Mr. Speaker - Tragbarer 3D-gedruckter DSP-Lautsprecher - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Fusion 360-Projekte »

Mein Name ist Simon Ashton und ich habe im Laufe der Jahre viele Lautsprecher gebaut, meist aus Holz. Ich habe letztes Jahr einen 3D-Drucker bekommen und wollte etwas schaffen, das die einzigartige Gestaltungsfreiheit veranschaulicht, die der 3D-Druck ermöglicht. Ich habe angefangen, mit Formen zu spielen, und das ist herausgekommen.

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Sag hallo zu Mr. Speaker! Er ist:

• 3D gedruckt
• Stereo
• Batteriebetrieben
• Bluetooth
• Aktiv
• DSP (flache Antwort 45 Hz - 20, 000 Hz und lineare Phase)

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Traditionell benötigen Lautsprecher eine Filterelektronik, um das Signal für jeden Treiber zu trennen und den Klang abzustimmen. Dies kann ein ziemlich umständlicher Prozess mit großen und teuren Teilen sein, der den Konstrukteur dennoch dazu zwingt, viele bedeutende Kompromisse zu wählen.

Mr. Speaker verwendet einen modernen digitalen Signalprozessor (DSP), den Analog Devices ADAU1401, um viele der traditionellen Kompromisse beim Design zu umgehen. Vor einigen Jahren war eine solche Verarbeitung die Aufgabe großer professioneller Lautsprecherinstallationen mit einem Rack mit dediziertem Equipment, wird aber jetzt immer zugänglicher. Diese Technologie ermöglicht einem Designer eine beispiellose Kontrolle über das Verhalten des Audiosystems für ein möglichst perfektes Endergebnis - von tiefen Bässen bis zu hohen Höhen.

Ich trenne dieses instructable in zwei Arten von Schritt; Bauen und gestalten.

• Schritte mit der Bezeichnung (Build) sind alles, was Sie befolgen müssen, um Ihren eigenen Lautsprecher zu erstellen.
• Die (Design-)Schritte decken den Prozess ab, den ich durchlaufen habe, um Mr. Speaker zu erstellen. Diese Schritte sind nicht notwendig, um Mr. Speaker zu bauen, aber ich hoffe, dass sie als Lehrmittel dienen, um mehr über das faszinierende Thema Audiodesign zu erfahren.

Nachdem sie dies hochgeladen hatten, fragten einige Leute "Wie klingt es?" Ehrlich gesagt erstaunlich! Ich hätte nicht erwartet, dass ein 3D-gedrucktes Gehäuse so gut klingen kann. Sie können es wahrscheinlich nicht an einem Video erkennen, das auf meinem Handy aufgenommen wurde, aber hier ist ein bisschen Beispielmusik!

Mr. Speaker Video - Klick

Lieferungen

Mr. Speaker ist 3D-gedruckt, aber Sie müssen ein paar Elektronikteile kaufen, um ihn zum Singen zu bringen. Ich empfehle dringend, genau die gleichen Schaltungen zu verwenden, die ich verwende, um unerwartete Probleme zu vermeiden.

Ich werde einen Link für jeden Artikel bereitstellen, den ich tatsächlich gekauft habe. Ich sponsere nicht diesen speziellen Verkäufer, es soll nur den benötigten Teil veranschaulichen. Vielleicht möchten Sie das gleiche Teil woanders kaufen.

Aliexpress

ADAU1401 DSP-Board (Signalverarbeitung)

Ebay

• EZ-USB Programmer (Programmieren des DSP-Speichers)
• TPA3118 Mono-Verstärkerplatine (Woofer-Verstärker)
• TPA3110 Stereo-Verstärkerplatine (Tweeter-Verstärker)
• 14500 Batterien und Ladegerät (Batterien der Größe 'AA' mit hoher Spannung und Kapazität)
• 4x 'AA' Batteriehalter (Reihenschaltung für Hochspannung, nicht parallel. Verkauft als '6V' für AA Batterien)
• 5-Volt-Regler (zur Stromversorgung von Bluetooth- und DSP-Boards)
• Lautsprecherwatte
• M3 4mm Knopfschrauben
• Bluetooth-Modul M28

Teile-Express

• Tieftöner 1 Stück - Dayton ND91-4
• Hochtöner 2 Stück - Hi-Vi B1S (Alternative Quelle Solen.de)

RS-Komponenten

• Quellen- und Netzschalter (2 Stück, zweipolig, Doppelhub, einrastend)
• Lautstärkeschalter (einpolig, Doppelhub, kurzzeitig)
• Aux-Buchse (3,5 mm Stereo)

Die Gesamtkosten sollten ungefähr 125 GBP betragen

Sie benötigen auch grundlegende Werkzeuge wie einen Lötkolben und einige andere Bits wie Kleber und Draht. Und natürlich ein ausreichend großer 3D-Drucker (200x200x200) zum Beispiel Ender3 plus PLA-Filament.

