LIGHT BOX - um alto-falante Bluetooth portátil com medidor Vu: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

O que eu fiz é uma unidade de alto-falante estéreo portátil associada a um medidor VU (ou seja, medidor de unidade de volume). Também consiste em uma unidade de áudio pré-construída que permite conectividade Bluetooth, porta AUX, porta USB, porta para cartão SD e rádio FM, controle de volume, opção de seleção de música anterior e posterior e, finalmente, consiste em um pequeno controle remoto também. Enquanto o medidor VU consiste em 19 faixas de LED posicionadas horizontalmente (cada faixa consiste em 9 LEDs individuais). O fornecimento de energia é feito com um adaptador 12V, 1A. Todo o conjunto é encerrado em um recipiente cilíndrico transparente para alimentos.

A caixa de luz consiste em 4 unidades principais

1) A placa de circuito do amplificador de 6 W com reguladores de tensão de 12 V e 5 V

2) A placa de circuito do vu meter

3) A unidade de áudio (consiste em Bluetooth, Porta Aux. Etc.)

4) Dois alto-falantes (7w 8ohm cada)

Vamos começar

Etapa 1: a unidade amplificadora junto com o IC regulador 7805 e 7812

Aqui eu construí um circuito de amplificador de ponte de 6 W (tipo estéreo) com alimentação de 12 V que pode oferecer maior desempenho enquanto assiste a filmes em laptops. O amplificador está associado ao IC LA4440 facilmente disponível. O dissipador de calor adequado deve ser conectado ao IC antes de seu uso (usei um canal quadrado de alumínio com 6 cm de comprimento, 2 cm de largura e 2 cm de largura). Ele pode ser usado como um amplificador estéreo de 6W ou mono de 19W e usei o circuito estéreo. A qualidade do som do IC é boa, mas a resposta dos graves é média. O diagrama de circuito da folha de dados e o layout do PCB que eu projetei também estão anexados ao artigo.

Junto com a placa de amplificador, também usei o regulador IC 7805 e 7812. A entrada para todos os circuitos é alimentada por esses ICs. O circuito do amplificador e o medidor de vu são alimentados pelo 7812, enquanto a unidade Bluetooth é alimentada pelo 7805. Embora não seja necessário, minha caixa de luz também consiste em um ventilador de refrigeração, alimentado pelo 7812. Os CIs reguladores devem ser conectados com um pequeno dissipador de calor (tipo barbatana com 2cm de altura, 1,5cm de largura, 1,1cm de largura).

Os terminais no layout PCB da placa amplificadora

Usei o software Express PCB para criar o layout do PCB e o método de transferência de toner para fazer o PCB.

No lado esquerdo - esquerdo, direito e terra indicam os terminais para entrada de áudio. O aterramento é comum tanto para a entrada de áudio quanto para a saída dos alto-falantes.

NOTA - as entradas de áudio são fornecidas por meio de um potenciômetro duplo de 10k para o balancim de volume.

No centro - spk 1 e spk 2 indicam os terminais dos 2 alto-falantes. Como mencionado acima, o terreno é comum.

No lado direito - + 12v e -12v indica a fonte de alimentação do adaptador de 12v. O aterramento para vu meter e Bluetooth pode ser obtido da linha de alimentação de negative12v. + 12v para vu meter e ventilador de refrigeração (opcional) pode ser obtido do 7812 IC (nomeado como + vu). + 5v para unidade de áudio Bluetooth pode ser obtido de 7805 IC (denominado Bluetooth +).

NOTA - os terminais de entrada + ve de ambos os CIs 7812 e 7805 devem ser conectados junto com um fio externo. Indicado pela linha verde no layout do PCB.

Os dissipadores de calor devem ser conectados aos ICs LA4440, 7812, 7805.

NOTA - Uma vez que a placa PCB é fixada dentro do contêiner, é impossível soldar a conexão na placa, então eu soldei o fio (que é um pouco mais longo do que o comprimento da placa) a todos os terminais dos quais as conexões são feitas e todos os fios são tirada acima do lado não cobre e colada a quente para ficar nas posições. Os fios também são etiquetados para evitar confusões na montagem final.

