DIY Soundbar med indbygget DSP: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Bygger en moderne udseende soundbar fra 1/2 tyk kantet bøjet krydsfiner. Soundbaren har 2 kanaler (stereo), 2 forstærkere, 2 diskanthøjttalere, 2 woofere og 4 passive radiatorer for at øge lave frekvenser i dette lille kabinet. En af forstærkerne har en indbygget programmerbar digital signalprocessor (DSP), som jeg bruger til at oprette 2-vejs crossovers, brugerdefinerede EQ'er og tilføje dynamisk basforstærkning. DSP-forstærkeren bruger ADAU1701-processoren, der kan konfigureres ved hjælp af Analog Devices SigmaStudio (gratis software). En separat USBi -programmering er nødvendig for at downloade SigmaStudio -programmet til processoren. Sure tilbyder en ikke så fantastisk en for $ 20, ellers kan en dyrere version fra Analog Devices bruges.

Liste over hoveddele:

• Højttalere (x2): Dayton Audio ND91-4
• Diskanthøjttalere (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Passive radiatorer (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Forstærker 1 (fodring af diskanthøjttalere): Dayton Audio Kab-215
• Forstærker 2 (fodring af woofers): Sure Electronics Jab3-250
• Kabinet: 1/2 "tyk krydsfiner (Home Depot)
• Frontplade: 1/2 "tyk MDF (Home Depot)

Trin 1: Kerf Bøjning af kabinettet

Jeg ville have et unikt kabinet, der ikke så "boxy" ud, så jeg besluttede at bruge en kantbøjningsteknik for at opnå en problemfri glat kant rundt om kabinettet. Jeg lavede flere (9 pr. Bøjning) ikke-gennemskårne tynde snit, der ender omkring ~ 2 mm fra overfladen af krydsfinerpladen. Dette gav en afrundet kant med en bøjningsradius på cirka 1 ". Fjernelse af materiale fra træets ene side gør det let at bøje krydsfiner. Vær dog forsigtig, da denne bøjning er ret skrøbelig. Kerfbøjning kræver kendelse af tykkelsen (kerf) af dit blad, tykkelsen af dit materiale og den ønskede radius. Ved at kende disse parametre kan du beregne mængden af materiale, der er fjernet (antal snit), ydre og indre buelængder (snitafstand). For at gøre tingene lettere, kerf-bøjningsberegnere findes, men de har en konservativ grænse for bøjningsradius. Et eksempel kan findes her:

Trin 2: Limning sammen

Jeg lavede en blanding af ~ 1: 1 savstøv og trælim og brugte den til at fylde snittene i hver bøjning. Jeg prøvede at påføre limblandingen generøst, da disse bøjninger ikke har meget materiale tilbage, og bøjningen er skrøbelig. Men når limblandingen tørrer, er bøjningen ret stærk (i det mindste stærk nok til en højttaler). Jeg har også oprettet en halv-lap led, der bruges til at forbinde det øverste stykke med bunden. Du kunne teoretisk have et langt sømløst stykke, der ville være tæt på 90 langt og svært at håndtere. Da bunden ikke er synlig, valgte jeg at dele kabinettet i to stykker og have samlingerne på bunden.

Trin 3: Fremstilling af MDF Front Baffle

Jeg brugte en dykkerrouter og cirkelskærejig til at skære hullerne ud for hver bas og passiv radiator. Jeg brugte en stor forstner -bit og boremaskine til diskanthøjttalerne. Jeg brugte også en round-over bit til at udglatte kanterne på hvert hul samt den ydre kant af bafflen. Jeg monterede diskanthøjttalerne så langt fra hinanden som muligt for bedre billeddannelse, men jeg er ikke sikker på, hvor stor indflydelse dette har.

Trin 4: Montering af højttalere og stofindpakning

For at afslutte bafflen bagmonterede jeg alle woofers, passive radiatorer og diskanthøjttalere ved hjælp af 1/2 træskruer. Driverne kom med skumpakninger (sendes løs), hvilket skabte en god tætning ved bagmontering. Jeg brugte også hullet mønster på hver pakning til at bore mine pilotskruehuller - eliminering af gæt. Jeg dækkede fronten af bafflen med stof (fastgjort med hæfteklammer) og brugte en klæbende skumstrimmel til at skabe en tætning mellem den forreste baffel og kabinettet.