Update: Ich habe die Spielzeit mit einer Ladung getestet. Hat etwa 3 Stunden gedauert.

Schritt 1: 3D-Druck (Build)

Mr. Speaker wird als 6 Stück erstellt (STL-Dateien unten).

Das Gesamtmodell wurde in Autodesk Fusion360 entworfen und diese Datei wird auch bereitgestellt, damit Benutzer das Design bei Bedarf ändern können. Es tut mir leid zu sagen, dass ich die Designgeschichte nicht aufgenommen habe, weil sie viel zu unordentlich geworden ist.

Fusion 360-Modell

• Körper
• Oberteil
• Hafenrohr
• Hochtöner Cups
• Unterseite
• Batterieabdeckung

Ich entwarf den gesamten Lautsprecher in dem Wissen, dass er in 3D gedruckt wird, sodass direkte Überhänge nach Möglichkeit vermieden wurden, indem abgeschrägte Kanten verwendet wurden. Der „Phasenstecker“(dazu kommen wir später) dient auch als Stütze für das Hochtönerloch. Dies alles bedeutet, dass während des Slicings keine Stützen hinzugefügt werden müssen.

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Die beiden Ausnahmen sind die untere Komponente, die große Überhänge am Batteriefach hat, und die Batterieabdeckung selbst. Es wäre ratsam, Stützen für beide Teile zu generieren. Das heißt, ich habe den Boden ohne Unterstützung gedruckt und die Überbrückung der Lücke war erfolgreich.

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Die Batterieabdeckung druckt ohne flachliegende Unterstützung in Ordnung, aber ich fand, dass die Schichthaftung an dem Clip, der sich biegen muss, nicht stark genug war. Also habe ich es stehend mit Stützen gedruckt, um die Schichten für den Clip am stärksten auszurichten.

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Ich schneide Modelle in Cura. Um die Z-Naht sauber zu halten, aktivieren Sie die Einstellungen 'Z-Naht-Ausrichtung' und 'Z-Naht-Position'. Stellen Sie die Ausrichtung auf "Links hinten" ein und drehen Sie das Teil, bis die Z-Naht entlang einer Kante erhalten bleibt. Besonders deutlich ist dies am Hauptteil zu sehen. Sie können die Z-Naht in Cura besser visualisieren, wenn Sie die Einstellung 'Coasting' aktivieren.

Ich empfehle auch, 'Z-Hop' zu aktivieren, damit der Druckkopf beim Aufbau nicht auf empfindliche hohe Teile wie den Hochtöner-Phasenstecker oder das Portrohr stößt. Ich aktiviere "Kämmen", aber mit der Einstellung "Nicht in Skin".

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Ich empfehle dringend, alle anderen Teile vor dem Hauptteil zu drucken. Der Hauptteil ist ein langer Druck, sodass Sie sicher sein möchten, dass alles für Ihren Drucker und Ihr Filament ausgewählt ist. Ich habe die maximale Teilkühlung verwendet, um Überhänge zu unterstützen, aber dies kann insbesondere bei kleinen Details wie dem Hochtöner zu Saitenbildung führen.

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Nachdem der Hauptkörper gedruckt wurde, benutzte ich etwas 220er Sandpapier, um raue Enden von der Rückseite des Phasenplattenbereichs zu entfernen, damit er nicht den Hochtönerkonus berührt. Die Phasenplatte sollte ca. 0,5 mm vom Hochtönerkonus entfernt, daher muss er glatt und sauber sein.

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Schritt 2: Treiberauswahl (Design)

Der erste Schritt beim Entwerfen eines Lautsprechers ist normalerweise die Auswahl der Treiber.

Ich wusste, dass ein kleinerer Woofer benötigt würde, um die Größe von Mr. Speaker einigermaßen tragbar zu halten. Ich wusste auch, dass zwei Woofer (für Stereo) doppelt so viel Gehäusevolumen (Liter) benötigen würden wie ein einzelner Woofer. Beim Durchsuchen vieler Optionen im Web bin ich auf den Dayton ND91-4 gestoßen.

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Dieser Treiber scheint den tiefsten Bass aller 3 -Tieftöner zu bieten sowie ein sehr beeindruckendes 'X-Max', das die Auslenkungsfähigkeit ist, oder anders ausgedrückt, wie weit sich der Woofer vor und zurück bewegen kann, um Klang zu erzeugen. Wenn Wenn Sie einen tiefen Bass wünschen, müssen Sie viel Luft bewegen, daher ist dies wichtig, insbesondere bei einem kleinen Treiber.

