Sound Visualizer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Dieses Projekt entstand, nachdem ein Youtuber dieses Video gesehen hatte, der eine Möglichkeit beschrieb, Ton mit einem Laser zu visualisieren. Es funktioniert, indem man einen Lautsprecher nimmt, einen Ballon darüber spannt und ein Spiegelfragment auf dem Ballon zentriert. Der Ton wird über den Lautsprecher wiedergegeben und ein Laserpointer wird auf den Spiegel gestrahlt. Der Ton lässt den Spiegel vibrieren und erzeugt eine Lasershow. Ich habe den Lautsprecher oben entworfen, damit ich Frequenzen mischen und mit den verschiedenen Formen spielen kann. Da ich keinen Lautsprecher besitze, dachte ich, dass dies auch eine gute Gelegenheit wäre, die Funktionsweise von Soundsystemen zu lernen und gleichzeitig einen hochwertigen Lautsprecher herzustellen.

Schritt 1: Teile

• Lautsprecher
• 30 Watt Verstärker
• USB-Breakout
• 5V-Regler
• Laserdiode
• Lademodul
• Weibliche Audiobuchse
• 12v weiblicher Stecker (ich habe meinen von einem anderen Gerät gerettet, aber das war das nächste, was ich finden konnte)
• 6mm x 3mm Magnete x8
• 1/4” Sechskantmutter
• 1/4” x 1” Sechskantschraube

• 3D-Drucke

  • Oberes Gehäuse x1
  • Unteres Gehäuse x1
  • Basis x1 Ständer x1
  • Port-Abdeckung x1
  • Lautstärkeregler x1
  • Knopf x1
  • Knopfabdeckung x1
  • Stift x2
  • Laserarm x1
  • Laserkopf x1

Schritt 2: Montage (Koffer)

1. Lötdrähte an den Anschluss des Lautsprechers anlöten (gelb - positiv: grün - negativ). Schrauben Sie den Lautsprecher auf die obere Hälfte des Lautsprechers. Drücken Sie die Magnete in Position. Die Magnete dienen zum Verbinden der oberen Hälfte und der unteren Hälfte miteinander, um eine Aufrüstung zu ermöglichen. Während es derzeit über eine 12-V-Steckdose läuft, hoffe ich, es mit eingebauten Batterien und Bluetooth aufzurüsten.
2. Schieben Sie den Verstärker durch das vordere Loch. Verwenden Sie die mit dem Verstärker gelieferte Mutter, um ihn festzuklemmen. Stecken Sie die Lautsprecherkabel entweder in die rechten oder linken Ausgangsanschlüsse.
3. Setzen Sie die 1/4-Zoll-Sechskantmutter in den Schlitz an der Seite der oberen Gehäusehälfte ein.

Schritt 3: Elektronik

1. Löten Sie vier Drähte an den Ausgang der 12-V-Buchse (ein Paar zur Stromversorgung des Verstärkers, das andere für den USB-Ausgang). Löten Sie eine positive und negative Verbindung von der 12-V-Buchse zum 5-V-Regler. Die Masse für den 5V-Regler und die 12V-Steckdose werden geteilt. Löten Sie den Ausgang des Reglers an den USB-Ausgang.
2. Löten Sie drei Drähte an die Audiobuchse. Blau ist Masse, Gelb ist links und Grün ist rechts Audio.

Schritt 4: Montage (Drähte)

Dieser nächste Schritt ist ein wenig schwierig. Ich habe 20 AWG-Draht verwendet, aber Sie möchten möglicherweise ein dünneres Messgerät verwenden. Stellen Sie sicher, dass Sie eine Spitzzange haben.

