Water Speaker Equalizer - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

In mijn eerste Instructable ga ik door de stappen die nodig zijn om waterluidsprekers te maken die als equalizer fungeren.

Waterspeakers uit de winkel zijn geweldig om naar te kijken, maar ik vond dat ze meer konden doen. zoveel jaren geleden had ik een set aangepast om de frequentie van muziek te laten zien. In de tijd dat ik de Color Organ Triple Deluxe II gebruikte, in combinatie met een set fotocellen potentiometers en transistors kon ik een set van 3 luidsprekers laten functioneren.

Ik had toen een paar jaar geleden gehoord over de IC MSGEQ7 die de mogelijkheid heeft om audio te scheiden in 7 gegevenswaarden zodat een arduino kan lezen. Ik gebruik een arduino mega 2560 in dit project omdat deze het vereiste aantal PWM-pinnen heeft om vijf watertorens aan te drijven.

Dit project maakt gebruik van soldeervaardigheden op een perfboard, Bluetooth-module, arduino en standaard waterluidsprekers. Tijdens het project vallen me een paar dingen op die ik anders had moeten doen, dus ik zal ze zeker aanwijzen.

Laten we beginnen

Stap 1: Onderdelen

Er zijn nogal wat onderdelen gebruikt in dit project. Veel onderdelen had ik rond het bureau, andere onderdelen werden gekocht bij een plaatselijke onderdelenwinkel.

Je zal nodig hebben:

OPMERKING: aantal onderdelen tussen haakjes

(1) Arduino Mega 2560

(1) USB Bluetooth-module

(1) 8-pins DIP-aansluiting

(1) MSGEQ7 - Ik raad aan om dit bij Sparkfun Electronics te kopen, omdat ebay vol staat met nepversies van dit IC

(1) Koptelefoonaansluiting

(1) Koptelefoonkabel met vrouwelijk uiteinde

(1) standaard USB-vrouwtje met behoorlijke kabellengte

(5) 3-draads connector (paar) meestal verkocht als 3-draads connector voor ws2812b LED-strips (zie afbeelding)

(10) FQP30N06L N-kanaal mosfet

(5) 1N4001 standaard blokkeerdiode

(4) 3 mm rode LED

(4) 3 mm gele LED

(4) 3 mm witte LED

(4) 3 mm groene LED

(4) 3 mm blauwe LED

(10) 10k weerstanden 1/4 watt

(8) 100 OHM-weerstanden

(8) 150 OHM-weerstanden

(5) 500 OHM-potentiometers

(5) 2k OHM-potentimeters

(5) 27 OHM 5 watt weerstanden

(2) 100k OHM-weerstanden

(2) 100nF condensatoren

(1) 33pF condensator - Moet deze waarde zijn; Ik heb meerdere condensatoren parallel geschakeld om deze waarde te bereiken

(1) 10nF condensator

(1) Aan - AAN tuimelschakelaar (montagegat was 3 mm, meestal vermeld als een mini-tuimelschakelaar op ebay)

(4) 1/8 "x 1 1/2" bouten (de mijne waren gelabeld als kachelbouten van Home Depot, het 3D-bestand is ingesteld voor deze maat moer en bout)

(2) ongeveer 12 lengtes van Ethernet-kabel

3D-geprinte onderdelen, als u geen printer heeft, zijn websites zoals 3dhubs.com een geweldige bron.

Hete lijm

Soldeer + soldeerbout

Mannelijke koppennen

Stap 2: De Bluetooth-adapter demonteren

Oorspronkelijk zou ik een mannelijke USB-kabel gebruiken, maar het stopcontact was kapot, ik besloot toen de adapter te demonteren en de USB-poort te verwijderen. Met behulp van een multimeter kon ik de grond vinden door de pinnen naar de buitenste schil van de USB-poort te testen. (ze zijn verbonden)

OPMERKING: ik moest deze adapter halverwege het project vervangen omdat deze hoogfrequente ruis op de audiopoort veroorzaakte, de nieuwe is ook niet 100% beter. maar ik heb wel een andere receiver die wel werkt, deze heeft echter een eigen batterij en aan/uit schakelaar waardoor de waterspeakers niet zo plug and play zijn. hoewel deze ontvangers goedkoop zijn, betekent meer betalen niet altijd dat u hoge kwaliteit krijgt.

Stap 3: Het IC instellen op Perfboard

In deze stap beginnen we met het perfboard-solderen van de IC DIP-socket.

Het schema laat zien hoe alle onderdelen worden bedraad, de mosfet-besturingspin is het label "PWM" omdat ik ze gewoon rechtstreeks op een pin op de Arduino heb aangesloten, omdat ik kon veranderen wat elke pin vanuit de code bestuurde.