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Grundlegende Aspekte der Wooferleistung können mit einer Reihe von Zahlen angegeben werden, die als „thiele small“-Parameter bezeichnet werden. Diese liefern Daten, die in Berechnungen verwendet werden können, um vorherzusagen, wie der Woofer bei bestimmten Gehäusevolumina oder bei verschiedenen Arten von Bassports reagiert. Wir müssen die Berechnungen jedoch nicht von Hand durchführen, sondern können Software wie WinISD verwenden.

Hier sehen wir schnell, dass ein Gehäusevolumen von 2.2L und ein Port mit 58Hz Röhren eine ziemlich respektable Bassausgabe erzeugen.

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Es gibt einige 3-Zoll-Subwoofer-Treiber, die tiefer gehen, aber sie können nicht direkt mit einem Hochtöner gepaart werden, da sie vollständig auf den Bass ausgerichtet sind.

Super, wir haben einen Woofer! Wie wäre es mit einem Hochtöner?

Obwohl der ND91-4 als „Full-Range“-Treiber vermarktet wird, ist er es einfach nicht. Obwohl es in der obigen Grafik erscheinen mag, ungefähr 15.000 Hz zu erreichen, geschieht dies nur, wenn Sie sich genau davor befinden (auf der Achse). Die Hochfrequenztöne verschwinden, wenn Sie sich auch nur ein wenig zur Seite (außerhalb der Achse) bewegen. Kurz gesagt, wenn wir den vollen musikalischen Bereich hören wollen, ohne an einer bestimmten Stelle eingeklemmt zu sein, ist ein Hochtöner erforderlich.

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Wenn dieser kleine 3-Zoll-Tieftöner sehr hart arbeitet, um tiefe Bässe zu erzeugen, leidet der höhere Klangbereich darunter. Dies ist eine Intermodulationsverzerrung; ein Klang beeinflusst den anderen. Es könnte so sein, als würde man einen Künstler bitten, zu zeichnen ein detailliertes Bild während des Trainings Linien, die sauber und glatt sein sollten, können leicht wackelig herauskommen.

Die meisten erschwinglichen Hochtöner sind nicht sehr gut darin, den unteren Höhenbereich zu reproduzieren, daher wollte ich nicht die Standard-Seidenkalotte verwenden, die unter 3.000 Hz auf den Tieftöner getauscht werden muss. Stattdessen habe ich den Hi-Vi B1S gewählt, weil er bis zu 800 Hz erreichen kann, was bedeutet, dass mehr von dem wichtigen musikalischen Bereich detailliert und klar bleibt, wenn der Woofer trainiert. Außerdem hatte ich schon welche in einer Kiste!

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Sie fragen sich wahrscheinlich, was hier der Kompromiss ist, denn nichts ist kostenlos. Der Handel ist meist leistungsreduziert; der B1S gibt nicht viel Ausgangspegel für die von Ihnen eingegebene Leistung. Es hat auch ein paar Unebenheiten in der Reaktion. Diese können für ein traditionelles "passives" Lautsprecherdesign problematisch sein, aber das ist bei unserem DSP-basierten aktiven Design kein großes Problem.

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Schritt 3: Akustik-Prototyping (Design)

An diesem Punkt des Designs hatte ich den ersten vollständig gebauten Prototyp zusammengebaut und es war an der Zeit zu sehen, was diese Treiber in einem echten Wortgehäuse tun.

Ein präzises Mikrofon wird vor dem Mr. Speaker platziert und der Woofer und der Hochtöner sind direkt mit dem Verstärker verbunden, um die Rohausgabe zu testen. Diese Messungen wurden mit einem Softwarepaket namens ARTA durchgeführt.

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Der Woofer-Ausgang (unten) sieht gut aus! Der Bass wirkt nicht ganz so stark wie simuliert, geht aber tiefer. Daher sieht es so aus, als ob der Port etwas kürzer gemacht werden kann, um ihn höher abzustimmen, da das Drücken dieses 3 -Tieftöners auf 40 Hz zu viel verlangt. Außerdem ist das Mikrofon etwas näher am Tieftöner als die Port-Röhre, was den Tiefton erhöht Die Bassausgabe sieht schwächer aus als sie ist, damit können wir definitiv arbeiten!

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Der Hochtöner-Ausgang (unten) sieht auch anständig aus. Die Verzerrung bleibt ab ca. 700 Hz bis in den oberen Bereich recht gering. Unter 700Hz steigt die Verzerrung an. Dies gibt uns einen sinnvollen Filterpunkt zum Übergang zum Woofer für Frequenzen unter 800 Hz.

