Visualizador de som: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este projeto surgiu após assistir a este vídeo de um youtuber que descreveu uma forma de visualizar o som com um laser. Ele funciona pegando um alto-falante, esticando um balão sobre ele e centralizando um fragmento de espelho no balão. O som é reproduzido através do alto-falante e um apontador laser brilha no espelho. O som faz o espelho vibrar, criando um show de laser. Eu projetei o alto-falante acima para que eu possa misturar frequências e brincar com as várias formas. Como não tenho um alto-falante, achei que essa também seria uma boa oportunidade para aprender como funcionam os sistemas de som e ao mesmo tempo fazer um alto-falante de alta qualidade.

Etapa 1: peças

• Alto falante
• Amplificador de 30 watts
• Breakout USB
• Regulador 5v
• Diodo laser
• Módulo Carregador
• Jack de áudio feminino
• Plugue fêmea 12v (eu salvei o meu de um dispositivo diferente, mas este foi o mais próximo que consegui encontrar)
• Ímãs de 6 mm x 3 mm x 8
• Porca sextavada de 1/4”
• Parafuso sextavado de 1/4”x 1”

• Impressões 3D

  • Alojamento superior x1
  • Caixa Inferior x1
  • Base x1 Kickstand x1
  • Tampa da porta x1
  • Volume Dial x1
  • Botão x1
  • Tampa do botão x1
  • Pin x2
  • Braço Laser x1
  • Laser Head x1

Etapa 2: Montagem (caixa)

1. Solde os fios no terminal do alto-falante (amarelo - positivo: verde - negativo). Aparafuse o alto-falante na metade superior do alto-falante. Empurre os ímãs no lugar. Os ímãs são para conectar a metade superior e a inferior, para atualização. Embora atualmente esteja funcionando com um soquete de 12v, espero atualizá-lo com baterias integradas e bluetooth.
2. Empurre o amplificador pelo orifício frontal. Use a porca que vem com o amplificador para prendê-lo no lugar. Insira os fios do alto-falante nas portas de saída direita ou esquerda.
3. Insira a porca sextavada de 1/4”no slot na lateral da metade superior da caixa.

Etapa 3: Eletrônica

1. Solde quatro fios na saída do soquete de 12v (um par para alimentar o amplificador, o outro para saída USB). Solde uma conexão positiva e negativa do soquete de 12v ao regulador de 5v. O aterramento para o regulador de 5 V e o soquete de 12 V são compartilhados. Solde a saída do regulador para a saída USB.
2. Solde três fios no conector de áudio fêmea. Azul é base, amarelo é esquerdo e verde é áudio direito.

Etapa 4: montagem (fios)

Esta próxima etapa é um pouco complicada. Usei fio 20 awg, mas você pode querer usar um calibre mais fino. Certifique-se de ter um alicate de bico fino.

1. Pegue um fio, amarre um barbante em volta dele e passe-o pela base do alto-falante. Use um alicate para agarrar o fio e puxá-lo pela outra extremidade. Isso pode levar algum tempo, então seja paciente.
2. Com o fio saindo de ambas as extremidades, amarre os fios restantes com o fio e puxe-os pelo orifício da dobradiça.
3. Coloque os soquetes de entrada na face da tampa da porta e coloque cola quente no lugar. Empurre a base do alto-falante e puxe os fios esticados.

Etapa 5: montagem (finalização do alto-falante)

1. Passe os fios pelo pino e encaixe no orifício da dobradiça na lateral da base do alto-falante. Passe os fios pela lateral da caixa do alto-falante.
2. A próxima parte é um pouco perturbadora, mas tenha paciência. Empurre a tampa no pino. Incline-o para que o case se encaixe um pouco melhor na base. Talvez seja necessário dobrar um pouco a base para que o alto-falante se encaixe.
3. Monte o botão para prender a caixa do alto-falante no lugar. Empurre o parafuso sextavado na impressão do botão. Isso é opcional, mas faz com que o botão pareça muito melhor. Passe cola quente no espaço restante da maçaneta e coloque a tampa da maçaneta para esconder tudo.
4. Conecte tudo conforme mostrado acima. Cabos 12v na entrada da placa amplificadora. Para o áudio; amarelo para a esquerda, azul para o solo e verde para a entrada de áudio direita.
5. Coloque ímãs na caixa inferior e encaixe as caixas dos alto-falantes!