NOTA - Ao rotular, o que eu quis dizer foi escrever o texto (como '+ v para vu' ou 'pino nº 1') em um pedaço de papel muito pequeno e, em seguida, colá-lo no fio com fita adesiva transparente de modo que o texto fique visível.

NOTA - O lado posterior, ou seja, o lado de cobre do PCB, é coberto com uma fina folha de plástico com a ajuda de uma pistola de cola para evitar qualquer curto-circuito.

Etapa 2: O VU METER

O medidor vu é baseado no IC LM3915N. Este IC é dedicado para circuitos de vu meter e também fornece 2 tipos de padrão de iluminação, ou seja, o modo de ponto e barra para as tiras de led, é discutido nas seções posteriores. O IC consiste em 18 pinos, onde o pino no. 1 e os pinos nos. de 10 a 18 (totalizando 10 pinos) são os sinais de saída para os LEDs. Na verdade o circuito é para 10 LEDs simples, mas encontrei um circuito na internet, no qual o circuito é modificado com transistores adicionais que permitem que o circuito tenha uma capacidade muito maior de LEDs. Mas aqui, devido a limitações de tamanho, coloquei 19 tiras de LED, cada uma contendo 9 LEDs (o que perfaz um total de 171 LEDs). O diagrama de circuito e o layout do PCB estão incluídos neste artigo. Como o amplificador, a unidade Bluetooth, a ventoinha de resfriamento e o medidor VU devem ser satisfeitos com a alimentação de 12 V 1A, a colocação de mais de 200 LEDs pode causar o problema de obter o requisito de corrente adequado.

Os terminais no layout PCB do VU mete

Consiste em um IC LM3915N de 18 pinos e dez transistores 2N3906. O medidor VU precisa de duas entradas. Uma entrada de áudio e uma entrada de tensão de 12v.

No lado esquerdo, a entrada de áudio L / R indica que o sinal de áudio do canal esquerdo ou direito do amplificador pode ser conectado a ele. O sinal de aterramento pode ser conectado abaixo dele. NOTE que o vu meter não funciona com os sinais de áudio diretos de dispositivos de música, em vez disso, os sinais após a amplificação (ou seja, da saída do amplificador) devem ser fornecidos como entrada de áudio. Tirar a entrada de áudio de qualquer um dos alto-falantes é a melhor opção.

No centro - pino no. 6 do IC deve ser conectado com a saída + ve do potenciômetro 47k. Este potenciômetro é usado para alterar o nível de resposta do display LED do medidor VU. Pin no. 9 é o pino de alternância, que permite alternar entre os modos ponto e barra. Se o pino 9 flutuar livremente, será o modo de ponto, se o pino não. 9 está conectado a + 12v, em seguida, exibirá o modo de barra. As conexões de alternância são rotuladas no layout do PCB. Um interruptor bidirecional pode ser usado para essa finalidade.

No lado direito - As dez + ve saídas para as faixas de LED são numeradas no lado direito. O aterramento para todas as faixas de LED no medidor vu é comum e pode ser obtido da seção retangular denominada aterramento.

NOTA - Uma vez que a placa PCB é fixada dentro do contêiner, é impossível soldar a conexão na placa, então eu soldei o fio (que é um pouco mais longo do que o comprimento da placa) a todos os terminais dos quais as conexões são feitas e todos os fios são tirada acima do lado não cobre e colada a quente para ficar nas posições. Os fios também são etiquetados para evitar confusões na montagem final.

NOTA - No caso do medidor VU, os 10 fios de saída para os LEDs devem ser devidamente identificados. Rotulagem de acordo com o pino correspondente no. do IC será uma boa opção. Temos pin no. 1 e o pino nº de 10 a 18.

NOTA - O lado posterior, ou seja, o lado de cobre do PCB, é coberto com uma fina folha de plástico com a ajuda de uma pistola de cola para evitar qualquer curto-circuito.

