Wizualizator dźwięku: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ten projekt powstał po obejrzeniu tego filmu przez youtubera, który opisał sposób wizualizacji dźwięku za pomocą lasera. Działa poprzez wzięcie głośnika, rozciągnięcie nad nim balonu i wyśrodkowanie fragmentu lustra na balonie. Dźwięk jest odtwarzany przez głośnik, a na lustro oświetlany jest wskaźnik laserowy. Dźwięk wprawia lustro w drgania, tworząc laserowe show. Zaprojektowałem głośnik powyżej, abym mógł miksować częstotliwości i bawić się różnymi kształtami. Ponieważ nie posiadam głośnika, pomyślałem, że będzie to również dobra okazja, aby dowiedzieć się, jak działają systemy dźwiękowe, jednocześnie tworząc głośnik wysokiej jakości.

Krok 1: Części

• Głośnik
• 30-watowy wzmacniacz
• Przerwanie USB
• Regulator 5v
• Dioda laserowa
• Moduł ładowarki
• Żeńskie gniazdo audio
• Wtyczka żeńska 12v (uratowałem swoją z innego urządzenia, ale była to najbliższa, jaką mogłem znaleźć)
• Magnesy 6mm x 3mm x8
• Nakrętka sześciokątna 1/4”
• Śruba sześciokątna 1/4” x 1”

• Wydruki 3D

  • Górna obudowa x1
  • Dolna obudowa x1
  • Podstawa x1 Podpórka x1
  • Pokrywa portu x1
  • Pokrętło głośności x1
  • Pokrętło x1
  • Pokrywa pokrętła x1
  • Szpilka x2
  • Ramię laserowe x1
  • Głowica laserowa x1

Krok 2: Montaż (obudowa)

1. Przylutuj przewody do zacisku głośnika (żółty - dodatni: zielony - ujemny). Przykręć głośnik do górnej połowy głośnika. Wciśnij magnesy na miejsce. Magnesy służą do łączenia ze sobą górnej i dolnej połowy w celu ulepszenia. Chociaż obecnie korzysta z gniazda 12 V, mam nadzieję, że ulepszy go za pomocą wbudowanych baterii i bluetooth.
2. Przełóż wzmacniacz przez przedni otwór. Użyj nakrętki dołączonej do wzmacniacza, aby zacisnąć go na miejscu. Włóż przewody głośnikowe do prawego lub lewego portu wyjściowego.
3. Włóż nakrętkę sześciokątną 1/4” w szczelinę z boku górnej połowy obudowy.

Krok 3: Elektronika

1. Przylutuj cztery przewody do wyjścia gniazda 12v (jedna para do zasilania wzmacniacza, druga do wyjścia usb). Przylutuj połączenie dodatnie i ujemne z gniazda 12v do regulatora 5v. Uziemienie regulatora 5v i gniazda 12v są wspólne. Przylutuj wyjście z regulatora do wyjścia usb.
2. Przylutuj trzy przewody do żeńskiego gniazda audio. Niebieski to uziemienie, żółty to lewy, a zielony to prawy dźwięk.

Krok 4: Montaż (przewody)

Ten następny krok jest trochę trudny. Użyłem drutu 20 awg, ale możesz użyć cieńszego miernika. Upewnij się, że masz jakieś szczypce.

1. Weź jeden przewód, obwiąż go sznurkiem i przełóż go przez podstawę głośnika. Za pomocą szczypiec chwyć drut i wyciągnij go z drugiego końca. Może to zająć trochę czasu, więc bądź cierpliwy.
2. Gdy sznurek wystaje z obu końców, zwiąż pozostałe druty sznurkiem i przeciągnij je przez otwór zawiasu.
3. Umieść gniazda wejściowe w przedniej części pokrywy portów i umieść gorący klej na swoim miejscu. Wciśnij w podstawę głośnika i naciągnij przewody.

Krok 5: Montaż (wykończenie głośnika)

1. Przełóż przewody przez szpilkę i zatrzaśnij w otworze zawiasu z boku podstawy głośnika. Przełóż przewody przez bok obudowy głośnika.
2. Ta kolejna część jest trochę niepokojąca, ale wytrzymaj. Wciśnij pokrywę w kołek. Ustaw go pod kątem, aby obudowa nieco lepiej pasowała do podstawy. Być może trzeba będzie trochę zgiąć podstawę, aby głośnik pasował.
3. Zamontuj pokrętło do mocowania obudowy głośnika na miejscu. Wciśnij śrubę sześciokątną w nadruk pokrętła. Jest to opcjonalne, ale dzięki temu pokrętło wygląda znacznie lepiej. Umieść gorący klej w pozostałej przestrzeni pokrętła i umieść osłonę pokrętła, aby wszystko ukryć.
4. Podłącz wszystko, jak pokazano powyżej. Kable 12 v do wejścia na płytkę wzmacniacza. Dla dźwięku; żółty do lewego, niebieski do uziemienia i zielony do prawego wejścia audio.
5. Umieść magnesy na dolnej obudowie i połącz obudowy głośników!

