Kissing the Frog V2.0 - Głośnik Bluetooth z tylnym rogiem w pełni do druku: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Wstęp

Zacznę od krótkiego tła. Czym więc jest głośnik tubowy obciążony z tyłu? Pomyśl o tym jak o odwróconym megafonie lub gramofonie. Megafon (w zasadzie przedni głośnik tubowy) wykorzystuje tubę akustyczną w celu zwiększenia ogólnej wydajności elementu napędowego (tj. dźwięku wydobywającego się z przodu). Głośnik tubowy obciążony z tyłu robi prawie to samo. Tu jednak tuba zamontowana jest z tyłu głośnika. Otrzymujesz więc bezpośrednie wyjście z przodu sterownika PLUS ten z klaksonu z tyłu. To, które częstotliwości są wzmacniane i jak dobrze, zależy od komory powietrznej, przewężenia (wąska część) oraz od długości, konstrukcji i średnicy tuby. Szczególnie w przypadku małych (i tanich) przetworników może to znacznie poprawić jakość dźwięku.

Nazwałbym to pojęcie „Całowaniem żaby”. Bierzesz ten mały tweeter i masz nadzieję, że zmieni się w księcia. I tak, faktycznie. To zdumiewające, ile dźwięku można uzyskać z 3,3-calowego przetwornika za 10 USD.

Znajdziesz mnóstwo książek, artykułów i odniesień online, jak zaprojektować optymalny głośnik tubowy. Problem polega na tym, że obliczona przez Ciebie optymalna tuba prawdopodobnie zajmie większość Twojego salonu. Uważam jednak, że te narzędzia są niezwykle pomocne w lepszym zrozumieniu dynamiki (tj. co się dzieje, gdy zmieniam średnicę, długość, konstrukcję tuby?). Ostatecznie projekt (tylnego) głośnika tubowego (zdecydowanie wydrukowanego w 3D) będzie w dużej mierze oparty na dostępnej przestrzeni, starając się wydobyć jak najwięcej dźwięku ze stosunkowo małej obudowy / przetwornika.

Do tego projektu będziesz potrzebować dostępu do drukarki 3D. Używam drukarki 3D Creality Ender 3 za 200 USD, która może wykonywać wydruki do 220x220x250 mm (i świetnie się przy tym sprawdza). Korpus jest zaprojektowany tak, aby pasował do standardowej platformy roboczej 200x200 mm, więc większość (nawet budżetowych) drukarek powinna być w stanie to wydrukować. Jeśli chcesz używać go jako głośnika Bluetooth, będziesz potrzebować podstawowych umiejętności w zakresie elektroniki i lutowania. Upewnij się, że wiesz, co robisz (szczególnie w przypadku wysokiego napięcia! Więc uważaj, wszystko na własne ryzyko i bez żadnej gwarancji). Pamiętaj jednak, że zawsze możesz użyć obudowy jako głośnika pasywnego, co eliminuje wszelkie lutowanie.

Krok 1: Materiały elektroniczne

Zasadniczo jest to super tani projekt. Wszystkie materiały elektroniczne potrzebne do wersji Bluetooth powinny kosztować około 20 USD.

- Przede wszystkim będziesz potrzebować płytki dekodera MP3 Bluetooth (około 1 USD). Teoretycznie można by użyć wzmacniacza ze zintegrowaną płytką BT. Problem polega na tym, że w ten sposób nieuchronnie otrzymasz sygnał z głośników stereo - dobrze, jeśli chcesz podłączyć 2 głośniki (drugi głośnik jest podłączony do pierwszego przewodowo), źle, jeśli chcesz mieć pojedynczy głośnik (mono) nie można połączyć sygnałów wyjściowych z obu kanałów wzmacniacza. Oddzielna płytka BT pozwala na zebranie sygnału wyjścia liniowego przed wprowadzeniem go do wzmacniacza.