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Hier liegt ein unerwartetes Problem vor; eine scharfe Kerbe um 17.000 Hz. Dies könnte in der DSP-Filterung leicht korrigiert werden, aber wenn wir außerhalb der Achse messen (Grafik unten, rote und violette Spuren), sehen wir, dass sich die Kerbe in der Frequenz nach unten bewegt. Wenn wir versuchen, dies mit Filtern zu korrigieren, wird die Korrektur nicht mehr richtig sein, wenn sich der Hörer an eine andere Position im Raum bewegt. Wenn möglich, sollten wir dies akustisch beheben.

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Aus Erfahrung weiß ich, dass diese Art von Problem normalerweise durch eine Reflexion von etwas in der Nähe des Hochtöners verursacht wird. Wenn die reflektierte Schallwelle wieder auf den Originalton trifft, kann es zu Störungen kommen, die zu Unebenheiten oder Einbrüchen in der Ausgabe führen, wie wir oben sehen. Tatsächlich kann dieser Effekt sogar durch Schall von der Außenkante des Treiberkegels verursacht werden, der den Schall aus der Mitte des Kegels stört.

Es steht uns eine Waffe zur Verfügung, die als "Phase-Plug" bezeichnet wird und die höheren Frequenzen eines Hoch- oder Tieftöners beeinflussen kann. Ein Phase-Plug ist im Grunde ein Objekt mit einer bestimmten Form vor dem Treiber, das den Schall dazu zwingt, einen bestimmten Weg zurückzulegen. Wenn wir die Form richtig wählen, können wir sicherstellen, dass der Ton, der ansonsten eine Auslöschung verursacht, entweder blockiert wird oder einen anderen Weg nimmt, damit er nicht stört. Nachfolgend ein paar Beispielbilder:

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Hier habe ich mich mit Blu-Tak und einem 3D-Drucker auf eine Trial-and-Error-Reise begeben!

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Ich begann mit Blu-Tack, um verschiedene Formen zu erstellen, die ich vor dem Hochtöner auf einen dünnen Draht geklebt habe. Auf diese Weise habe ich bestätigt, dass der Interessenbereich beeinflusst und verbessert werden kann. Dann wandte ich mich dem 3D-Drucker zu, um schnell zahlreiche Phase-Plug-Designs zu erstellen und zu testen. 3D-Drucker eignen sich hervorragend für schnelle Iterationsdesigns. Die obige Grafik zeigt, wie signifikant winzige Änderungen in der Form des Phasensteckerdesigns sein können.

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Nachdem ich mich für ein optimales Design entschieden hatte, arbeitete ich es als integralen Bestandteil in den Hauptkörper ein, druckte es erneut und speicherte einige abschließende akustische Messungen für den Export in die Filtergenerierungssoftware.

Schritt 4: Filtergenerierung (Design)

Um den DSP-Filter zu erzeugen, exportieren wir die Rohantwort jedes Treibers, einschließlich der Phasendaten, in ein Programm namens RePhase.

Diese kostenlose Software ermöglicht es uns, den Frequenzgang und die Phase unabhängig zu manipulieren, um einen benutzerdefinierten Filter zu generieren, der unseren Treiber auf die gewünschte Ausgabe korrigiert.

Was ist "Phase"? Einfach erklärt, ist es das Timing des Schalls, der beim Hörer ankommt. Aus verschiedenen Gründen werden nicht alle Frequenzen gleichzeitig von einem Lautsprecher wiedergegeben. Wenn sich beispielsweise Tieftöner und Hochtöner an leicht unterschiedlichen physikalischen Positionen befinden, kann der Klang von einem Treiber früher beim Hörer ankommen als vom anderen. Etwas tiefer gehend, können Aspekte wie elektronische Filter Energie bei einigen Frequenzen länger speichern als bei anderen, was bedeutet, dass hohe Frequenzen früher beim Hörer ankommen als Mitten. Der Unterschied im Timing ist zu klein, um als Verzögerung zu hören, aber er kann die wahrgenommene Klarheit beeinträchtigen, daher ist es schön, dass wir ihn mit DSP korrigieren können.

Wir können alle Aspekte des Filters anpassen, bis wir einen flachen Frequenzgang im gewünschten Durchlassband haben, die Crossover-Filterung bei 800 Hz und dann die Phase und das Timing des Treibers optimieren, um ein genaues Ergebnis zu erzielen. Wir tun dies für jeden Treiber, um eine symmetrische Übereinstimmung zwischen Hochtöner und Tieftöner zu erzielen.

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Wir können dann 'Filterkoeffizienten' erzeugen, die im Grunde Variablen in einer sich wiederholenden mathematischen Gleichung sind, die verwendet wird, um das Tonsignal zu manipulieren. Durch Eingabe unserer sorgfältig generierten Koeffizienten in den DSP können wir das Signal manipulieren, um genau den Klang zu erhalten, den wir aus dem Lautsprecher wollen. Mr. Speaker verwendet 250 Koeffizientensätze oder 'Taps' pro Treiber, um den Klang nach Wunsch abzustimmen.