Ik begon met het plaatsen van de DIP-socket aan een kant van het bord, in het midden van het bord.

TIP: sticky tack helpt om onderdelen op hun plaats te houden tijdens het solderen.

Ik voegde vervolgens de 100nF-condensator op pinnen 1 en 2 toe en gebruikte vervolgens de twee 100k OHM-weerstanden om verbinding te maken met pin 8. Ik gebruikte toen 4 condensatoren parallel en voegde de 100nF toe op pin 6. Vervolgens werd de mannelijke audiokabel toegevoegd en aangesloten op de 10nF condensator. De aarde van de audiokabel was met aarde verbonden.

Ik heb een afbeelding van de achterkant van het perfboard toegevoegd, ik heb ook labels aan de onderkant toegevoegd zodat het gemakkelijker is om te begrijpen waar de onderdelen waren bedraad.

Stap 4: Mosfets toevoegen

De volgende stap die ik nam was het toevoegen van de mosfets, aangezien ik mosfets aan het toevoegen was, gebruikte ik de koellichamen om de high in te stellen, later bleek dat ze niet warm genoeg worden om de koellichamen toe te voegen.

Ik zou beginnen door gewoon soldeer op de middelste pin aan te brengen, zodat aanpassingen mogelijk zijn.

Toen de mosfets eenmaal op hun plaats zaten begon ik de 10k OHM pull-down weerstanden toe te voegen, ik gebruikte de weerstandspoten om te overbruggen tussen de benodigde pinnen.

Stap 5: Diodes en 5W-weerstanden plaatsen

Op het moment van deze stap wachtte ik nog steeds op 5W-weerstanden die naar mij werden verzonden, dus ik redde een weerstand van de vorige versie van waterluidsprekers, zodat ik de benodigde afstand kon garanderen om de diodes te plaatsen.

Nadat de diodes waren geplaatst, begon ik massieve 18AWG-draad te strippen om als positieve en negatieve busbars te fungeren

Massieve AWG-draad werd aan de positieve kant van de diodes geplaatst en vervolgens naar pin 1 op de IC-voet geleid.

een ander stuk aardewerk werd gebruikt om van de negatieve kant van de 33pF-condensator te gaan en rond de mosfets te lussen. Een ander kleiner stuk werd doorgelust van het negatief van de 33pF-condensatoren naar pin 2 op de IC-voet.

Stap 6: Paneelaansluiting en Bluetooth en potentiometers toevoegen

Gebruik een 20AWG gevlochten aansluitdraad om de paneelaansluiting aan te sluiten op dezelfde aansluitingen als de mannelijke audiokabel. Vervolgens heb ik draden toegevoegd voor stroom en aarde voor de Bluetooth-adapter, met behulp van de solide AWG-draadrail aan de onderkant.

Ik heb toen de 500 OHM-potentiometers toegevoegd die extra controle over de LED-helderheid mogelijk maken (deze zijn nodig, maar ik vind dat sommige LED-kleuren andere kunnen overheersen, dus ik heb deze toegevoegd om hun helderheid aan te passen)

Ik gebruikte overtollig metaal van bijgesneden condensatordraden om de afstand van de potentiometer tot de middelste pin van de mosfets te overbruggen

Stap 7: Voorbereiding van waterluidsprekers

Ik begon met een kleine schroevendraaier om de kleine schroeven aan de achterkant van de behuizing van de waterluidspreker te verwijderen, nadat ik de printplaat had verwijderd, vond ik de draden voor de motor. met behulp van vlakke frezen heb ik deze zo dicht mogelijk bij de printplaat gesneden.

OPMERKING: de draden op de motoren kunnen niet worden onderhouden, te veel fouten maken bij het doorknippen en strippen van de uiteinden kan de motor/draden beschadigen

Ik heb toen een kleine punttang gebruikt om de printplaat met LED's te verwijderen. Ik kies voor één kleur per waterbehuizing versus de 4 kleuren die worden gebruikt uit het winkelproduct.

Ik buig dan de LED-positieve draden bijna vlak zodat ze elkaar kruisen, ik begin met het buigen van de uitgaande LED's zodat de laag-LED's van het ene uiteinde naar het andere lopen. Kleverige tack gebruiken om de LED's op hun plaats te houden; Ik buig vervolgens de twee binnenste LED's, maar snijd hun leads bij omdat ze niet zo lang hoeven te zijn. Met de LED's vastgehouden door kleverige tack kan ik de positieve draden niet aan elkaar solderen.

