Bộ cân bằng loa nước: 13 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Trong phần Có thể hướng dẫn đầu tiên, tôi sẽ đi qua các bước cần thiết để tạo Loa nước hoạt động như một bộ cân bằng.

Loa nước từ cửa hàng rất tuyệt để xem, nhưng tôi cảm thấy họ có thể làm được nhiều hơn thế. rất nhiều năm trước, tôi đã sửa đổi một bộ để hiển thị tần suất phát nhạc. Vào thời điểm đó tôi sử dụng Color Organ Triple Deluxe II, kết hợp với một bộ chiết áp và bóng bán dẫn của tế bào ảnh, tôi đã có thể có được một bộ 3 loa hoạt động.

Vài năm trước, tôi đã nghe nói về IC MSGEQ7 có khả năng tách âm thanh thành 7 giá trị dữ liệu để arduino đọc được. Tôi sử dụng arduino mega 2560 trong dự án này vì nó có số lượng chân PWM cần thiết để điều khiển năm tháp nước.

Dự án này sử dụng các kỹ năng hàn trên bảng điều khiển, mô-đun Bluetooth, arduino và loa nước ngoài giá đỡ. Thông qua dự án, tôi thực sự nhận thấy một số điều mà lẽ ra tôi phải làm khác đi, vì vậy tôi chắc chắn sẽ chỉ ra chúng.

Bắt đầu nào

Bước 1: Các bộ phận

Có khá nhiều phần được sử dụng trong dự án này. Nhiều bộ phận tôi có xung quanh bàn làm việc, các bộ phận khác được mua từ một cửa hàng phụ tùng địa phương.

Bạn sẽ cần:

LƯU Ý: số lượng một phần trong ngoặc

(1) Arduino Mega 2560

(1) Mô-đun Bluetooth USB

(1) Ổ cắm DIP 8 chân

(1) MSGEQ7 - Tôi khuyên bạn nên mua IC này từ Sparkfun Electronics vì ebay có đầy các phiên bản giả mạo của IC này

(1) Ổ cắm giắc cắm tai nghe

(1) Cáp tai nghe có đầu nữ

(1) USB cái tiêu chuẩn với chiều dài cáp phù hợp

(5) Đầu nối 3 dây (cặp) thường được bán dưới dạng đầu nối 3 dây cho dải LED ws2812b (xem hình ảnh)

(10) FQP30N06L MOSFET N-Kênh

(5) Diode chặn tiêu chuẩn 1N4001

(4) Đèn LED đỏ 3mm

(4) Đèn LED vàng 3mm

(4) Đèn LED trắng 3mm

(4) Đèn LED xanh 3mm

(4) LED xanh lam 3mm

(10) Điện trở 10k 1/4 watt

(8) Điện trở 100 OHM

(8) Điện trở 150 OHM

(5) Chiết áp 500 OHM

(5) Chiết áp 2k OHM

(5) 27 điện trở 5 watt OHM

(2) Điện trở 100k OHM

(2) Tụ điện 100nF

(1) Tụ điện 33pF - Phải là giá trị này; Tôi đặt song song nhiều tụ điện để đạt được giá trị này

(1) Tụ điện 10nF

(1) Công tắc bật tắt Bật - BẬT (lỗ lắp là 3mm, thường được liệt kê là công tắc bật tắt mini trên ebay)

(4) Bu lông 1/8 "x 1 1/2" (của tôi được gắn nhãn là bu lông bếp từ Home Depot, tệp 3d được thiết lập cho đai ốc và bu lông kích thước này)

(2) chiều dài khoảng 12 của cáp Ethernet

Các bộ phận in 3D, nếu bạn không sở hữu một trang web máy in như 3dhubs.com là một nguồn tài nguyên tuyệt vời.