Etapa 3: ARRANJO DA TIRA DE LED

A ideia era organizar as tiras em um tubo de PVC semicircular e, em seguida, colocar toda a unidade dentro do recipiente transparente. O recipiente transparente que usei tinha um diâmetro um pouco acima de 4 polegadas e um comprimento de cerca de 18,5 cm. Então, usei um tubo de PVC padrão de 4 polegadas de diâmetro com 17 cm de comprimento e cortei-o ao meio verticalmente. As tiras de LED (tiras de 12 V) são dispostas uma acima da outra sobre o tubo de PVC semicircular sem nenhum espaço entre as tiras. Usei uma combinação de tiras de LED azuis e vermelhas de forma que as 12 tiras de LED da parte inferior sejam azuis e as restantes vermelhas. Como as tiras são fornecidas com adesivo adesivo na parte traseira, foi fácil alinhá-las. Devido às limitações de tamanho, eu só poderia ter 19 faixas de LED posicionadas horizontalmente (cada faixa consiste em 9 LEDs individuais). Todos os terminais –ve (terra) das tiras de LED são conectados entre si usando pequenos pedaços de fios de forma que finalmente eu poderia obter um único fio terra conectando todos os terminais –ve das tiras. Uma vez que existem apenas 10 saídas do IC, é melhor conectar duas tiras adjacentes em paralelo e a última 19ª tira não emparelhada é conectada individualmente. Então, finalmente consegui obter um fio positivo de cada par e perfazendo um total de 10 + ve fios de terminal e 1 fio de aterramento comum. Todos esses fios são soldados em uma extremidade das tiras (ou seja, no lado esquerdo ou direito) e os fios são fixados corretamente na parte traseira usando uma pistola de cola. Esses fios são identificados de cima para baixo como 1, 2 … até 10. Certifique-se de que eles estejam identificados de cima para baixo, caso contrário, o display da VU funcionará na direção inversa.

NOTA - Certifique-se de que todas as tiras estejam funcionando corretamente, operando separadamente cada terminal com uma alimentação de 12 Vcc.

Como as tiras consistem em resistores entre os LEDs, usei uma fita isolante preta para esconder as tiras de forma que apenas os LEDs fiquem visíveis. Embora seja demorado, vale a pena fazer e cria um bom apelo. Você terá uma ideia melhor assim que ver a imagem do arranjo.

Etapa 4: O RECIPIENTE TRANSPERENTE

Como o painel LED é colocado dentro do contêiner, é importante ter um contêiner transparente também para facilitar a fixação das placas de circuito impresso e alto-falantes durante a montagem final. O diâmetro do recipiente era um pouco acima de 4 polegadas e o comprimento era de cerca de 18,5 cm. Possui uma tampa superior tipo rosca. A unidade principal que inclui dois potenciômetros, 3 interruptores e a unidade de áudio Bluetooth estão dispostos na tampa do recipiente. Portanto, escolha um contêiner com espaço de cabeça adequado para esses arranjos. É melhor escolher o contêiner depois que todas as outras coisas estiverem prontas. A metade frontal do contêiner é usada para a tela de LED e a metade traseira tem orifícios para os alto-falantes.

Fazer os orifícios ou as grades do alto-falante no contêiner é um processo demorado. Dê uma olhada nas grades do meu contêiner. O que eu fiz foi, pesquisei no Google para ver diferentes padrões de grades de alto-falantes e imprimi um apropriado em papel tamanho A4. Depois de corrigir temporariamente esta imagem de layout na parte de trás do contêiner usando fita adesiva, usei ferro de solda para derreter o plástico para formar os orifícios no layout e, em seguida, usei uma tesoura para expandir e formar o orifício correto. Retire o plástico extra que sai do orifício usando uma faca de corte. Usar a máquina de perfuração é a opção mais rápida, mas meu contêiner estava rachando durante a perfuração e mudei para a outra opção.