1. Nehmen Sie einen Draht, binden Sie eine Schnur darum und führen Sie ihn durch die Basis des Lautsprechers. Greifen Sie mit einer Zange den Draht und ziehen Sie ihn am anderen Ende heraus. Dies kann einige Zeit dauern, seien Sie also geduldig.
2. Wenn die Schnur an beiden Enden herausragt, binden Sie die restlichen Drähte mit der Schnur zusammen und ziehen Sie sie durch das Scharnierloch.
3. Platzieren Sie die Eingangsbuchsen in der Vorderseite der Anschlussabdeckung und kleben Sie sie mit Heißkleber fest. Drücken Sie in den Lautsprechersockel und ziehen Sie die Drähte straff.

Schritt 5: Montage (Beenden des Lautsprechers)

1. Führen Sie die Drähte durch den Stift und rasten Sie in das Scharnierloch an der Seite des Lautsprechersockels ein. Führen Sie die Drähte durch die Seite des Lautsprechergehäuses.
2. Dieser nächste Teil ist ein wenig beunruhigend, aber ertragen Sie es. Drücken Sie die Abdeckung in den Stift. Winkeln Sie es so an, dass das Gehäuse etwas besser in die Basis passt. Möglicherweise müssen Sie die Basis ein wenig biegen, damit der Lautsprecher passt.
3. Montieren Sie den Knopf zum Festklemmen des Lautsprechergehäuses. Drücken Sie die Sechskantschraube in den Knopfdruck. Dies ist optional, lässt den Knopf jedoch viel besser aussehen. Geben Sie Heißkleber in den verbleibenden Raum des Knopfes und platzieren Sie die Abdeckung für den Knopf, um alles zu verbergen.
4. Verdrahten Sie alles wie oben gezeigt. 12V-Kabel in den Eingang für die Verstärkerplatine. Für das Audio; gelb nach links, blau nach Masse und grün nach rechts Audioeingang.
5. Platzieren Sie Magnete auf dem unteren Gehäuse und schnappen Sie die Lautsprechergehäuse zusammen!

Schritt 6: Montage (Laser)

1. Bevor Sie etwas zusammensetzen, löten Sie längere Drähte an der Laserdiode. Führen Sie die Drähte vom 3D-gedruckten Laserkopf zum Arm und nach unten. Nachdem Sie die Drähte durchgezogen haben, schnappen Sie die Teile zusammen.
2. Löten Sie die Drähte auf das Lithium-Ionen-Ladegerät. Ich habe mich dafür entschieden, sie an die Eingangshälfte des Lademoduls und nicht an den Ausgang zu löten. Grund ist der pulsierende Strom des Moduls für seinen Ausgang. Dadurch erzeugt der Laser gepunktete Linien, wenn er auf eine Wand gerichtet wird. Ich ermutige die Leute, dies trotzdem zu versuchen, da es ziemlich lustig ist, visuell zu sehen, wie Strom vom Ladegerät abgegeben wird.
3. Am Ende habe ich das Lademodul an die Seite des Ständers geklebt. Stecken Sie ein Micro-USB-Kabel in das Ladegerät und den USB-Anschluss.
4. Blasen Sie einen Ballon auf, um ihn vorzudehnen. Schneiden Sie den Halsteil ab, damit er leichter um den Lautsprecher gewickelt werden kann. Verwenden Sie etwas doppelseitiges Klebeband, um den Spiegel auf den Ballon zu kleben. Wenn es eingeschaltet ist, sollte es wie oben aussehen.

Schritt 7: Ergebnisse: Laserformen

Wie Sie vielleicht im obigen Video gesehen haben, habe ich eine Reihe von reinen Tönen ausprobiert, um verschiedene Arten von Formen zu erstellen. Ich habe eine Menge Experimente gemacht und eine Menge cooler Dinge über Wellen und mathematische Eigenschaften herausgefunden.