Keo nóng

Hàn + Sắt hàn

Chân tiêu đề nam

Bước 2: Tháo bộ điều hợp Bluetooth

Ban đầu tôi định sử dụng cáp USB đực, nhưng ổ cắm đã bị hỏng trên đó, sau đó tôi quyết định tháo bộ chuyển đổi và loại bỏ cổng USB. Sử dụng đồng hồ đo nhiều mét, tôi có thể tìm thấy mặt đất bằng cách kiểm tra các chân cắm vào vỏ ngoài của cổng USB. (chúng được kết nối)

LƯU Ý: Tôi thực sự đã phải thay bộ điều hợp này một phần trong suốt dự án vì nó gây ra tiếng ồn tần số cao trên cổng âm thanh, chúng mới cũng không tốt hơn 100%. nhưng tôi có một bộ thu khác hoạt động, tuy nhiên nó có pin riêng và công tắc bật / tắt khiến loa nước không cắm và chạy được. trong khi những bộ thu này rẻ, trả nhiều hơn không phải lúc nào cũng có nghĩa là bạn nhận được chất lượng cao.

Bước 3: Thiết lập IC trên Perfboard

Trong bước này, chúng ta sẽ bắt đầu hàn lỗ thông hơi của ổ cắm IC DIP.

Sơ đồ cho thấy tất cả các bộ phận sẽ được nối dây như thế nào, chân điều khiển mosfet có nhãn "PWM" vì tôi chỉ nối dây trực tiếp chúng với một chân trên arduino, vì tôi có thể thay đổi những gì mỗi chân được điều khiển từ mã.

Tôi bắt đầu bằng cách đặt ổ cắm DIP gần một mặt của bảng gần giữa bảng.

MẸO: Miếng dính dính giúp giữ các bộ phận cố định trong khi hàn.

Sau đó, tôi thêm tụ điện 100nF vào chân 1 và 2, sau đó sử dụng hai điện trở 100k OHM để kết nối với chân 8. Sau đó tôi sử dụng 4 tụ điện song song và thêm 100nF trên chân 6. Sau đó, cáp âm thanh đực được thêm vào và đấu dây vào Tụ điện 10nF. Mặt đất từ cáp âm thanh đã được buộc vào đất.

Tôi đã bao gồm một hình ảnh của mặt sau của bảng điều khiển, tôi cũng đã thêm nhãn vào mặt dưới để dễ hiểu hơn về vị trí các bộ phận được nối dây.

Bước 4: Thêm Mosfet

Bước tiếp theo tôi thực hiện là thêm các mosfet, vì tôi đã thêm các mosfet, tôi đã sử dụng tản nhiệt để đặt mức cao, sau đó hóa ra là chúng không đủ ấm để yêu cầu thêm tản nhiệt.

Tôi sẽ bắt đầu bằng cách chỉ áp dụng chất hàn vào chốt giữa cho phép điều chỉnh.

Khi các mosfet đã ở vị trí, tôi bắt đầu thêm các điện trở kéo xuống 10k OHM, tôi sử dụng các chân điện trở để làm cầu nối giữa các chân cần thiết.

Bước 5: Đặt điốt và điện trở 5W

Tại thời điểm của bước này, tôi vẫn đang đợi điện trở 5W được chuyển đến cho tôi vì vậy tôi đã tận dụng một điện trở từ phiên bản trước của loa nước để tôi có thể đảm bảo khoảng cách cần thiết để đặt các điốt.

Sau khi các điốt được đặt, tôi bắt đầu tước dây 18AWG rắn để hoạt động như các Thanh cái âm và dương

Dây AWG rắn được đặt trên cực dương của điốt sau đó được chuyển đến chân 1 trên ổ cắm IC.

một mảnh đồ khác được sử dụng để đi từ mặt âm của tụ điện 33pF và vòng quanh các mosfet. Một mảnh nhỏ hơn được nối từ cực âm của tụ điện 33pF đến chân 2 trên ổ cắm IC.

Bước 6: Thêm giắc cắm bảng điều khiển và Bluetooth và chiết áp

Sử dụng một số dây hookup bện 20AWG để gắn giắc cắm bảng điều khiển vào các kết nối tương tự như cáp âm thanh đực. Sau đó, tôi đã thêm dây cho nguồn và nối đất cho bộ điều hợp Bluetooth, sử dụng thanh cái dẫn AWG rắn ở mặt dưới.

