موازن مكبر صوت الماء: 13 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

في أول Instructable الخاص بي ، سأذهب من خلال الخطوات اللازمة لإنشاء مكبرات صوت تعمل كمعادل.

تعد مكبرات الصوت من المتجر رائعة للمشاهدة ، لكنني شعرت أنه يمكنهم فعل المزيد. منذ سنوات عديدة ، قمت بتعديل مجموعة لإظهار تكرار تشغيل الموسيقى. في الوقت الذي استخدمت فيه Color Organ Triple Deluxe II ، جنبًا إلى جنب مع مجموعة من مقاييس الجهد والترانزستورات لخلايا الصور ، تمكنت من الحصول على مجموعة من 3 مكبرات صوت لتعمل.

ثم قبل بضع سنوات سمعت عن IC MSGEQ7 الذي لديه القدرة على فصل الصوت إلى 7 قيم بيانات لقراءة اردوينو. أستخدم Arduino mega 2560 في هذا المشروع لأنه يحتوي على العدد المطلوب من دبابيس PWM لقيادة خمسة أبراج مائية.

يستخدم هذا المشروع مهارات اللحام على لوحة perfboard ووحدة Bluetooth و arduino ومكبرات الصوت الموجودة على الرف. من خلال المشروع ، لاحظت بالفعل بعض الأشياء التي كان يجب أن أقوم بها بشكل مختلف ، لذا سأكون متأكدًا من الإشارة إليها.

هيا بنا نبدأ

الخطوة 1: الأجزاء

هناك عدد غير قليل من الأجزاء المستخدمة في هذا المشروع. العديد من الأجزاء التي كانت لدي حول المكتب ، تم شراء أجزاء أخرى من متجر قطع غيار محلي.

سوف تحتاج:

ملاحظة: كمية الجزء بين قوسين

(1) أردوينو ميجا 2560

(1) وحدة بلوتوث USB

(1) مقبس DIP ذو 8 سنون

(1) MSGEQ7 - أوصي بشراء هذا من Sparkfun Electronics لأن موقع ebay مليء بالإصدارات المزيفة من هذا IC

(1) مقبس سماعة الرأس

(1) كبل سماعة رأس بطرف أنثوي

(1) أنثى USB قياسية بطول كابل لائق

(5) عادة ما يتم بيع موصل 3 أسلاك (أزواج) كموصل 3 أسلاك لشرائط LED ws2812b (انظر الصورة)

(10) FQP30N06L N- قناة mosfet

(5) 1N4001 صمام ثنائي قياسي

(4) 3mm الأحمر الصمام

(4) الصمام الأصفر 3 مم

(4) LED أبيض 3 مم

(4) 3mm الأخضر الصمام

(4) 3mm الأزرق LED

(10) 10 كيلو مقاومات 1/4 وات

(8) 100 مقاومات أوم

(8) 150 مقاومات أوم

(5) 500 أوم مقاييس فرق الجهد

(5) 2 كيلو أوم مقاييس الجهد

(5) مقاومات 27 أوم 5 واط

(2) 100 كيلو أوم مقاومات

(2) مكثفات 100nF

(1) مكثف 33pF - يجب أن تكون هذه القيمة ؛ أضع مكثفات متعددة على التوازي للوصول إلى هذه القيمة

(1) 10nF مكثف

(1) تشغيل - مفتاح تبديل ON (كانت فتحة التثبيت 3 مم ، وعادة ما تكون مدرجة كمفتاح تبديل صغير على موقع ئي باي)

(4) مسامير مقاس 1/8 بوصة × 1 1/2 بوصة (تم تصنيفها على أنها براغي موقد من Home Depot ، تم إعداد الملف ثلاثي الأبعاد لهذا الحجم من الصامولة والمسمار)

(2) بطول 12 بوصة تقريبًا من كابل إيثرنت

الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، إذا كنت لا تمتلك طابعة ، فإن مواقع الويب مثل 3dhubs.com تعد موردًا رائعًا.