Ik kan nu de negatieve draden van de LED's bijsnijden en ook de weerstanden bijsnijden. (Ik heb ervoor gekozen om de LED's zo te plaatsen dat hun kleurbanden allemaal in dezelfde richting wijzen; dit was puur cosmetisch) Met behulp van de draden van de weerstanden buig ik ze op dezelfde manier als ik deed met de positieve draden van de LED's.

Ik gebruikte hete lijm om de LED's op hun plaats te houden. Vervolgens de 3-draads connector bevestigd. De motor en LED's delen een gemeenschappelijk positief. de bijpassende connectoren worden vervolgens verbonden met het perfboard, de positieve aan de ene kant van de diode en de negatieve van de motor aan de andere kant van de diode. Het negatief van de LED's is aangesloten op een poot op de potentiometer.

De rode en gele LED's hadden een weerstand van 150 OHM

De witte, groene en blauwe LED's hadden een weerstand van 100 OHM

Deze weerstandswaarden zouden elke LED moeten laten werken op 20mA

Stap 8: De Arduino-draden toevoegen

Ik heb twee lengtes Ethernet-kabel gebruikt, ongeveer 12 inch kabel (x 2). Ik heb in totaal 15 draden gebruikt (1 reserve)

Ik gebruikte een deel van de massieve kerndraad die in de kabel was geprikt om de kabel aan het perfboard te bevestigen, ik had uiteindelijk ook hete lijm nodig om hem op zijn plaats te houden. Een ritssluiting in de hoek hielp de draad naar de arduino te leiden die naast het perfboard zou worden geplaatst wanneer deze in de hoes zou worden geplaatst.

De draden waren willekeurig geplaatst, maar ik zorgde ervoor dat ze de plek konden bereiken die ze nodig hadden, sommige waren langer dan andere, degenen die te lang waren, werden op maat gesneden. Met behulp van de headers kon ik de andere uiteinden van de draad aan de pinnen solderen, hierdoor kan ik de Arduino demonteren als dat nodig is. Ik heb later hete lijm toegevoegd om ervoor te zorgen dat de draden niet van de pinnen afbreken, maar ik doe dit nadat alle functies zijn getest.

Ik heb draden toegevoegd voor de IC-besturing en een draad voor zowel 5v+ als aarde.

Nadat dit was gedaan, deed ik een test om te zien of de lichten en IC correct zouden werken, omdat ik nog steeds wachtte op de 5w-weerstanden in de post.

Stap 9: De motorweerstanden en potentiometers

Ik heb de 5W-weerstanden toegevoegd tussen de diode en de middelste pin van de mosfet. Ik gebruik de draden van de weerstand omgebogen om de kloof te overbruggen.

Ik vind dat de motoren beter reageren op pulsen en snel worden geactiveerd wanneer het water al langzaam stroomt. Dit is waar de 2k-potentiometer in het spel komt. De potentiometer is bedraad met behulp van 20AWG-aansluitdraad op de 5w-weerstand (bevestig deze draad niet vóór de 5W-weerstand omdat de potentiometer de kracht van de motor niet aankan)

Een ander been van de potentiometer is gebogen en met een ander stuk solide 18AWG-draad kan ik een enkele pin van alle potentiometers met aarde verbinden.

OPMERKING: ik had oorspronkelijk geprobeerd de potentiometers niet te gebruiken, maar ik heb ontdekt dat het gebruik van PWM op deze motoren vreselijke hoogfrequente feedback veroorzaakt die interferentie met het IC veroorzaakt

Stap 10: 3D printen

Ik heb in totaal 3 delen afgedrukt, het boven-, onder- en achterpaneel. De STL-bestanden die ik heb toegevoegd, zijn echter slechts twee delen (boven en onder) waardoor het voor iemand gemakkelijker te volgen is. Ik deed dit omdat ik merkte dat het er niet zo goed uitziet om het paneel achteraf toe te voegen. Ik maak voornamelijk een achterpaneel omdat ik niet zeker wist wat ik op de achterkant wilde. In mijn geval heb ik besloten om een aan/uit schakelaar toe te voegen.

In totaal kijk je naar 36 uur 3D-printen. Ik gebruik ABS in mijn printer omdat ik het heel gemakkelijk vind om te schilderen en schuren, en als ik assemblages doe, kan ik aceton gebruiken om onderdelen aan elkaar te lassen.

Het eerste deel dat ik aanbeveel om te printen, is het 3D-meettestbestand, dit is een klein stukje van 15 minuten waarmee je zeker weet dat de waterluidspreker past, ik heb ongeveer 8 iteraties doorlopen totdat ik het juiste profiel had om op de luidspreker te passen. Door dit te doen, bespaar ik een afdruk van 18 uur. de bovenkant heeft sleuven voor 1/8 "x 1 1/2" Ik moest een klein bestand gebruiken omdat de overbrugging op mijn 3D-printer een beetje krap is.