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Der DSP-Prozessor selbst wird mit einer Software namens Sigma Studio programmiert. Auf diese Weise kann ein Signalfluss mit den gewünschten Funktionen aufgebaut werden, wie z. Der DSP ist zu weitaus komplexeren Aufgaben fähig. Wenn Sie also abenteuerlustig sind, empfehle ich Ihnen, in Sigma Studio zu spielen, um Mr. Speaker auf Ihre eigene Weise anzupassen! Vielleicht fügen Sie etwas Dynamikbearbeitung oder EQ für Ihre spezielle Hörumgebung hinzu?

Die akustische Ausgabe sollte dann mit realen Messungen bestätigt und gegebenenfalls optimiert werden.

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Ich bin super zufrieden mit diesem Ergebnis! Der Phasengang des Tieftöners beginnt unterhalb von etwa 200 Hz zu "kriechen", da der begrenzte Speicher des winzigen DSP die Länge der verwendbaren Filtermathematik begrenzt. Dennoch ist dies ein beeindruckendes Ergebnis!! Ehrlich gesagt ist das eine genauere Frequenz- und Phasenausgabe als die meisten professionellen Studiomonitore:)

Schritt 5: Installieren Sie den DSP-Programmierer (Build)

Dieser Teil besteht hauptsächlich darin, die kostenlose Software Analog Devices Sigma Studio zu installieren und dann die speziellen 'FreeDSP'-Treiber für das Programmierboard zu installieren, die es in Sigma Studio erscheinen lassen (Analog Devices stellen ein Programmierboard her, aber es ist ziemlich teuer, daher der spezielle Treiber, um diesen erschwinglichen zu verwenden).

Laden Sie Sigma Studio herunter und installieren Sie es. Klicken Sie einfach auf Weiter, Weiter..

Laden Sie den FreeDSP-Treiber herunter und entpacken Sie ihn in einen Ordner, den Sie wiederfinden können.

Der Treiber muss mit deaktivierter Microsoft-Treibersignierung installiert werden, da natürlich niemand Microsoft dafür bezahlt hat, ihn zu signieren.

Klicken Sie dazu im Startmenü auf die Schaltfläche Neustart, halten Sie jedoch die linke Umschalttaste gedrückt, während Sie darauf klicken. Wenn der Computer neu startet, sehen Sie einen Bildschirm mit einigen Optionen. Wählen Sie Problembehandlung > Erweiterte Optionen > Starteinstellungen > Neustart.

Wenn der PC neu startet, müssen Sie oben die Nummer 7 auf der Tastatur drücken, um ohne Treibersignatur zu booten.

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Entfernen Sie alle Pin-Jumper von der Programmierplatine. Ich habe zwei Versionen gesehen, eine mit einem einzelnen Jumper, eine mit zwei Jumpern. Alle müssen entfernt werden.

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Zuerst müssen wir eine Datei namens 'ADI_USBi.spt' aus dem Sigma Studio-Installationsordner in den Treiberordner kopieren. Ich nehme an Windows 10 64bit.

Die Sigma Studio-Datei finden Sie hier: Your Drive > Program Files > Analog Devices > Sigma Studio 4.5 > USB Drivers > x64 > ADI_USBi.spt

Den Treiberordner finden Sie hier: YourDrive > freeUSBi-master > SOURCES > DRIVERS > Win10 > x64

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Verbinden Sie das Programmiergerät mit seinem USB-Kabel und öffnen Sie den Geräte-Manager. Klicken Sie dazu auf das Startmenü und geben Sie einfach „Geräte-Manager“ein. Es sollte das Symbol für Sie anzeigen.

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Suchen Sie das "Unbekannte Gerät", das die Programmierplatine sein wird. *Rechts* klicken und 'Treiber aktualisieren' auswählen.

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Wählen Sie „Auf meinem Computer nach Treibersoftware suchen“.

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Klicken Sie nun auf die Schaltfläche 'Durchsuchen' und zeigen Sie auf den Ordner, in dem Sie den Treiber entpackt und die Datei aus Sigma Studio kopiert haben. Klicken Sie auf OK.

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Windows sollte den Treiber finden und fragen, ob Sie ihn wirklich installieren möchten, obwohl er nicht "signiert" ist. Wählen Sie 'Diese Treibersoftware trotzdem installieren'.

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Wir sind fast fertig. Hoffentlich meldet Windows eine erfolgreiche Installation. Ziehen Sie nun die Programmierplatine ab und schließen Sie sie wieder an, um die Treiberinstallation abzuschließen.

Starten Sie Ihren PC neu.

Schritt 6: Programmieren Sie den DSP (Build)

Nachdem Sigma Studio und das Programmierboard installiert sind, können wir das DSP-Programm laden.