الغراء الساخن

جندى + لحام الحديد

دبابيس رأس الذكور

الخطوة 2: قم بفك محول البلوتوث

في الأصل كنت سأستخدم كبل USB ذكرًا ، لكن المقبس مكسورًا ، ثم قررت بعد ذلك تفكيك المحول وإزالة منفذ USB. باستخدام مقياس متعدد ، تمكنت من العثور على الأرض عن طريق اختبار المسامير على الغلاف الخارجي لمنفذ USB. (هم متصلون)

ملاحظة: اضطررت بالفعل إلى تغيير هذا المحول جزئيًا خلال المشروع لأنه كان يتسبب في ضوضاء عالية التردد على منفذ الصوت ، فهو جديد ليس أفضل بنسبة 100 ٪ أيضًا. لكن لدي جهاز استقبال مختلف يعمل ، ومع ذلك ، فإنه يحتوي على بطارية خاصة به ومفتاح تشغيل / إيقاف تشغيل مما يجعل مكبرات الصوت غير متصلة وتشغيل. في حين أن أجهزة الاستقبال هذه رخيصة الثمن ، فإن دفع المزيد لا يعني دائمًا الحصول على جودة عالية.

الخطوة 3: إعداد IC على Perfboard

في هذه الخطوة سنبدأ في لحام لوحة التحكم لمقبس IC DIP.

يوضح التخطيط كيف سيتم توصيل جميع الأجزاء ، ودبوس التحكم في mosfet هو التسمية "PWM" لأنني قمت للتو بتوصيلها مباشرة إلى دبوس على اردوينو ، حيث يمكنني تغيير ما يتحكم فيه كل دبوس من الكود.

لقد بدأت بوضع مقبس DIP بالقرب من جانب واحد من اللوحة بالقرب من منتصف اللوحة.

تلميح: يساعد اللصق اللاصق على تثبيت الأجزاء في مكانها أثناء اللحام.

ثم أضفت مكثف 100nF على المسامير 1 و 2 ثم استخدمت مقاومين 100k OHM للاتصال بالطرف 8. ثم استخدمت 4 مكثفات على التوازي وأضفت 100nF على الطرف 6. ثم تمت إضافة كبل الصوت الذكر وتوصيله بالأسلاك. 10nF مكثف. تم ربط الأرض من كبل الصوت بالأرض.

لقد قمت بتضمين صورة للجانب الخلفي من لوحة التحكم ، كما أضفت ملصقات على الجانب السفلي حتى يسهل فهم مكان توصيل الأجزاء.

الخطوة 4: إضافة Mosfets

كانت الخطوة التالية التي اتخذتها هي إضافة mosfets ، حيث كنت أقوم بإضافة mosfets كنت أستخدم أحواض الحرارة لضبط الارتفاع ، اتضح لاحقًا أنها لا تصبح دافئة بدرجة كافية لتطلب إضافة أحواض الحرارة.

أود أن أبدأ بمجرد تطبيق اللحام على الدبوس الأوسط للسماح بإجراء تعديلات.

بمجرد وضع mosfets في مكانه ، بدأت في إضافة مقاومات سحب 10k OHM ، واستخدمت أرجل المقاومة للتوصيل بين المسامير الضرورية.

الخطوة 5: وضع الثنائيات ومقاومات 5 واط

في وقت هذه الخطوة ، كنت لا أزال أنتظر شحن مقاومات 5 وات إلي ، لذا قمت بإنقاذ المقاوم من الإصدار السابق من مكبرات الصوت حتى أتمكن من ضمان التباعد المطلوب لوضع الثنائيات.

بعد وضع الثنائيات ، بدأت في تجريد سلك 18AWG الصلب ليكون بمثابة قضبان ناقل موجبة وسالبة

تم وضع سلك AWG الصلب على الجانب الإيجابي من الثنائيات ثم تم توجيهه إلى الدبوس 1 على مقبس IC.

تم استخدام قطعة أخرى من الأدوات للانتقال من الجانب السلبي للمكثف 33pF وحلقات حول mosfets. تم لف قطعة أخرى أصغر من سالب المكثفات 33pF إلى دبوس 2 على مقبس IC.

الخطوة 6: إضافة لوحة جاك وبلوتوث ومقاييس فرق الجهد

استخدام بعض أسلاك التوصيل المجدولة 20AWG لتوصيل مقبس اللوحة بنفس التوصيلات مثل كابل الصوت الذكر. ثم أضفت أسلاكًا للطاقة والأرض لمحول Bluetooth ، باستخدام شريط ناقل الأسلاك AWG الصلب في الجانب السفلي.