Etapa 6: Montagem (laser)

1. Antes de colocar qualquer coisa junto, solde fios mais longos no diodo laser. Passe os fios da cabeça do laser impressa em 3D para o braço e para baixo. Depois de passar os fios, junte as peças.
2. Solde os fios no carregador de íons de lítio. Optei por soldá-los na metade de entrada do módulo do carregador e não na saída. O motivo é o módulo pulsando corrente para sua saída. Isso faz com que o laser faça linhas pontilhadas ao apontá-lo para uma parede. Eu encorajo as pessoas a tentarem de qualquer maneira, já que é muito divertido ver visualmente como a energia é produzida pelo carregador.
3. Acabei prendendo o módulo do carregador na lateral do suporte. Conecte um cabo micro usb ao carregador e à porta USB.
4. Encha um balão para pré-esticá-lo. Corte a parte do pescoço para facilitar o envolvimento do alto-falante. Use fita dupla-face para colar o espelho no balão. Quando ativado, deve ser semelhante ao mostrado acima.

Etapa 7: Resultados: Formas de laser

Como você deve ter visto no vídeo acima, tentei uma série de tons puros para criar diferentes tipos de formas. Fiz vários experimentos e descobri muitas coisas legais sobre ondas e propriedades matemáticas.

Ao usar um aplicativo gerador de frequência no meu telefone, comecei com uma varredura geral de frequências de baixa a alta, até que não consegui ver nenhuma forma perceptível. O corte estava em cerca de 800 Hz (é claro que está sujeito ao volume e à extensão do balão). Em seguida, tentei tocar dois tons puros juntos; 381 Hz e 326 Hz para o primeiro. Para fazer isso, gere um tom puro neste site (cerca de 10 segundos). Arraste e solte seus arquivos de áudio em um software de processamento de som (eu recomendo o Audacity) e toque junto.

Tentei mais duas combinações diferentes e então percebi algo. Quando os tons tocados eram múltiplos de 10, eles eram estáticos. Com isso, quero dizer que o laser percorreu o mesmo caminho repetidamente, criando uma imagem estática. Foi quando eu tentei a combinação 101 + 200 + 300 Hz, com 101 Hz criando um distúrbio. Meu palpite era que 101 Hz criará um padrão de movimento em comparação com a combinação de 100 + 200 + 300 Hz (que ainda era). Eu tinha razão! Era de longe meu padrão favorito.

Isso me levou a tentar as combinações mais simples, sendo perturbado por apenas 1 Hz. Os três sons com 1 Hz incluído criaram um movimento oscilante de uma única forma indo e voltando.

A última música de piano que encontrei online. Achei que seria divertido tentar com música normal. Já experimentei jazz, violino, pop, dubstep e outros tipos de música. De longe, os padrões “mais limpos” foram feitos pelo piano. Isso provavelmente se deve ao fato de cada tecla ter um tom relativamente puro quando tocada. Às vezes, a música do piano criava padrões que eu achei parecidos com a curva de Lissajous. É muito agradável encontrar conexões matemáticas como essas em meus projetos, uma vez que encontrar essas conexões fora das aulas é muito difícil.

Etapa 8: Conclusão

Eu nunca fui uma pessoa de áudio até agora, mas tenho um novo apreço por tudo o que é necessário para fazer os alto-falantes funcionarem. Tudo isso começou a partir de um projeto na minha aula de aprendizado de máquina, onde decidi fazer um alto-falante do zero e tentar a análise de som. Era um alto-falante que funcionava, não soava muito claro. Usei um amplificador LM386 e peças sobressalentes espalhadas. Embora eu não esteja usando meu amplificador personalizado, irei usá-lo em um projeto que envolve a fabricação de um rádio para outro curso na faculdade.

Tenho certeza de que mais projetos de áudio estão no horizonte, visto que estou viciado agora. Seria ótimo torná-lo portátil, conectado por bluetooth e adicionar um segundo alto-falante para uma versão estéreo. Mas, para fazer tudo isso, preciso de dinheiro e tempo. Embora as férias de inverno me dêem tempo para trabalhar em projetos, vou precisar do apoio da comunidade para manter meus projetos em andamento. Se você acha que o que eu faço é informativo, inspirador ou simplesmente legal, por favor, ajude-me usando meu link de afiliado amazon. Faça suas compras normalmente, mas cada item que você compra eu recebo uma pequena propina sem nenhum custo extra para você.

Vice-campeão no Concurso de Óptica