Durch die Verwendung einer Frequenzgenerator-App auf meinem Telefon begann ich mit einem allgemeinen Frequenzgang von niedrig nach hoch, bis ich keine erkennbaren Formen mehr sehen konnte. Der Ausschnitt lag bei etwa 800 Hz (natürlich abhängig von der Lautstärke und der Dehnung des Ballons). Ich habe dann versucht, zwei reine Töne zusammen zu spielen; 381 Hz und 326 Hz für den ersten. Generieren Sie dazu einen reinen Ton von dieser Website (ca. 10 Sekunden). Ziehen Sie Ihre Audiodateien per Drag & Drop in eine Soundbearbeitungssoftware (ich empfehle Audacity) und spielen Sie zusammen.

Ich habe zwei weitere verschiedene Kombinationen ausprobiert und dann ist mir etwas aufgefallen. Wenn die gespielten Töne Vielfache von 10 waren, waren sie statisch. Damit meine ich, dass der Laser immer wieder denselben Weg zurücklegte und ein Standbild erzeugte. Dann habe ich die Kombination 101 + 200 + 300 Hz ausprobiert, wobei die 101 Hz eine Störung verursachten. Meine Vermutung war, dass die 101 Hz im Vergleich zur 100 + 200 + 300 Hz-Kombination (die immer noch war) ein sich bewegendes Muster erzeugen wird. Ich lag richtig! Es war mit Abstand mein Lieblingsmuster.

Dies führte mich dazu, die einfachsten Kombinationen auszuprobieren, die nur von 1 Hz gestört wurden. Die drei enthaltenen Klänge mit 1 Hz erzeugten eine oszillierende Bewegung einer einzigen Form, die hin und her geht.

Das letzte war Klaviermusik, die ich online gefunden habe. Ich dachte, es würde Spaß machen, es mit normaler Musik zu versuchen. Ich habe Jazz, Geigenmusik, Pop, Dubstep und andere Musikrichtungen ausprobiert. Die mit Abstand „saubersten“Muster wurden vom Klavier gemacht. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass jede Taste beim Spielen relativ rein im Ton ist. Manchmal erzeugte die Klaviermusik Muster, die meiner Meinung nach einer Lissajous-Kurve ähnelten. Es ist sehr erfreulich, solche mathematischen Verbindungen in meinen Projekten zu finden, da es ziemlich schwierig ist, diese Verbindungen außerhalb des Unterrichts zu finden.

Schritt 8: Fazit

Ich war bis jetzt noch nie ein Audio-Mensch, aber ich habe eine neue Wertschätzung für alles, was dazu beiträgt, dass Lautsprecher funktionieren. Dies alles begann mit einem Projekt in meiner Machine-Learning-Klasse, bei dem ich beschloss, einen Lautsprecher von Grund auf neu zu entwickeln und die Klanganalyse auszuprobieren. Es war ein funktionierender Lautsprecher, der nicht besonders klar klang. Ich habe einen LM386-Verstärker und herumliegende Ersatzteile verwendet. Obwohl ich meinen maßgefertigten Verstärker nicht verwende, werde ich ihn für ein Projekt verwenden, bei dem es um die Herstellung eines Radios für einen anderen Kurs am College geht.

Ich bin mir sicher, dass weitere Audioprojekte am Horizont sind, da ich jetzt süchtig bin. Es wäre großartig, es tragbar zu machen, über Bluetooth verbunden und einen zweiten Lautsprecher für eine Stereoversion hinzuzufügen. Aber dafür brauche ich Geld und Zeit. Während die Winterpause mir Zeit gibt, an Projekten zu arbeiten, brauche ich die Unterstützung der Community, um meine Projekte am Laufen zu halten. Wenn Sie der Meinung sind, dass das, was ich tue, informativ, inspirierend oder einfach nur cool ist, unterstützen Sie mich bitte, indem Sie meinen Amazon-Partnerlink verwenden. Erledige deine Einkäufe wie gewohnt, aber für jeden Artikel, den du kaufst, bekomme ich einen kleinen Kickback ohne zusätzliche Kosten für dich.

Zweiter im Optikwettbewerb