gemonteerd met behulp van 1/2 houtschroeven. De drivers werden geleverd met schuimrubberen pakkingen (los geleverd) die een mooie afdichting creëerden bij montage aan de achterkant. Ik gebruikte ook het gat patroon op elke pakking om mijn geleideschroefgaten te boren - zonder gissen. Ik bedekte de voorkant van het schot met stof (bevestigd met nietjes) en gebruikte een zelfklevende schuimstrip om een afdichting te creëren tussen het voorste schot en de behuizing.

Stap 5: Achterschot + elektronica

Het achterste schot heeft een verstekrand die wordt gebruikt om een luchtdichte afdichting met de behuizing te creëren. Ik gebruikte een afschuining en een freestafel om de afschuining van 45 graden te maken en gebruikte dezelfde schuimstrip voor het maken van de afdichting. De elektronica (2 versterkers, DC-ingangsaansluiting, stereo-ingang en 2 LED's) zijn allemaal in de achterste baffle gemonteerd. De elektronica is gemonteerd in een afgesloten holte in het midden van de behuizing die de linker/rechter kanalen scheidt.

Stap 6: DSP-programmering/-afstemming

Digitale signaalprocessors (DSP's) worden veel gebruikt in de meeste moderne consumenten-soundbars. Hun grootste voordeel is dat ze een digitale ingang accepteren en kunnen worden gebruikt voor meerkanaals sorroundgeluid. Voor dit project heb ik de analoge ingangen gebruikt omdat ze gemakkelijker te ontwerpen zijn. De Sure Electronics Jab3-250 versterker is uitgerust met een ADAU1701-processor met 2 ingangs-ADC's (analoog-naar-digitaal-converters) en 4 uitgangs-DAC's (digitaal-naar-analoog-converters). Ik heb twee output-DAC's gebruikt om elke tweeter te voeden en twee DAC's om elke woofer te voeden. Afbeelding van mijn SigmaStudio grafische programma is bijgevoegd en enkele van de belangrijke gebruikte blokken worden hieronder beschreven:

Aanpassing ingangsniveau: wordt gebruikt om het ingangsvolume voor elk kanaal te verlagen. Ik ontdekte dat dit een cruciale stap is die nodig is om de Dynamic Bass Boost-functie te laten werken (later beschreven).

Parametrische EQ: ik gebruikte een telefoon-app genaamd "Advanced Spectrum Analyzer" om een frequentiezwaai (20Hz - 20kHz) op te nemen en om de frequentierespons van de luidspreker ruwweg te meten zonder enige egalisatie. Dit is niet de meest nauwkeurige benadering, maar het is snel en het geeft me een goed startpunt zonder te investeren in nauwkeurigere hulpmiddelen zoals een meetmicrofoon en geluidskaart voor mijn laptop. Ik ben van plan om in de toekomst betere metingen te doen en aanvullende software zoals Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com) te gebruiken om me te helpen de juiste EQ te berekenen. Voor nu heb ik een aangepaste parametrische EQ gemaakt die het volume tussen 500 Hz en 4000 Hz verlaagt. Mijn oren namen dit frequentiebereik luider waar dan de rest. De luidspreker klonk beter (voor mij) met het volume in dit bereik verlaagd. Voor en na frequentieresponscurves zijn bijgevoegd. Dit zijn geen echte metingen van de respons van de spreker en hoogstwaarschijnlijk erg onnauwkeurig, maar ik heb ervoor gekozen om ze op te nemen, zodat ik kan benadrukken hoe effectief een DSP is in het veranderen van geluid. In de bijgevoegde grafieken staat de oranje lijn voor de geregistreerde piekrespons en de witte lijn voor het realtime niveau (dat kan worden genegeerd).

Crossover: ik gebruikte een 4e-orde Linkwitz-Riley-filter ingesteld op 3.000 Hz voor het laagdoorlaatfilter op de woofers en het hoogdoorlaatfilter op de tweeters. Een van de enorme voordelen van een DSP is dat het met gemak complexe filters zoals deze kan maken. Het maken van een passieve Linkwitz-Riley crossover van de vierde orde zou extra componenten vereisen die gemakkelijk zouden kunnen oplopen tot de kosten van de DSP ($ 35).

Dynamic Bass Boost: Dynamic Bass Boost-blok biedt een boost die varieert met het ingangssignaalniveau: lagere niveaus vereisen en ontvangen meer bas dan hogere niveaus. Met behulp van een variabel Q-filter past dit blok de hoeveelheid boost dynamisch aan. Het ingangsniveau moet worden verlaagd om de boost te laten werken. Dit betekent dat de luidspreker niet langer zo luid is, maar ik geloof dat de afweging de moeite waard is. Met 50W/kanaal is er voldoende vermogen.

Dit is mijn eerste project met een DSP en SigmaStudio en ik leer nog steeds. Ik zal dit Instructable blijven bijwerken terwijl ik het geluid afstem. Ik hoop dat je genoten hebt van het bouwen!