Além disso, uma porta de alimentação (porta fêmea para adaptador de 12 V) deve ser fixada na parte inferior do contêiner. Como é mais provável que o porto se mova após algum tempo, tomei cuidado especial durante sua fixação. Eu o fixei em uma pequena placa de PCB e soldei os terminais + ve e -ve com fios. Os fios e a porta são novamente fixados com resina dura (usei resina de vedação M). Além disso, fiz 2 furos na placa PCB, para que eu pudesse fixá-la firmemente na base do contêiner usando porcas e parafusos. Dê uma olhada no porto na seção de fotos.

Etapa 5: A UNIDADE PRINCIPAL SUPERIOR

A unidade principal consiste em 2 potenciômetros, 3 interruptores e uma unidade de áudio Bluetooth

Os potenciômetros usados são 10K (volume rocker para amplificador) e 47K (para vu meter)

Os interruptores usados são

Um para ligar / desligar a fonte de alimentação principal

Um para ligar / desligar o medidor VU

Um interruptor (interruptor de duas vias) para exibição de ponto / barra do medidor VU

Faça orifícios e fendas apropriados na parte superior da tampa para encaixar os itens mencionados acima.

Fixe os interruptores, potenciômetros usando pistola de cola. Usar pequenos pedaços de plástico para apoiá-lo e, em seguida, usar cola quente pode melhorar a resistência física da colagem. Normalmente, a unidade de áudio Bluetooth vem com orifícios de parafuso para fixá-la, use-a para consertá-la. Também usei uma pequena folha de plástico e uma pistola de cola quente para cobrir a unidade de áudio depois de retirar todos os fios de seus terminais. Dê uma olhada na foto da minha unidade principal.

Etapa 6: A MONTAGEM FINAL

Agora temos as 2 placas PCB (LA4440 e LM3915N), 2 alto-falantes, a unidade principal e o contêiner. Certifique-se de que a porta de alimentação esteja fixada ao contêiner antes de fixar os outros arranjos mencionados abaixo.

Agora os alto-falantes devem ser fixados corretamente. Fixar diretamente os alto-falantes ao contêiner será difícil, então é melhor fixar os dois alto-falantes em uma superfície rígida (seja em um compensado fino ou em uma placa de plástico). Peguei uma placa de plástico rígido na parte de trás de uma moldura de espelho, desenhei o layout do alto-falante e cortei de forma que os dois alto-falantes pudessem caber dentro dele. Em seguida, fixada na folha com porcas e parafusos.

NOTA - Na seção da imagem, o alto-falante é fixado em uma seção menor do tubo de PVC. Esta foi minha primeira ideia, mas a pior coisa sobre o PVC é que ele se dobra muito quando é apertado com porcas e parafusos e não pode ser fixado corretamente. Então, eu a substituí por uma ideia de placa de plástico mais rígida e menos flexível para consertar os alto-falantes. Infelizmente não consegui tirar a foto da versão em placa de plástico. A foto da versão em PVC serve apenas para dar uma ideia do setup.

NOTA - Antes de fixar os alto-falantes no contêiner, certifique-se de soldar os fios dos alto-falantes. O aterramento pode ser comum para ambos os alto-falantes, então finalmente temos 3 fios. Dois fios de sinal individuais para os dois alto-falantes e um fio de aterramento comum.

Toda essa placa foi então colocada dentro do contêiner e aparafusada à superfície curva do contêiner na parte superior e inferior. Como os alto-falantes eram pesados, é importante prender a placa também na parte inferior. Para isso usei pequenos grampos em L de alumínio com orifícios em ambos os lados perpendiculares. Um lado da braçadeira é fixado à placa com porca e parafuso. Já do outro lado uma porca foi fixada no topo do furo com a ajuda de uma pistola de cola. Agora, usando um parafuso, a placa pode ser fixada a partir do fundo do contêiner, após fazer o orifício apropriado no fundo do contêiner. A braçadeira L e a vista inferior são adicionadas na seção de fotos.

Da mesma maneira, o amplificador e a placa do medidor de vu são fixados na parte inferior usando grampos L. Se possível, usar grampos em L longos ou tiras de plástico podem ser fixados na parte superior da placa para que possam ser usados para fixar à superfície curva do recipiente. Se necessário, um pequeno ventilador de refrigeração pode ser colocado dentro do recipiente próximo à grelha e de frente para o dissipador de calor com a ajuda de parafusos.

