DIY Soundbar mit integriertem DSP - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Bauen Sie eine modern aussehende Soundbar aus 1/2 dickem, kerfgebogenem Sperrholz. Die Soundbar verfügt über 2 Kanäle (Stereo), 2 Verstärker, 2 Hochtöner, 2 Tieftöner und 4 Passivstrahler, um die tiefen Frequenzen in diesem kleinen Gehäuse zu verstärken Die Verstärker verfügen über einen eingebauten programmierbaren digitalen Signalprozessor (DSP), mit dem ich 2-Wege-Frequenzweichen, benutzerdefinierte EQs und dynamische Bassverstärkung erstelle. Der DSP-Verstärker verwendet den ADAU1701-Prozessor, der mit Analog Devices SigmaStudio (kostenlose Software) konfiguriert werden kann). Ein separater USBi-Programmierer wird benötigt, um das SigmaStudio-Programm auf den Prozessor herunterzuladen. Sicher bietet ein nicht ganz so herausragendes für 20 $ an, ansonsten kann eine teurere Version von Analog Devices verwendet werden.

Hauptteileliste:

• Tieftöner (x2): Dayton Audio ND91-4
• Hochtöner (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Passive Radiatoren (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Verstärker 1 (Speise Hochtöner): Dayton Audio Kab-215
• Verstärker 2 (woofer speist): Sure Electronics Jab3-250
• Gehäuse: 1/2" dickes Sperrholz (Home Depot)
• Frontblende: 1/2" dickes MDF (Home Depot)

Schritt 1: Kerbbiegen des Gehäuses

Ich wollte ein einzigartiges Gehäuse, das nicht "kastenförmig" aussah, also entschied ich mich für eine Kerbbiegetechnik, um eine nahtlose glatte Kante rund um das Gehäuse zu erzielen. Ich habe mehrere (9 pro Biegung) dünne Schnitte gemacht, die ungefähr 2 mm von der Oberfläche der Sperrholzplatte entfernt enden. Dies ergab eine abgerundete Kante mit einem Biegeradius von ungefähr 1". Das Entfernen von Material von einer Seite des Holzes ermöglicht ein leichtes Biegen des Sperrholzes. Es ist jedoch Vorsicht geboten, da diese Biegung ziemlich zerbrechlich ist. Das Biegen von Kerben erfordert die Kenntnis der Dicke (Schnittfuge) Ihrer Klinge, die Dicke Ihres Materials und den gewünschten Radius. Mit diesen Parametern können Sie die abgetragene Materialmenge (Anzahl der Schnitte), die äußere und innere Bogenlänge (Schnittabstand) berechnen, Kerbbiegerechner gibt es, aber sie haben eine konservative Begrenzung des Biegeradius. Ein Beispiel finden Sie hier:

Schritt 2: Zusammenkleben

Ich habe eine Mischung aus ~ 1: 1 Sägemehl und Holzleim erstellt und damit die Schnitte in jeder Biegung gefüllt. Ich habe versucht, die Leimmischung großzügig aufzutragen, da diese Biegung nicht mehr viel Material hat und die Biegung zerbrechlich ist. Sobald die Klebstoffmischung getrocknet ist, ist die Biegung jedoch ziemlich stark (zumindest stark genug für einen Lautsprecher). Ich habe auch eine halbe Überlappungsverbindung erstellt, mit der das Oberteil mit der Unterseite verbunden wird. Theoretisch könnten Sie ein langes nahtloses Stück haben, das fast 90 lang und schwer zu handhaben wäre. Da der Boden nicht sichtbar ist, habe ich mich dafür entschieden, das Gehäuse in zwei Teile zu teilen und die Fugen unten zu haben.

Schritt 3: MDF-Frontblende herstellen

Ich benutzte einen Tauchfräser und eine Kreisschneidevorrichtung, um die Löcher für jeden Tieftöner und Passivstrahler auszuschneiden. Ich habe einen großen Forstnerbohrer und eine Bohrmaschine für die Hochtönerlöcher verwendet. Ich habe auch ein rundes Bit verwendet, um die Kanten jedes Lochs sowie die Außenkante der Schallwand zu glätten. Ich habe die Hochtöner für eine bessere Abbildung so weit wie möglich voneinander entfernt montiert, aber ich bin mir nicht sicher, wie viel Einfluss das hat.

Schritt 4: Lautsprecher und Stoffverpackung montieren

Um die Schallwand zu vervollständigen, habe ich alle Tieftöner, Passivradiatoren und Hochtöner mit 1/2 Holzschrauben hinten montiert. Die Treiber wurden mit Schaumstoffdichtungen (lose geliefert) geliefert, die bei der hinteren Montage eine schöne Abdichtung erzeugten. Ich habe auch das Loch verwendet Muster auf jeder Dichtung, um meine Pilotschraubenlöcher zu bohren - kein Erraten. Ich bedeckte die Vorderseite der Schallwand mit Stoff (mit Heftklammern befestigt) und verwendete einen klebenden Schaumstoffstreifen, um eine Dichtung zwischen der vorderen Schallwand und dem Gehäuse zu schaffen.