Laden Sie das Programm (Link unten) herunter, das ich für das DSP-Board erstellt habe, und entpacken Sie es an einem Ort, an den Sie sich erinnern werden.

Wir müssen die Programmierplatine und die DSP-Platine für die Stromversorgung und Datenübertragung miteinander verbinden. Wenn sich jedes Board einschaltet, fungieren beide als „Master“auf den Datenleitungen. Dies führt zu einem Problem, wenn der Programmierer vor der DSP-Platine eingeschaltet wird.

Ich denke, der einfachste Weg, um sicherzustellen, dass die DSP-Platine zuerst mit Strom versorgt wird, besteht darin, sie direkt an die USB-Stromleitung anzuschließen, während die Programmierplatine durch den blau-weißen Schalter eingeschaltet wird.

Wir benötigen auch die Möglichkeit, die Pins 'WP' und 'GND' vorübergehend miteinander zu verbinden, während wir das Programm speichern. 'WP' ist Schreibschutz. Es ist keine gute Idee, diese dauerhaft verbunden zu lassen, da der Speicher durch zufällige Stromschwankungen oder was auch immer beschädigt werden könnte.

Wir müssen also ein wenig löten und die Drähte wie gezeigt anschließen:

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Verbinden Sie das USB-Kabel mit Ihrem Computer. Wenn das Programmiergerät sofort eingeschaltet wird, müssen Sie es mit dem Schalter ausschalten, dann das Kabel trennen und wieder anschließen. Auf diese Weise wird die DSP-Platine vor dem Programmierer mit Strom versorgt. Nach dem Anschließen und Warten von 5 Sekunden, damit die DSP-Platine booten kann, können wir den Netzschalter am Programmierer drücken.

Öffnen Sie Sigma-Studio.

Öffnen Sie das heruntergeladene Programm.

Es sollte einen Bildschirm wie diesen präsentieren. Hoffentlich hat der USBi eine grüne Farbe, um anzuzeigen, dass die Programmierplatine erkannt wurde. Möglicherweise müssen Sie auf die Registerkarte „Hardwarekonfiguration“klicken, um diesen Bildschirm anzuzeigen.

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Wenn nicht… na ja, kacke. Die Treiberinstallation kann etwas umständlich sein, Sie können es erneut versuchen, wenn Sie an einem anderen USB-Port angeschlossen sind. Überprüfen Sie den Geräte-Manager, um sicherzustellen, dass keine Fehler angezeigt werden. Versuchen Sie, den Programmierer neu zu starten. Gehe in die Foren von diyaudio.com und bitte um Hilfe;)

Vorausgesetzt, dass alles in Ordnung ist, klicken Sie einfach auf die Schaltfläche 'Link Compile Download'. Dadurch wird das Programm in den aktiven Speicher des DSP geladen und ausgeführt. Wenn es funktioniert hat, sollten wir unten rechts auf dem Bildschirm "Aktiv: Heruntergeladen" sehen.

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JEDOCH wird es noch nicht auf dem Speicher der DSP-Platine gespeichert. Wenn Sie also den DSP neu starten, wird er auf das Standardprogramm zurückgesetzt.

Sobald sich das Programm im aktiven Speicher befindet, können wir es an Bord speichern. Klicken Sie dazu mit der rechten Maustaste auf das Feld „ADAU1401“und wählen Sie dann „Neueste Zusammenstellung auf E2PROM schreiben“.

Klicken Sie noch nicht auf 'okay'!

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Damit der Speicher in den Permanentspeicher geschrieben werden kann, muss der Pin 'WP' der DSP-Platine temporär mit 'GND' verbunden werden, nur während das Programm gespeichert wird. Dadurch wird der Schreibschutz des Speichers deaktiviert. Verdrehen Sie diese Drähte jetzt zusammen. Klicken Sie dann auf OK.

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Sobald der Schreibvorgang abgeschlossen ist, sollten Sie die Drähte für 'WP' und 'GND' aufdrehen, um den Speicher zu schützen.

Das ist es! Wenn das DSP-Board aus- und wieder eingeschaltet wird, sollte es automatisch das Programm für Mr. Speaker aus dem Onboard-Speicher laden und ausführen. Sie können jetzt die Drähte entfernen und sich darauf vorbereiten, es in Mr. Speaker zu installieren.

Ich weiß, nur weil Sie 3D-Druck oder Elektronik mögen, bedeutet das nicht unbedingt, dass Sie sich wohl fühlen, mit Computern herumzuspielen. Ich möchte nicht, dass dies die Leute davon abhält, Mr. Speaker zu bauen. Also mache ich Ihnen einen Deal - Wenn Sie versuchen, Ihr DSP-Board zu programmieren und scheitern, können Sie mir das Board in Großbritannien schicken und ich werde es kostenlos programmieren. Aber Sie müssen es zumindest selbst versuchen!