Trin 5: Bagplade + elektronik

Den bageste baffel har en geringskant, der bruges til at skabe en flush lufttæt forsegling med kabinettet. Jeg brugte en affasningsbit og et routerbord til at oprette den 45 graders affasning og brugte den samme skumstrimmel til at skabe tætningen. Elektronikken (2 forstærkere, DC -strømindgangsstik, stereoindgangsstik og 2 lysdioder) er alle monteret i den bageste baffel. Elektronikken er monteret i et lukket hulrum i midten af kabinettet, der adskiller venstre/højre kanal.

Trin 6: DSP -programmering/tuning

Digitale signalprocessorer (DSP'er) bruges meget i de fleste moderne forbruger soundbars. Deres største fordel er, at de accepterer en digital indgang og kan bruges til multi-channel sorround sound. Til dette projekt brugte jeg de analoge indgange, fordi de er lettere at designe rundt. Sure Electronics Jab3-250-forstærkeren er udstyret med en ADAU1701-processor, der har 2 input ADC'er (analog-til-digital-konvertere) og 4 output DAC'er (digital-til-analoge omformere). Jeg brugte to output DAC'er til at fodre hver diskant og to DAC'er til at fodre hver bas. Billede af mit grafiske SigmaStudio -program er vedhæftet, og nogle af de vigtige blokke, der bruges, er beskrevet nedenfor:

Indgangsniveaujustering: bruges til at reducere inputvolumen for hver kanal. Jeg fandt ud af, at dette er et kritisk trin, der er påkrævet for, at Dynamic Bass Boost -funktionen fungerer (beskrevet senere).

Parameterisk EQ: Jeg brugte en telefonapp kaldet "Advanced Spectrum Analyzer" til at optage et frekvenssving (20Hz - 20kHz) og til groft at måle højttalerens frekvensrespons uden nogen udligning. Dette er ikke den mest nøjagtige fremgangsmåde, men den er hurtig, og den giver mig et godt udgangspunkt uden at investere i mere præcise værktøjer såsom en målemikrofon og lydkort til min bærbare computer. Jeg planlægger at foretage bedre målinger i fremtiden og bruge yderligere software som f.eks. Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com) til at hjælpe mig med at beregne den rigtige EQ. For nu har jeg oprettet en brugerdefineret parametrisk EQ, der reducerer lydstyrken mellem 500hz og 4000hz. Mine ører opfattede dette frekvensområde højere end resten. Højttaleren lød bedre (for mig) med lydstyrken i dette område faldet. Før og efter frekvensresponskurver er knyttet. Disse er ikke en sand måling af højttalerens svar og sandsynligvis meget unøjagtige, men jeg valgte at inkludere dem, så jeg kan fremhæve, hvor effektiv en DSP er til at ændre lyd. I de vedhæftede grafer repræsenterer den orange linje det registrerede toprespons, og den hvide linje repræsenterer realtidsniveau (som kan ignoreres).

Crossover: Jeg brugte et 4. ordens Linkwitz-Riley filter indstillet til 3.000 Hz til lavpasfilteret på baserne og højpasfilter på diskanthøjttalerne. En af de store fordele ved en DSP er, at den let kan oprette komplekse filtre som dette. At lave en passiv 4. orde Linkwitz-Riley crossover ville kræve yderligere komponenter, som let kunne komme op på DSP's omkostninger ($ 35).

Dynamic Bass Boost: Dynamic Bass Boost-blok giver boost, der varierer med input-signalniveau: lavere niveauer kræver og modtager mere bas end højere niveauer. Ved hjælp af et variabelt Q-filter justerer denne blok dynamisk mængden af boost. Inputniveauet skal sænkes, for at boostet kan fungere. Det betyder, at højttaleren ikke længere er så høj, men jeg mener, at afvekslingen er det værd. Ved 50W / kanal er der masser af strøm.

Dette er mit første projekt med en DSP og SigmaStudio, og jeg er stadig ved at lære. Jeg vil fortsætte med at opdatere denne Instructable, mens jeg finjusterer lyden. Jeg håber, at du nød opbygningen!