Sau đó, tôi đã thêm chiết áp 500 OHM cho phép kiểm soát thêm độ sáng của đèn LED (những điều này là cần thiết nhưng tôi thấy một số màu LED có thể chế ngự những màu khác nên tôi đã thêm những chiết áp này để điều chỉnh độ sáng của chúng)

Tôi đã sử dụng kim loại thừa từ tụ điện bị cắt để thu hẹp khoảng cách từ chiết áp đến chân trung tâm của mosfet

Bước 7: Chuẩn bị loa nước

Tôi bắt đầu bằng cách sử dụng một tuốc nơ vít nhỏ để tháo các vít nhỏ ở phía sau của vỏ loa nước, sau khi tháo bảng mạch, tôi định vị các dây dẫn cho động cơ. bằng cách sử dụng máy cắt phẳng, tôi cắt chúng càng gần bảng mạch càng tốt.

LƯU Ý: các dây trên động cơ không thể sử dụng được, gây ra quá nhiều lỗi khi cắt và tước các đầu có thể làm hỏng động cơ / dây

Sau đó tôi sử dụng kìm mũi kim nhỏ để tháo bảng mạch với đèn LED. Tôi đang chọn có một màu cho mỗi vỏ nước so với 4 màu được sử dụng từ sản phẩm của cửa hàng.

Sau đó, tôi uốn cong các dây dẫn dương của đèn LED gần như phẳng để chúng giao nhau, tôi bắt đầu bằng cách uốn cong các đèn LED ra để các đèn LED cấp sẽ trải dài từ đầu đến cuối. Sử dụng keo dính để giữ các đèn LED tại chỗ; Sau đó, tôi uốn cong hai đèn LED bên trong nhưng cắt dây dẫn của chúng vì chúng không cần dài như vậy. Với các đèn LED được giữ bằng keo dính, tôi không thể hàn các dây dẫn dương lại với nhau.

Bây giờ tôi có thể cắt các dây dẫn tiêu cực của đèn LED và cắt các điện trở. (Tôi chọn vị trí của đèn LED sao cho các dải màu của chúng đều hướng về cùng một hướng; điều này hoàn toàn là thẩm mỹ) Sử dụng các dây dẫn của điện trở, tôi uốn cong chúng giống như cách tôi đã làm với các dây dẫn dương của đèn LED.

Tôi đã sử dụng keo nóng để giữ các đèn LED tại chỗ. Sau đó gắn đầu nối 3 dây vào. Động cơ và đèn LED chia sẻ một tích cực chung. các đầu nối phù hợp sau đó được kết nối với bảng điều khiển, cực dương ở một bên của diode và cực âm của động cơ ở phía bên kia của diode. Cực âm của đèn LED được nối với một chân trên chiết áp.

Các đèn LED Đỏ và Vàng có điện trở 150 OHM trên chúng

Các đèn LED Trắng, Xanh lục, Xanh lam có điện trở 100 OHM trên chúng

Các giá trị điện trở này sẽ cho phép mỗi đèn LED chạy ở 20mA

Bước 8: Thêm dây Arduino

Tôi đã sử dụng hai chiều dài của cáp Ethernet, khoảng 12 inch cáp (x 2) Tôi đã sử dụng tổng cộng 15 dây (1 dây dự phòng)

Tôi đã sử dụng một số dây lõi rắn chọc vào cáp để giúp cố định cáp vào bảng điều khiển, cuối cùng tôi cũng cần keo nóng để giữ nó cố định. Một dây buộc zip ở góc giúp hướng dây đến arduino sẽ ở vị trí bên cạnh bảng điều khiển khi đặt vào hộp.