Schritt 7: Montieren Sie die Elektronik (Build)

Das untere Teil von Mr. Speaker ist so konzipiert, dass es die Batterie, die Platinen und die Kabelführung beherbergt. Sie können Drähte durch die Löcher führen, um sie ordentlich zu halten.

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Zum Anbringen der Platinen habe ich doppelseitige Klebepads verwendet. Diese halten die Platinen einige Millimeter von der Basis abgehoben, damit sie nicht vibrieren und gelötete Drähte etwas Platz haben, um durch die Pads zu gehen. Ich habe das gleiche verwendet, um den Batteriehalter zu befestigen.

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Bevor wir alle Drähte verlöten, müssen Sie zunächst die Ausgangsspannung der Reglerplatine einstellen. Auf der Rückseite befinden sich einige Lötpads. Wir müssen einen Lötklecks oder eine kleine Drahtlitze verwenden, um das 'SV' wie gezeigt zu überbrücken (oder soll das 6V lesen?).

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Verbinden Sie nun die Plus- und Minuskabel der Batterie direkt mit den IN+- und GND-Pads des Reglers. Verwenden Sie ein Multimeter, um Volt DC zwischen GND und VO zu messen. Mit einem kleinen Schraubendreher das kleine Drehrad oben rechts auf der Platine justieren und so genau wie möglich auf 5V einstellen. Es ist besser, etwas darunter als darüber zu gehen. Ich glaube, ich habe die Bluetooth-Platine getötet, indem ich ihr 5,3 V gegeben habe. Es war mit 4,8V zufrieden. Sie sind jedoch nicht teuer, also habe ich eine andere gekauft. Sobald die Spannung eingestellt ist, können wir die Batteriekabel trennen und weitermachen.

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Der Zusammenbau der Elektronik ist recht einfach, aber zeitaufwendig. Sie müssen lediglich eine Reihe von Drähten zwischen den Platinen löten, wie in den beiden Bildern 'Power Wiring' und 'Signal Wiring' gezeigt. Ich empfehle 26AWG-Draht.

Die Farbe der Drähte in den Bildern dient nur zur Verdeutlichung und zeigt nicht den Signaltyp usw. an.

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TIPPS:

Der Stromschaltplan zeigt die schwarzen GND-Drähte (Masse / Minus), die jeden Stromkreis und die Batterie mit dem 'GND'-Pad auf der Bluetooth-Platine verbinden. Es ist wichtig, jeden Stromkreis bis zu diesem Punkt zu verdrahten, wie das Diagramm zeigt. Dies wird als „Sternenboden“bezeichnet. Gehen Sie nicht davon aus, dass die Drähte an jedem Punkt zusammengefügt werden können, da die Drähte miteinander verbunden sind, was zusätzliches Rauschen verursachen würde.

Verbinden Sie die Schalter und die Aux-Buchse mit etwas Kabellänge, damit sie später die Befestigungspunkte erreichen können und die Montage nicht zu schwierig ist.

Power-Schalter auf Verstärker 15cmSource-Schalter auf Bluetooth 25cmSource-Schalter auf DSP 25cmSource-Schalter auf Aux-Buchse 20cmLautstärkeschalter auf DSP 25cm

Versiegeln Sie das Loch, durch das die Batteriedrähte verlaufen, mit Tack. Ein Lautsprechergehäuse muss luftdicht sein, damit der Bassport effizient arbeiten kann. Auch kleine Luftlecks können „furzende“Geräusche verursachen.

Sie können den Woofer nacheinander an jeden der Verstärkerausgänge anschließen (nicht gleichzeitig!) und überprüfen, ob Sie einen Ausgang vom Bluetooth-Modul oder der Aux-Buchse hören. Jetzt ist jedoch nicht die Zeit, die Treiber an die Verstärkerplatinen anzuschließen, das werden wir beim letzten Montageschritt tun.

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Schritt 8: Installieren Sie die Treiber (Build)

Mr. Speaker hat Schraubenlöcher, um die Treiber zu montieren, aber sie haben keine Gewindeform. Um die Gewindeform zu erzeugen, müssen wir eine Schraube mit einer Flamme erhitzen und diese vorsichtig in das Loch drücken. Dadurch kann der Kunststoff um die Schraube herum schmelzen und eine Gewindeform bilden. Sobald die Schraube abgekühlt ist, können wir sie lösen, um die Treiber zu installieren.

Erhitzen Sie die Schraube, während sie sich bereits am Ende des Inbusschlüssels befindet. Ich fand 10 Sekunden in der Flamme funktioniert gut. Wenn Sie die Schraube fallen lassen, verwenden Sie eine Zange, um sie aufzunehmen. Seien Sie nicht albern und verbrennen Sie sich!