ثم أضفت مقاييس الجهد 500 أوم التي تسمح بتحكم إضافي في سطوع LED (هذه ضرورية ولكني أجد أن بعض ألوان LED يمكن أن تتغلب على الآخرين ، لذا أضفتها لضبط سطوعها)

لقد استخدمت المعدن الفائض من مكثف اقتصاص يؤدي إلى جسر المسافة من مقياس الجهد إلى الدبوس المركزي للفسيفساء

الخطوة 7: تحضير مكبرات الصوت

لقد بدأت باستخدام مفك براغي صغير لإزالة البراغي الصغيرة الموجودة في الجزء الخلفي من غلاف مكبر الصوت المائي ، بعد إزالة لوحة الدائرة الكهربائية ، قمت بتحديد موقع الأسلاك الخاصة بالمحرك. باستخدام قواطع التدفق ، قمت بقصها أقرب ما يمكن إلى لوحة الدائرة.

ملحوظة: الأسلاك الموجودة على المحركات غير قابلة للخدمة ، مما يؤدي إلى حدوث الكثير من الأخطاء عند قطع الأطراف وتجريدها مما قد يؤدي إلى إتلاف المحرك / الأسلاك

ثم استخدمت كماشة ذات إبرة صغيرة لإزالة لوحة الدائرة باستخدام مصابيح LED. أختار الحصول على لون واحد لكل غطاء مائي مقابل الألوان الأربعة المستخدمة من منتج المتجر.

ثم أقوم بثني خيوط LED الإيجابية تقريبًا بحيث تتقاطع مع بعضها البعض ، أبدأ بثني مصابيح LED الخارجية بحيث تمتد مصابيح LED ذات المستوى من طرف إلى آخر. استخدام اللزوجة لتثبيت مصابيح LED في مكانها ؛ ثم أقوم بثني مصباحي LED الداخليين ، لكنني أقوم بقص خيوطهم لأنهم لا يحتاجون إلى أن يكونوا طويلاً. مع المصابيح التي عقدها اللصق اللاصق ، لا يمكنني لحام الخيوط الإيجابية معًا.

يمكنني الآن اقتصاص الخيوط السلبية لمصابيح LED واقتصاص المقاومات أيضًا. (اخترت وضع مصابيح LED بحيث كانت نطاقات الألوان الخاصة بهم جميعًا تواجه نفس الاتجاه ؛ كان هذا تجميليًا بحتًا) باستخدام خيوط المقاومات ، قمت بثنيها بنفس الطريقة التي فعلت بها مع الخيوط الإيجابية لمصابيح LED.

لقد استخدمت الغراء الساخن لتثبيت مصابيح LED في مكانها. ثم قم بتوصيل موصل الأسلاك الثلاثة. يشترك المحرك ومصابيح LED في إيجابية مشتركة. ثم يتم توصيل الموصلات المطابقة بلوحة التحكم ، والإيجابي على جانب واحد من الصمام الثنائي ، والسالب للمحرك على الجانب الآخر من الصمام الثنائي. يتم توصيل السالب من مصابيح LED بساق على مقياس الجهد.

تحتوي المصابيح الحمراء والصفراء على مقاومة 150 أوم

تحتوي المصابيح البيضاء والخضراء والزرقاء على مقاومة 100 أوم عليها

يجب أن تسمح قيم المقاوم هذه بتشغيل كل LED عند 20 مللي أمبير

الخطوة 8: إضافة أسلاك Arduino

لقد استخدمت طولين من كبل Ethernet ، حوالي 12 بوصة من الكبل (× 2) استخدمت 15 سلكًا في المجموع (قطعة احتياطية واحدة)

لقد استخدمت بعضًا من الأسلاك الصلبة الأساسية المطزقة بالكابل للمساعدة في تأمين الكبل بلوحة التحكم ، وانتهى بي الأمر بالحاجة إلى الغراء الساخن أيضًا لتثبيته في مكانه. ساعد رابط مضغوط في الزاوية في توجيه السلك إلى اردوينو الذي سيكون في موضعه بجوار لوحة التحكم عند وضعه في العلبة.

كانت الأسلاك في مكان عشوائي ولكني تأكدت من أنها يمكن أن تصل إلى المكان الذي يحتاجون إليه ، وبعضها أطول من البعض الآخر ، والأسلاك التي كانت طويلة جدًا تم قطعها بالحجم. باستخدام الرؤوس ، تمكنت من لحام الأطراف الأخرى من السلك بالمسامير ، وهذا يسمح لي بتفكيك اردوينو الذي أحتاج إليه. انتهى بي الأمر بإضافة الغراء الساخن لاحقًا للتأكد من أن الأسلاك لن تقطع المسامير ، لكنني أفعل ذلك بعد اختبار جميع الوظائف.