Các dây được đặt một cách ngẫu nhiên nhưng tôi đảm bảo rằng chúng có thể đến được vị trí mà chúng cần đến, một số dài hơn những dây khác, những dây quá dài được cắt bớt theo kích thước. Sử dụng các đầu cắm, tôi đã có thể hàn các đầu khác của dây vào các chân, điều này cho phép tôi tháo rời arduino nếu tôi cần. Tôi đã kết thúc thêm keo nóng sau đó để đảm bảo dây sẽ không bị đứt khỏi các chân cắm, nhưng tôi làm điều này sau khi tất cả các chức năng đã được kiểm tra.

Tôi đã thêm dây cho điều khiển IC và một dây cho cả 5v + và đất.

Sau khi hoàn thành việc này, tôi đã làm một bài kiểm tra để xem đèn và IC có hoạt động chính xác hay không, vì tôi vẫn đang đợi điện trở 5w trong thư.

Bước 9: Điện trở động cơ và chiết áp

Tôi đã thêm các điện trở 5W giữa diode và chân trung tâm của mosfet. Tôi sử dụng các dây dẫn của điện trở uốn cong để thu hẹp khoảng cách.

Tôi thấy rằng các động cơ phản ứng nhanh hơn với việc được tạo xung và hoạt động nhanh chóng khi nước đang chảy chậm. Đây là lúc chiết áp 2k phát huy tác dụng. Chiết áp được nối dây bằng cách sử dụng dây nối 20AWG với Điện trở 5w, (không gắn dây này trước điện trở 5W vì chiết áp không thể xử lý công suất của động cơ)

Một chân khác của chiết áp được uốn cong ra và sử dụng một đoạn dây 18AWG rắn khác, tôi có thể kết nối một chân duy nhất từ tất cả chiết áp với đất.

LƯU Ý: Ban đầu tôi đã thử không sử dụng chiết áp nhưng tôi nhận thấy rằng việc sử dụng PWM trên các động cơ này gây ra phản hồi tần số cao khủng khiếp gây nhiễu cho vi mạch

Bước 10: In 3D

Tôi đã in tổng cộng 3 phần, mặt trên, mặt dưới và mặt sau. Tuy nhiên, các tệp STL mà tôi đã thêm chỉ có hai phần (trên và dưới) sẽ giúp mọi thứ dễ dàng hơn cho một người nào đó theo dõi. Tôi đã làm điều này vì tôi thấy cố gắng thêm bảng điều khiển sau khi thực tế trông không được như ý. Tôi chủ yếu làm một mặt sau vì tôi không chắc mình muốn gì ở mặt sau. Trong trường hợp của tôi, tôi đã quyết định thêm công tắc bật / tắt.

Tổng cộng bạn nhìn vào 36 giờ in 3D. Tôi sử dụng ABS trong máy in của mình vì tôi thấy nó thực sự dễ dàng để sơn và chà nhám, Ngoài ra, khi lắp ráp, tôi có thể sử dụng axeton để hàn các bộ phận lại với nhau.

Phần đầu tiên tôi khuyên bạn nên in là tệp kiểm tra đo lường 3D, đây là một đoạn nhỏ dài 15 phút cho phép bạn đảm bảo loa nước sẽ vừa vặn, tôi đã lặp lại khoảng 8 lần cho đến khi tôi có cấu hình phù hợp để lắp loa. Bằng cách này, tôi tiết kiệm được 18 giờ in. phía trên có các khe cho 1/8 "x 1 1/2". Tôi đã phải sử dụng tệp nhỏ vì cầu nối trên máy in 3D của tôi hơi chật.

Bước 11: Lắp ráp

Tôi bắt đầu bằng cách sử dụng keo nóng trên các đầu ghim cho dây, điều này để đảm bảo chúng sẽ không bị đứt. Tôi thêm keo nóng sau khi tôi đảm bảo rằng các động cơ hoạt động với chương trình. Tôi đã sử dụng một lượng nhỏ keo nóng ở hai góc của arduino để có thể tháo nó ra sau này nếu cần. cách khác, các chế độ chờ và chèn có ren có thể được thiết kế vào bản in 3D.