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Ich empfehle, zumindest für die Hochtöner M3 4mm Schrauben zu verwenden. Diese sind nicht so üblich wie 5mm Schrauben, sollten aber bei eBay oder Amazon erhältlich sein. Denken Sie daran, dass die Dicke des Hochtöners später hinzugefügt wird, damit die Schrauben nicht zu 100% eingesetzt werden müssen.

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Achten Sie bei der Installation der Hoch- und Tieftöner darauf, die mitgelieferte Schaumstoffdichtung zu verwenden, um Luftspalte abzudichten. Sie können den Sechskantschlüssel durch die Schraubenlöcher stecken, um sicherzustellen, dass er ausgerichtet ist, bevor Sie die Schrauben einsetzen.

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Löten Sie die Drähte an die Hochtöner, bevor Sie sie einschrauben. Beachten Sie, dass die Lötfahne mit einer roten Markierung der Pluspol ist. Wenn die Anschlüsse vertauscht sind, ist der Ton falsch.

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Machen Sie dasselbe für den Woofer und notieren Sie sich erneut den Pluspol. Denken Sie an die Dichtung.

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Jetzt müssen wir die Hochtönerschalen hinzufügen, damit die empfindlichen Hochtöner nicht durch den Luftdruck des Tieftöners pulsieren. Fädeln Sie die Hochtönerdrähte durch das Loch auf der Rückseite. Schneiden Sie ein ca. 3 x 12 cm großes Stück Dämpfungsmaterial aus und legen Sie es in die Tasse. Dies hilft, Schallwellen von der Rückseite des Hochtöners zu absorbieren.

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Fügen Sie nun eine Raupe Kontaktkleber auf den Hauptkörper, wo der Hochtöner installiert ist, und auch auf die Hochtönerschale auf. Lassen Sie den Kleber etwa 10 Minuten trocknen. Sobald es etwas trocken ist, können Sie die beiden fest zusammendrücken.

Drücken Sie nicht das Gesicht von Mr. Speaker gegen den Tisch, wie ich es getan habe, die Hochtöner-Phasenplatte ist geknackt!

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Nach dem Einbau der Hochtönerschale muss das Loch auf der Rückseite verschlossen werden. Ich habe Tack verwendet. Stellen Sie sicher, dass es gut abgedichtet ist, selbst ein kleiner Luftspalt kann zu Verformungen führen.

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Schritt 9: Verbinden und schließen (Build)

Du hast es bis zum letzten Schritt geschafft, großartig!

Wir müssen nur die Woofer- und Tweeter-Drähte an die Verstärkerplatinen anlöten, wie in der Abbildung gezeigt. Beachten Sie die positiven und negativen Markierungen auf den Tafeln.

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Es ist jetzt ein guter Zeitpunkt, die Aux-Buchse und den Netzschalter im Hauptgehäuse anzubringen. Ich schlage vor, etwas Epoxidkleber oder Dichtmittel hinzuzufügen, um sie an Ort und Stelle und luftdicht zu halten.

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Kippschalter funktionieren irgendwie rückwärts. Wenn der Hebel nach oben zeigt, werden sie mit den Drähten an den unteren Klemmen verbunden. Beachten Sie daher bei der Installation die Ausrichtung des Kippschalters.

Das Ober- und Unterteil sind beide mit Schnappverbindungen ausgestattet. Sie brauchen also keinen Kleber, um sie zu fixieren, aber ein bisschen Silikon-Dichtstoff ist immer noch eine gute Idee, um sie zu versiegeln, wenn Sie wissen, dass alles in Ordnung ist. Sie können trocken testen.

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Sobald der Boden installiert ist, können die Quellen- und Lautstärkeschalter wieder mit etwas Kleber befestigt werden.

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Es ist eine gute Idee, innerhalb des Hauptkörpers etwas Lautsprecherwatte anzubringen, um Reflexionen von der Rückseite des Tieftöners zu reduzieren. Ich habe ein Stück ca. 15cm x 40cm verwendet.

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Das Oberteil und das Portrohr passen zusammen und es ist eine gute Idee, hier wieder ein wenig Dichtmittel zu verwenden.

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Das Portrohr sollte auf die kleine abgeschnittene Ecke des Oberteils ausgerichtet sein, das ist die Rückseite von Mr. Speaker. Die größere abgeschnittene Ecke ist die Vorderseite.

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Schließlich kann das Oberteil eingerastet werden. Auch hier sollte ein wenig Dichtmittel auf die Fuge aufgetragen werden, sobald Sie wissen, dass alles richtig funktioniert.

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Jetzt ist er fertig!

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Zweiter Preis bei der Audio Challenge 2020