- Wzmacniacz to dwukanałowy moduł wzmacniacza TPA3116 D2 50Wx2 (ok. 3,5 USD) - ten jest stereo (co wydaje się marnotrawstwem, jednak wzmacniacze stereo są dziś łatwiejsze do znalezienia niż mono i biorąc pod uwagę koszt 3,5 USD… i może się przydać w przypadku, gdy chcesz podłączyć 2 głośniki). W przypadku mono będziesz musiał zmostkować kanały L i R pochodzące z płyty BT (patrz rozdział okablowania).

- Prawie każdy zasilacz 12V/1A+ (im więcej, tym lepiej) (ok. 1,7 USD) wystarczy. Np. stary zasilacz do laptopa 12 V byłby świetny. Jako włącznik zasilania używam małego przełącznika kołyskowego 10x15 mm (jest to opcjonalne, ponieważ wzmacniacz ma przełącznik wbudowany w regulację głośności - który jednak tylko włącza wzmacniacz).

- Mały konwerter LM1117 Step Down (ok. 0,2 USD). Spowoduje to konwersję 12 V z zasilacza na 5 V potrzebne do płyty BT.

- Sterownik, którego używam, to szerokopasmowy głośnik Visaton FRS 8 M - 8 Ohm 8 cm (3,3 ) (około 10 USD).

Jednak w zasadzie wystarczy każda kombinacja (o ile sterownik ma rozmiar 3,3" lub mniejszy, więc pasuje do obudowy - jeśli użyjesz innego sterownika, być może trzeba będzie nieco dostosować otwory montażowe). Zrobiłem adapter do sterowników 2,5" ale naprawdę polecam użycie większego sterownika 3 lub 3,3 cala.

Krok 2: Drukowanie 3D

Sama obudowa jest w 100% drukowalna. Wszystkie pliki.stls są załączone. Wystarczy kilka śrub M3 do zamontowania przetwornika, tylnej ścianki i nóżek oraz trochę kleju do przymocowania bocznych paneli. W przypadku paneli bocznych masz dwie opcje. Drukując lub wycinając je z drewna (sklejki) o grubości 6-8 mm. Dołączyłem plan 1:2 (.pdf) do cięcia bocznych paneli (i oczywiście.stls do drukowania). Zasadniczo są to proste deski o wymiarach 20 x 15 cm z zaokrągleniem 10 mm na 3 rogach i 3 mm zaokrągleniem na 4 rogach.

Samo drukowanie powinno być całkiem proste. Zauważysz, że korpus ma z jednej strony osłonę 1 mm. Ma to na celu zapewnienie większej stabilności oraz ułatwienie drukowania i wyjmowania z drukarki. Nie wymaga wsparcia ani załączników.

Pokrój w swoim ulubionym oprogramowaniu do krojenia (ja używam Cura). Drukuj w PLA (lub ABS, PETG… jakikolwiek jest twój ulubiony materiał) w rozdzielczości 0,28 mm i (około) 15% wypełnieniu. Boczne panele przykleisz do korpusu (po zamontowaniu sterownika i elektroniki), a front i głośnik przykręcisz śrubami M3 oraz tylny panel, który zakrywa również komorę z elektroniką. Stopki (drukuję je w TPU) są opcjonalne.

Zacznij od drukowania

- korpus (1 szt.). Korpus jest pojedynczym nadrukiem, sam w sobie nie wymaga śrub ani klejenia, ma 1 mm osłonę na dużej części dolnej strony (co bardzo zwiększa stabilność), przy 15% wypełnieniu zużywa około 350 g filamentu i zajmuje około 20 godzin do wydrukowania. Głośnik_Body_V2.stl

- następnie panele boczne (jeśli nie wycinasz ich z drewna - wydrukuj po 1 szt. odpowiednio z prawej i lewej strony). Speaker_Side_002_PartA.stl ORAZ Speaker_Side_002_PartB.stl LUB Speaker_Side_Panels_Drawing.pdf

- mała tylna pokrywa komory elektroniki (1 szt.) z otworami na regulację głośności, przełącznik kołyskowy i kabel zasilający 12 V. Głośnik_Back_V2.stl