Etapa 7: AS CONEXÕES FINAIS

Portanto, na seção de montagem final, instalamos a porta de alimentação, a placa do amplificador, a placa do vu meter, a seção de PVC com o display LED e, por fim, o ventilador de resfriamento.

Uma vez que todos os fios são derivados das placas de circuito, não temos mais soldas nas placas. Só precisamos conectar os fios apropriados, soldar os fios, isso tudo. Certifique-se de que os fios após a soldagem estejam devidamente protegidos com uma fita isolante. Leve todos os fios para o lado superior para fazer as conexões.

Comece primeiro com a placa de circuito do amplificador

1) O sinal de entrada (esquerdo, direito e solo) da unidade Bluetooth está conectado a um potenciômetro duplo (10k). A partir do potenciômetro, conecte à esquerda, direita e terra da placa de amplificação. Todos os terminais de aterramento são comuns. Se a unidade de áudio suportar rádio FM, certifique-se de soldar um fio (cerca de 18 cm) no terminal especificado, que atua como uma antena.

2) Conecte os terminais de saída de áudio spk1, spk2 na placa do amplificador aos alto-falantes.

3) Conecte a linha de alimentação de 12 V da porta de alimentação aos terminais 12 V e -12 V na placa do amplificador.

4) conecte a linha de alimentação 5v à unidade de áudio Bluetooth dos terminais Bluetooth + ve e Bluetooth –ve

Agora, a placa do medidor VU

5) Conecte os terminais + VU e terra para vu meter (na placa de amplificador) ao pino de entrada positiva e terra de um potenciômetro 47k respectivamente. Conecte o pino de saída positivo e o pino negativo do potenciômetro aos terminais pino 6 e aterramento, respectivamente (na placa do medidor VU). Um switch pode ser colocado na linha negativa. Do pino de entrada positiva do potenciômetro 47k, conecte-se ao terminal de alimentação + 12v.

6) Conecte os 2 terminais de alternância a uma chave bidirecional.

NOTA - se o pino 9 se estiver flutuando à esquerda, exibe o modo de pontos e se conectado a uma fonte de + 12v exibe o modo de barra.

7) Os números de pinos 1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 (na placa do medidor VU) são conectados aos fios rotulados 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 (no display de Led) respectivamente.

NOTA - a identificação do display de LED é feita de cima para baixo como 1, 2,.. até 10. O fio terra comum é conectado ao terra do terminal.

Depois que todas as conexões forem feitas, fixe a unidade superior usando parafusos ou porcas e parafusos. O que fiz foi furos na tampa e no topo do recipiente e fixei uma porca no interior do recipiente com cola quente. Outra porca é fixada no lado oposto. Depois de colocar a tampa, aperto o parafuso por fora.

Etapa 8: SOBRE O PROJETO …

Minha primeira tentativa foi apenas fazer um circuito amplificador estéreo de 2,5 W e fiquei desapontado com a qualidade do som. Então eu tentei o circuito amplificador de 6W com LA4440 IC e acabou sendo um bom. Como havia mais espaço sobrando no contêiner, pensei em adicionar algo aos alto-falantes e avancei com a ideia do vu meter. Este projeto é ideal para música e assistir filmes em laptops. Como mencionei, a resposta do baixo é média, então aqueles caras que precisam de um baixo mais alto podem substituir o amplificador por um adequado. comprar placas de amplificador pré-construídas também pode tornar este projeto muito simples. Tenho muitas sugestões para usar a placa PAM 8403, que é uma placa de amplificador estéreo de 3W (usando fonte de 5v) e pode oferecer um desempenho melhor. Mas pensei em construir o meu próprio.

então é isso, meus amigos, este é meu primeiro instrutível, então, por favor, me ajudem a melhorar dando suas sugestões e perguntas valiosas.

Obrigado

Etapa 9: ANEXOS PARA CIRCUITO AMPLIFICADOR

Etapa 10: ANEXOS PARA CIRCUITO DE MEDIDOR VU

Vice-campeão no Desafio Make Noise