Schritt 5: Hintere Schallwand + Elektronik

Die hintere Schallwand hat eine auf Gehrung geschnittene Kante, die verwendet wird, um eine bündige luftdichte Abdichtung mit dem Gehäuse zu schaffen. Ich habe ein Fase-Bit und einen Frästisch verwendet, um die 45-Grad-Fase zu erstellen, und den gleichen Schaumstoffstreifen zum Erstellen der Dichtung verwendet. Die Elektronik (2 Verstärker, DC-Eingangsbuchse, Stereo-Eingangsbuchse und 2 LEDs) ist alle in der hinteren Schallwand montiert. Die Elektronik ist in einem abgedichteten Hohlraum in der Mitte des Gehäuses montiert, der die linken/rechten Kanäle trennt.

Schritt 6: DSP-Programmierung/Abstimmung

Digitale Signalprozessoren (DSPs) sind in den meisten modernen Consumer-Soundbars weit verbreitet. Ihr größter Vorteil ist, dass sie einen digitalen Eingang akzeptieren und für Mehrkanal-Surround-Sound verwendet werden können. Für dieses Projekt habe ich die analogen Eingänge verwendet, weil sie einfacher zu entwerfen sind. Der Sure Electronics Jab3-250-Verstärker ist mit einem ADAU1701-Prozessor ausgestattet, der über 2 Eingangs-ADCs (Analog-Digital-Wandler) und 4 Ausgangs-DACs (Digital-Analog-Wandler) verfügt. Ich habe zwei Ausgangs-DACs verwendet, um jeden Hochtöner zu speisen, und zwei DACs, um jeden Tieftöner zu speisen. Ein Bild meines grafischen Programms SigmaStudio ist beigefügt und einige der verwendeten wichtigen Blöcke werden unten beschrieben:

Einstellung des Eingangspegels: wird verwendet, um die Eingangslautstärke für jeden Kanal zu verringern. Ich habe festgestellt, dass dies ein kritischer Schritt ist, der erforderlich ist, damit die Dynamic Bass Boost-Funktion funktioniert (später beschrieben).

Parameterischer EQ: Ich habe eine Telefon-App namens "Advanced Spectrum Analyzer" verwendet, um einen Frequenzsweep (20 Hz - 20 kHz) aufzuzeichnen und den Frequenzgang des Lautsprechers ohne Entzerrung grob zu messen. Dies ist nicht der genaueste Ansatz, aber er ist schnell und bietet mir einen guten Ausgangspunkt, ohne in genauere Werkzeuge wie ein Messmikrofon und eine Soundkarte für meinen Laptop zu investieren. Ich plane in Zukunft bessere Messungen durchzuführen und verwende zusätzliche Software wie den Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com), um den richtigen EQ zu berechnen. Im Moment habe ich einen benutzerdefinierten parametrischen EQ erstellt, der die Lautstärke zwischen 500 Hz und 4000 Hz verringert. Meine Ohren nahmen diesen Frequenzbereich lauter wahr als den Rest. Der Lautsprecher klang (für mich) besser, wenn die Lautstärke in diesem Bereich verringert wurde. Vorher- und Nachher-Frequenzgangkurven sind beigefügt. Diese sind keine echte Messung der Reaktion des Lautsprechers und höchstwahrscheinlich sehr ungenau, aber ich habe sie aufgenommen, damit ich hervorheben kann, wie effektiv ein DSP bei der Klangveränderung ist. In den beigefügten Grafiken repräsentiert die orange Linie die aufgezeichnete Spitzenantwort und die weiße Linie den Echtzeitpegel (der ignoriert werden kann).

Frequenzweiche: Ich habe einen Linkwitz-Riley-Filter 4. Ordnung bei 3.000 Hz für den Tiefpassfilter der Tieftöner und den Hochpassfilter der Hochtöner verwendet. Einer der großen Vorteile eines DSP besteht darin, dass er mit Leichtigkeit komplexe Filter wie diesen erstellen kann. Die Herstellung einer passiven Linkwitz-Riley-Frequenzweiche 4. Ordnung würde zusätzliche Komponenten erfordern, die sich leicht zu den Kosten des DSP (35 US-Dollar) summieren könnten.

Dynamic Bass Boost: Der Dynamic Bass Boost-Block bietet einen Boost, der mit dem Eingangssignalpegel variiert: niedrigere Pegel erfordern und empfangen mehr Bass als höhere Pegel. Unter Verwendung eines variablen Q-Filters passt dieser Block die Verstärkung dynamisch an. Damit der Boost funktioniert, muss der Eingangspegel verringert werden. Dies bedeutet, dass der Lautsprecher nicht mehr so laut ist, aber ich glaube, der Kompromiss lohnt sich. Bei 50 W / Kanal gibt es genug Leistung.

Dies ist mein erstes Projekt mit einem DSP und SigmaStudio und ich lerne noch. Ich werde dieses Instructable weiterhin aktualisieren, während ich den Ton verfeinere. Ich hoffe der Aufbau hat euch gefallen!