Như bạn có thể thấy trong ảnh, tôi có một mô-đun Bluetooth khác được đính kèm, tôi đã sử dụng mô-đun này trong khi chờ đợi một mô-đun mới trong thư. Vấn đề chính của việc loa kích hoạt sai hoàn toàn không phải do lỗi mô-đun Bluetooth, động cơ dường như không hoạt động trên PWM.

Tôi thêm các tháp nước vào phần trên cùng và cố định nó bằng keo nóng. Tôi đã sử dụng một lượng nhỏ vì tôi dự định sẽ tháo rời loa sau đó và chà nhám sau đó phủ lớp nhựa nhưng trời quá lạnh để tôi có thể phun sơn vào vị trí hiện tại. Giắc cắm bảng điều khiển và công tắc sau đó được thêm vào bảng điều khiển phía sau, tôi thực sự đã thêm cáp nguồn USB trước đó nhưng bây giờ Bản in 3D là một đoạn cáp cần được chuyển qua vỏ sau đó có dây tại chỗ, bạn có thể xem ở đâu. đã nối dây USB trong ảnh, nó chọc qua bảng điều khiển và được hàn vào thanh cái dây AWG chắc chắn, Điểm khác biệt duy nhất so với bức ảnh là với công tắc, phần tích cực sẽ đi đến công tắc trước rồi đến bảng điều khiển.

Bước 12: Mã

Mã tôi đã thêm hầu hết là thẳng về phía trước. Mã sẽ hoạt động như hiện tại.

Điều duy nhất cần thay đổi là các biến ở đầu mã. Chúng được đánh dấu rõ ràng bằng các bình luận.

GHI CHÚ:

Dựa trên một mẹo, tôi đã dành thời gian tìm hiểu và cố gắng điều chỉnh tần số PWM trên arduino mega. Mặc dù việc thay đổi tần số đã giúp loại bỏ tiếng ồn của động cơ gây ra vòng phản hồi, tuy nhiên, nó đòi hỏi tôi phải thay đổi nhiều phần khác của mã, thời gian phải được thay đổi, độ nhạy phải được tăng lên.

Vấn đề thay đổi tần số PWM được tạo ra là thời gian phải được tăng lên để bù đắp kích hoạt sai bắt đầu xảy ra và các giá trị phải được thay đổi, làm cho loa kém nhạy hơn. Tôi tin rằng điều tốt nhất tại thời điểm này là thử trình điều khiển động cơ từ lần lặp lại trước đó của tôi về dự án này, dự án được nói đến nhiều hơn ở bước cuối cùng.

Bước 13: Sản phẩm cuối cùng

Mục cuối cùng thực sự hấp dẫn để xem. Mục này được xem tốt nhất trong điều kiện ánh sáng phòng từ thấp đến tối. Rất tiếc, máy ảnh hiện tại của tôi không thể ghi hình trong điều kiện ánh sáng yếu. Đó là bởi vì tôi có thể sử dụng một chiếc máy ảnh tốt để hiển thị trường hợp các dự án của tôi mà tôi đã tham gia cuộc thi tác giả lần đầu tiên, tôi hy vọng mọi người sẽ thích dự án này và sẽ chọn bình chọn cho tôi.

Tôi đã thêm một video về phiên bản gốc của loa để bạn có thể thấy gần như chúng trông như thế nào.

Bước tiếp theo

Tôi muốn thử sử dụng mạch điều khiển động cơ ban đầu mà tôi đã tạo trong phiên bản 1, sử dụng bóng bán dẫn và tế bào quang điện để xem liệu nó có cho phép động cơ hoạt động tốt hơn hay không, điều này sẽ loại bỏ các vấn đề tôi đang gặp phải với tiếng ồn tần số. động cơ do sử dụng tín hiệu điều khiển PWM. Tôi cũng có thể thêm một số loa vào cạnh vỏ cùng với bộ điều khiển âm lượng của riêng chúng.

Bạn cũng có thể nhận thấy rằng bên trong các tháp nước có màu sắc khác với những chiếc loa ban đầu mà tôi có là chome. với tất cả một màu nhưng chúng được bán với giá 40 đô la một đôi.