- pierścień głośnika przedniego (1 szt.), Speaker_Front_V2.stl

- opcjonalnie: stopki (4 sztuki), najlepiej z TPU, ale PLA też będzie w porządku. Speaker_Feet.stl

- opcjonalnie: pokrętło głośności (1 szt.), które po prostu nasuwa się na regulator głośności wzmacniacza - Speaker_Knob_V2.stl

Krok 3: Okablowanie

Jeśli zdecydujesz się na opcję Bluetooth, będziesz potrzebować podstawowych umiejętności w zakresie elektroniki i lutowania. Zawsze jednak istnieje możliwość wykorzystania ich jako głośników pasywnych (tzn. po prostu podłączasz przetwornik z wyjściem z zewnętrznego wzmacniacza).

Pamiętaj, aby okablować i przetestować wszystkie elementy elektroniczne przed zamontowaniem ich w obudowie (z wyjątkiem kabla zasilającego 12 V i przełącznika kołyskowego, który przechodzi przez otwór w tylnej pokrywie), co znacznie ułatwia rozwiązywanie problemów.

Dotyczy to powyższej listy materiałów eksploatacyjnych i może się różnić, jeśli używasz różnych komponentów. Podłącz wyjście z zasilacza 12V (ten przechodzi przez mały otwór w tylnym panelu!) do POWER IN (oznaczone VCC i GND) na płytce wzmacniacza PLUS do małej płytki LM1117 (VIN i GND) - 5V wyjście (VOUT i GND) z płyty LM1117 jest podłączone do zasilania na płycie BT. Jeśli (tak jak ja) używasz tego jako pojedynczego głośnika MONO, zmostkuj wyjście L i R pochodzące z płyty BT (to jest ważne, da ci sygnał mono, zamiast połowy stereo!). Teraz podłącz zmostkowane L/R i GND z płyty BT do wejścia liniowego (IN-L LUB IN-R i GND) wzmacniacza (jeśli używasz wzmacniacza stereo, podłącz do lewego LUB prawego kanału). Na koniec podłącz wyjście ze wzmacniacza (L+ i L- LUB R+ i R-) do + i - na głośniku.

Przełącznik kołyskowy jest opcjonalny (dla zasilania 12V). W tylnej pokrywie jest jednak otwór, dzięki czemu jest łatwy w montażu (ale przed lutowaniem należy go włożyć do tylnej pokrywy).

Wypróbuj to wszystko przed zamontowaniem wszystkiego w obudowie (to naprawdę pomaga w rozwiązywaniu problemów).

Krok 4: Montaż

Teraz powinieneś mieć wszystkie drukowane części i okablowane (i przetestowane) komponenty elektroniczne gotowe do montażu. Tylko przełącznik kołyskowy i kabel zasilający muszą być na miejscu przed lutowaniem.

- Zamontuj pierścień głośnika na zewnątrz, a głośnik do środka obudowy za pomocą czterech śrub M3 (12 mm) i nakrętek. Włóż kabel do małego kanału z tyłu komory głośnika.

- Zamontuj wzmacniacz na tylnej pokrywie (która ma otwór na regulator głośności) - nakrętka regulatora głośności utrzyma go na miejscu.

- Zamontuj płytkę Bluetooth wewnątrz komory elektroniki (użyj odrobiny kleju, aby upewnić się, że pozostanie na swoim miejscu)

- Zamontuj tylną pokrywę za pomocą dwóch śrub M3.

- Przyklej dwa panele boczne do korpusu głównego. Możesz chcieć przeszlifować miejsca styku grubym papierem ściernym przed klejeniem.

- Przymocuj nóżki kroplą kleju i/lub krótkimi śrubami M3.

- Nasuń pokrętło głośności na wałek potencjometru wzmacniacza.

Krok 5: Ciesz się

Włącz, podłącz telefon do odbiornika Bluetooth, ciesz się muzyką…

Mam nadzieję, że ci się spodoba, a jeśli ci się spodoba, to proszę!