أضفت أسلاكًا للتحكم في IC ، وسلكًا لكل من 5 فولت + والأرضي.

بعد الانتهاء من ذلك ، أجريت اختبارًا لمعرفة ما إذا كانت المصابيح و IC سيعملان بشكل صحيح ، حيث كنت لا أزال أنتظر المقاومات 5w في البريد.

الخطوة 9: المقاومات الحركية ومقاييس الجهد

أضفت مقاومات 5W بين الصمام الثنائي والدبوس المركزي في mosfet. أستخدم ثني أسلاك المقاوم لسد الفجوة.

أجد أن المحركات أكثر استجابة للنبض والتشغيل بسرعة عندما يتدفق الماء ببطء بالفعل. هذا هو المكان الذي يلعب فيه مقياس الجهد 2k. يتم توصيل مقياس الجهد باستخدام سلك ربط 20AWG بالمقاوم 5 واط ، (لا تقم بتوصيل هذا السلك قبل المقاوم 5 واط لأن مقياس الجهد لا يمكنه التعامل مع قوة المحرك)

تم ثني ساق أخرى من مقياس الجهد واستخدام قطعة أخرى من سلك 18AWG الصلب يمكنني توصيل دبوس واحد من كل مقياس الجهد إلى الأرض.

ملاحظة: لقد حاولت في الأصل عدم استخدام مقاييس الجهد ولكني وجدت أن استخدام PWM على هذه المحركات يسبب ردود فعل رهيبة عالية التردد تسبب تداخلًا مع IC

الخطوة 10: الطباعة ثلاثية الأبعاد

لقد طبعت ما مجموعه 3 أجزاء ، اللوحة العلوية والسفلية والخلفية. ومع ذلك ، فإن ملفات STL التي أضفتها ليست سوى جزأين (أعلى وأسفل) مما يسهل على شخص ما متابعته. لقد فعلت هذا لأنني وجدت محاولة إضافة اللوحة بعد الحقيقة لا تبدو جيدة. أصنع لوحة خلفية بشكل أساسي لأنني لم أكن متأكدًا مما أريده على الظهر. في حالتي قررت إضافة مفتاح تشغيل / إيقاف.

إجمالاً ، نظرتك إلى 36 ساعة من الطباعة ثلاثية الأبعاد. أستخدم ABS في طابعتي حيث أجد أنه من السهل حقًا الطلاء والرمل ، بالإضافة إلى أنه عندما أقوم بالتجميعات يمكنني استخدام الأسيتون في لحام الأجزاء معًا.

الجزء الأول الذي أوصي بطباعته هو ملف اختبار القياس ثلاثي الأبعاد ، وهو عبارة عن قطعة صغيرة مدتها 15 دقيقة تتيح لك التأكد من ملاءمة مكبر الصوت المائي ، وقد مررت بحوالي 8 تكرارات حتى حصلت على الملف الشخصي المناسب لتناسب السماعة. من خلال القيام بذلك ، يوفر لي إضاعة 18 ساعة في الطباعة. يحتوي الجزء العلوي على فتحات بحجم 1/8 بوصة × 1 1/2 بوصة ، واضطررت إلى استخدام ملف صغير لأن التجسير على الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاص بي ضيق بعض الشيء.

الخطوة 11: التجميع

لقد بدأت باستخدام الغراء الساخن على دبابيس الأسلاك ، وذلك للتأكد من أنها لن تنكسر. أضفت الغراء الساخن بعد أن تأكدت من عمل المحركات مع البرمجة. لقد استخدمت كمية صغيرة من الغراء الساخن في زاويتين من اردوينو بحيث يمكن إزالته لاحقًا إذا لزم الأمر. بدلاً من ذلك ، يمكن تصميم المواجهات والإدخالات الملولبة في الطباعة ثلاثية الأبعاد.

كما ترون في الصورة ، لديّ وحدة بلوتوث مختلفة مرفقة ، لقد استخدمت هذه الوحدة أثناء انتظاري وحدة جديدة في البريد. المشكلة الرئيسية لمكبرات الصوت التي يتم تشغيلها بشكل خاطئ ليست خطأ وحدات Bluetooth بالكامل ، لا يبدو أن المحركات تحب العمل على PWM.