Krok 6: Montaż (laser)

1. Przed złożeniem czegokolwiek, przylutuj dłuższe przewody do diody laserowej. Przeprowadź przewody z głowicy laserowej wydrukowanej w 3D do ramienia i w dół. Po przeciągnięciu przewodów złóż części razem.
2. Przylutuj przewody do ładowarki litowo-jonowej. Zdecydowałem się przylutować je do wejściowej połowy modułu ładowarki, a nie do wyjścia. Powodem jest pulsujący prąd modułu na jego wyjściu. Powoduje to, że laser tworzy kropkowane linie, gdy kieruje go na ścianę. Mimo to zachęcam ludzi do wypróbowania tego, ponieważ fajnie jest wizualnie zobaczyć, jak moc jest wyprowadzana z ładowarki.
3. Skończyło się na przyklejeniu modułu ładowarki do boku podpórki. Podłącz kabel micro USB do ładowarki i portu USB.
4. Wysadź balon, aby go wstępnie rozciągnąć. Odetnij część szyjną, aby ułatwić owinięcie wokół głośnika. Użyj taśmy dwustronnej, aby przykleić lustro do balonu. Po włączeniu powinien wyglądać jak powyżej.

Krok 7: Wyniki: Kształty laserowe

Jak mogłeś zobaczyć na powyższym filmie, próbowałem wielu czystych tonów, aby stworzyć różne rodzaje kształtów. Przeprowadziłem kilka eksperymentów i odkryłem mnóstwo fajnych rzeczy o falach i właściwościach matematycznych.

Korzystając z aplikacji generatora częstotliwości na moim telefonie, zacząłem od ogólnego przemiatania częstotliwości od niskich do wysokich, aż nie mogłem zobaczyć żadnych dostrzegalnych kształtów. Wycięcie było przy około 800 Hz (oczywiście zależy to od objętości i rozciągnięcia balonu). Następnie spróbowałem grać razem dwa czyste tony; 381 Hz i 326 Hz dla pierwszego. Aby to zrobić, wygeneruj czysty ton z tej strony (około 10 sekund). Przeciągnij i upuść pliki audio do oprogramowania do przetwarzania dźwięku (polecam Audacity) i graj razem.

Wypróbowałem jeszcze dwie różne kombinacje i wtedy coś zauważyłem. Kiedy odtwarzane dźwięki były wielokrotnością 10, były statyczne. Mam na myśli to, że laser przemierzał tę samą ścieżkę w kółko, tworząc nieruchomy obraz. Wtedy wypróbowałem kombinację 101 + 200 + 300 Hz, przy czym 101 Hz tworzyło zakłócenie. Domyślałem się, że 101 Hz stworzy ruchomy wzór w porównaniu z kombinacją 100 + 200 + 300 Hz (która wciąż była). Miałem rację! To był zdecydowanie mój ulubiony wzór.

To skłoniło mnie do wypróbowania najprostszych kombinacji tylko zakłóconych przez 1 Hz. Trzy dźwięki z włączeniem 1 Hz stworzyły oscylacyjny ruch jednego kształtu w przód iw tył.

Ostatnią była muzyka fortepianowa, którą znalazłem w Internecie. Pomyślałem, że fajnie byłoby spróbować ze zwykłą muzyką. Próbowałem jazzu, muzyki skrzypcowej, popu, dubstepu i innych rodzajów muzyki. Zdecydowanie „najczystsze” wzory wykonał fortepian. Jest to prawdopodobnie spowodowane tym, że każdy klawisz ma stosunkowo czysty ton podczas grania. Czasami muzyka fortepianowa tworzyła wzory, które znalazłem, przypominające krzywą Lissajous. Naprawdę przyjemnie jest znaleźć takie powiązania matematyczne w moich projektach, ponieważ znalezienie tych powiązań poza zajęciami jest dość trudne.

Krok 8: Wniosek

Do tej pory nigdy nie byłem audiofilem, ale mam nowe uznanie dla wszystkiego, co składa się na to, aby głośniki działały. Wszystko zaczęło się od projektu w mojej klasie uczenia maszynowego, w którym postanowiłem zrobić głośnik od podstaw i spróbować analizy dźwięku. Był to głośnik działający, niezbyt wyraźnie brzmiący. Użyłem wzmacniacza LM386 i porozrzucanych części zamiennych. Chociaż nie używam mojego wzmacniacza wykonanego na zamówienie, będę go używał do projektu polegającego na stworzeniu radia na inny kurs na studiach.

Jestem pewien, że na horyzoncie jest więcej projektów audio, widząc, że jestem teraz uzależniony. Byłoby wspaniale, gdyby był przenośny, podłączony przez Bluetooth i dodać drugi głośnik do wersji stereo. Ale żeby to wszystko zrobić, potrzebuję pieniędzy i czasu. Chociaż ferie zimowe dadzą mi czas na pracę nad projektami, będę potrzebować wsparcia społeczności, aby moje projekty mogły działać. Jeśli uważasz, że to, co robię, jest informacyjne, inspirujące lub po prostu fajne, wesprzyj mnie za pomocą mojego linku partnerskiego amazon. Rób zakupy jak zwykle, ale za każdy zakupiony przedmiot dostaję małą łapówkę bez dodatkowych kosztów.

Drugie miejsce w konkursie optyki