Stap 11: Montage

Ik begon met hete lijm op de pinnen voor de draden te gebruiken, dit is om ervoor te zorgen dat ze niet breken. Ik voegde de hete lijm toe nadat ik ervoor had gezorgd dat de motoren met de programmering werkten. Ik heb een kleine hoeveelheid hete lijm in twee hoeken van de arduino gebruikt, zodat deze later kan worden verwijderd als dat nodig is. als alternatief kunnen afstandhouders en inzetstukken met schroefdraad in de 3D-print worden ontworpen.

Zoals je op de foto kunt zien heb ik een andere Bluetooth-module aangesloten, ik heb deze module gebruikt terwijl ik wachtte op een nieuwe in de mail. Het belangrijkste probleem van de luidsprekers die ten onrechte worden geactiveerd, is niet helemaal de fout van de Bluetooth-modules, de motoren lijken niet graag op PWM te werken.

Ik heb de watertorens aan het bovenste stuk toegevoegd en vastgezet met hete lijm. Ik heb een kleine hoeveelheid gebruikt omdat ik van plan ben de luidsprekers later te demonteren en vervolgens het plastic te schuren en vervolgens een blanke lak te geven, maar het is te koud om verf te spuiten waar ik nu ben. De paneelaansluiting en schakelaar werden vervolgens aan het achterpaneel toegevoegd, ik had eerder de USB-voedingskabel toegevoegd, maar nu de 3D-print uit één stuk is, moet de kabel door de behuizing worden geleid en vervolgens op zijn plaats worden aangesloten, je kunt zien waar ik bedraad de USB op de foto, het steekt door het perfboard en gesoldeerd aan de solide AWG-draadrail. Het enige verschil met de foto is met de schakelaar, het positieve gaat eerst naar de schakelaar en vervolgens naar het perfboard.

Stap 12: De code

De code die ik heb toegevoegd is meestal ongecompliceerd. De code zou moeten werken zoals het is.

Het enige dat moet worden gewijzigd, zijn de variabelen bovenaan de code. Ze zijn duidelijk gemarkeerd met opmerkingen.

OPMERKING:

Op basis van een tip heb ik de tijd genomen om te leren en te proberen de PWM-frequentie op de arduino mega aan te passen. Hoewel het veranderen van de frequentie hielp om het motorgeluid te verwijderen dat een feedbacklus veroorzaakte, moest ik echter veel andere delen van de code veranderen, de timing moest worden gewijzigd, de gevoeligheid moest worden verhoogd.

Het probleem met het veranderen van de gecreëerde PWM-frequentie is dat de timing moest worden verhoogd om de valse triggering die begon te gebeuren te compenseren en de waarden moesten worden gewijzigd, waardoor de luidsprekers minder gevoelig werden. Ik geloof dat het op dit moment het beste zou zijn om de motordriver uit mijn vorige iteratie van dit project te proberen, waarover in de laatste stap meer wordt gesproken.

Stap 13: Het eindproduct

Het laatste item is echt intrigerend om naar te kijken. Dit item kan het beste worden bekeken bij weinig tot donkere kamerverlichting. Helaas kan mijn huidige camera niet opnemen bij weinig licht. Omdat ik een goede camera zou kunnen gebruiken om mijn projecten te laten zien, heb ik meegedaan aan de eerste auteurswedstrijd. Ik hoop dat mensen dit project leuk vonden en ervoor zullen kiezen om op mij te stemmen.

Ik heb een video toegevoegd van de originele versie van luidsprekers, zodat je ongeveer kunt zien hoe ze eruit zien.

Volgende stappen

Ik zou willen proberen het originele motorstuurcircuit te gebruiken dat ik in versie 1 heb gemaakt, dat transistors en fotocellen gebruikt om te zien of de motoren hierdoor beter zouden kunnen werken, dit zou de problemen moeten elimineren die ik heb gehad met frequentieruis op de motoren vanwege het gebruik van het PWM-stuursignaal. Ik zou ook enkele luidsprekers aan de zijkant van de behuizing kunnen toevoegen, samen met hun eigen volumeregeling.

Het is je misschien ook opgevallen dat de binnenkant van de watertorens verschillende kleuren heeft. De originele luidsprekers die ik had zijn van chroom, die ik niet lokaal kon vinden, dus koos ik voor de zwarte voor de nieuwe (deze zijn er in verschillende kleuren) Ik zou kunnen upgraden voor allemaal in één kleur, maar ze verkopen voor $ 40 per paar.