أضفت أبراج المياه إلى القطعة العلوية وقمت بتثبيتها بالغراء الساخن. لقد استخدمت كمية صغيرة لأنني أخطط لتفكيك السماعات لاحقًا والرمل ثم مسح البلاستيك ، لكن الجو بارد جدًا لرش الطلاء حيث أكون الآن. تم بعد ذلك إضافة مقبس اللوحة والمفتاح إلى اللوحة الخلفية ، لقد أضفت بالفعل كابل طاقة USB سابقًا ، ولكن الآن بعد أن أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد عبارة عن قطعة واحدة ، يجب توجيه الكابل عبر العلبة ثم توصيله بالسلك في مكانه ، يمكنك أن ترى أين أنا قم بتوصيل USB في الصورة ، وهو يتدفق عبر لوحة التحكم ويلحم بشريط ناقل الأسلاك AWG الصلب ، والفرق الوحيد من الصورة هو مع التبديل ، سوف ينتقل الموجب إلى المفتاح أولاً ثم لوحة التحكم.

الخطوة 12: الكود

الشفرة التي أضفتها هي في الغالب مباشرة إلى الأمام. يجب أن يعمل الرمز كما هو.

الشيء الوحيد الذي يجب تغييره هو المتغيرات الموجودة أعلى الكود. يتم تمييزها بوضوح مع التعليقات.

ملاحظة:

بناءً على نصيحة ، استغرقت وقتًا للتعلم ومحاولة ضبط تردد PWM على اردوينو ميجا. في حين أن تغيير التردد ساعد في إزالة الضوضاء الحركية التي كانت تسبب حلقة تغذية مرتدة ، إلا أنها تطلبت مني تغيير العديد من الأجزاء الأخرى من الكود ، وكان لابد من تغيير التوقيت ، وكان لابد من زيادة الحساسية.

تكمن المشكلة في تغيير تردد PWM الذي تم إنشاؤه في أنه كان لا بد من زيادة التوقيت لتعويض التشغيل الخاطئ الذي بدأ بالحدوث وكان لابد من تغيير القيم ، مما يجعل السماعات أقل حساسية. أعتقد أن أفضل شيء في هذه المرحلة هو تجربة سائق المحرك من تكراري السابق لهذا المشروع الذي تحدثنا عنه أكثر في الخطوة الأخيرة.

الخطوة 13: المنتج النهائي

العنصر الأخير مثير للاهتمام حقًا للمشاهدة. من الأفضل مشاهدة هذا العنصر في إضاءة الغرفة المنخفضة إلى المظلمة. للأسف ، الكاميرا الحالية غير قادرة على التسجيل في ظروف الإضاءة المنخفضة. هذا لأنه يمكنني استخدام كاميرا جيدة لعرض حالة مشاريعي التي شاركت فيها في مسابقة المؤلف لأول مرة ، وآمل أن يستمتع الناس بهذا المشروع وسيختارون التصويت لي.

لقد أضفت مقطع فيديو للإصدار الأصلي من مكبرات الصوت حتى تتمكن من رؤية شكلها تقريبًا.

الخطوات التالية

أرغب في محاولة استخدام دائرة محرك المحرك الأصلية التي صنعتها في الإصدار 1 ، والتي تستخدم الترانزستورات والخلايا الضوئية لمعرفة ما إذا كانت ستسمح للمحركات بالعمل بشكل أفضل ، وهذا من شأنه أن يزيل المشكلات التي أواجهها مع ضوضاء التردد المحركات بسبب استخدام إشارة التحكم PWM. يمكنني أيضًا إضافة بعض مكبرات الصوت إلى جانب العلبة جنبًا إلى جنب مع التحكم في مستوى الصوت الخاص بهم.

قد تلاحظ أيضًا أن داخل أبراج المياه بألوان مختلفة ، فإن السماعات الأصلية التي كانت لدي هي chome ، والتي لم أتمكن من العثور عليها محليًا ، لذا اخترت الأسود للأبراج الجديدة (التي تأتي بألوان مختلفة) قد أقوم بالترقية لكل لون واحد لكنهم يبيعون مقابل 40 دولارًا للزوج.