Barra de som DIY com DSP integrado: 6 etapas (com imagens)

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

Construindo uma barra de som de aparência moderna com madeira compensada dobrada de 1/2 de espessura. A barra de som tem 2 canais (estéreo), 2 amplificadores, 2 tweeters, 2 woofers e 4 radiadores passivos para ajudar a aumentar as baixas frequências neste pequeno gabinete. os amplificadores têm um processador de sinal digital (DSP) programável integrado que eu uso para criar crossovers de 2 vias, EQs personalizados e adicionar reforço de graves dinâmico. O amplificador DSP usa o processador ADAU1701 que é configurável usando Analog Devices SigmaStudio (software gratuito). Um programador USBi separado é necessário para baixar o programa SigmaStudio para o processador. Claro, oferece um não tão estelar por US $ 20, caso contrário, uma versão mais cara da Analog Devices pode ser usada.

Lista de peças principais:

• Woofers (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweeters (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Radiadores passivos (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Amplificador 1 (alimentando tweeters): Dayton Audio Kab-215
• Amplificador 2 (alimentação woofers): Sure Electronics Jab3-250
• Gabinete: compensado de 1/2 "de espessura (Home Depot)
• Defletor frontal: MDF de 1/2 "de espessura (Home Depot)

Etapa 1: Kerf Dobrando o Gabinete

Eu queria um invólucro exclusivo que não parecesse "quadrado", então decidi usar uma técnica de dobra de kerf para obter uma borda lisa contínua em todo o invólucro. Fiz vários (9 por dobra) cortes não passantes de corte fino que terminam a cerca de 2 mm de distância da superfície da folha de madeira compensada. Isso resultou em uma borda arredondada com um raio de curvatura de aproximadamente 1 ". Remover o material de uma face da madeira permite que o compensado seja facilmente dobrado. No entanto, deve-se ter cuidado, pois esta curvatura é bastante frágil. A curvatura Kerf requer o conhecimento da espessura (kerf) de sua lâmina, a espessura de seu material e o raio desejado. Conhecendo esses parâmetros, você pode calcular a quantidade de material removido (número de cortes), comprimentos de arco externo e interno (espaçamento de corte). Para facilitar as coisas, existem calculadoras de dobra de kerf, mas elas têm um limite conservador no raio de dobra. Um exemplo pode ser encontrado aqui:

Etapa 2: colagem

Eu criei uma mistura de pó de serra ~ 1: 1 e cola de madeira e usei para preencher os cortes em cada dobra. Tentei aplicar generosamente a mistura de cola, pois essas dobras não têm muito material sobrando e a dobra é frágil. No entanto, uma vez que a mistura de cola seca, a dobra é bastante forte (pelo menos forte o suficiente para um alto-falante). Também criei uma junta de meia volta que é usada para unir a parte superior à parte inferior. Teoricamente, você poderia ter uma peça longa sem costura que teria cerca de 90 de comprimento e seria difícil de manusear. Como o fundo não é visível, optei por dividir o gabinete em duas partes e ter as juntas na parte inferior.

Etapa 3: Fazendo o defletor frontal de MDF

Usei uma tupia de imersão e um gabarito de corte circular para cortar os orifícios de cada woofer e radiador passivo. Usei uma broca forstner grande e uma furadeira para os orifícios do tweeter. Também usei uma broca arredondada para alisar as bordas de cada orifício, bem como a borda externa do defletor. Montei os tweeters o mais longe possível um do outro para uma melhor imagem, mas não tenho certeza de quanto impacto isso tem.

Etapa 4: montagem de alto-falantes e envoltório de tecido

Para finalizar o defletor, montei na parte traseira todos os woofers, radiadores passivos e tweeters usando parafusos de madeira de 1/2 . Os drivers vieram com juntas de espuma (enviadas soltas) que criaram uma boa vedação na montagem traseira. Também usei o orifício padrão em cada gaxeta para fazer os orifícios do parafuso piloto - eliminando adivinhações. Cobri a frente do defletor com tecido (preso com grampos) e usei uma tira de espuma adesiva para criar uma vedação entre o defletor frontal e o gabinete.

Etapa 5: defletor traseiro + eletrônicos

O defletor traseiro possui uma borda em esquadria que é usada para criar uma vedação hermética nivelada com o gabinete. Usei uma broca de chanfro e uma mesa de roteador para criar o chanfro de 45 graus e usei a mesma tira de espuma para criar a vedação. Os componentes eletrônicos (2 amplificadores, conector de entrada de energia DC, conector de entrada estéreo e 2 LEDs) são todos montados no defletor traseiro. Os componentes eletrônicos são montados em uma cavidade vedada no centro do gabinete, que separa os canais esquerdo / direito.

Etapa 6: Programação / sintonia DSP

Processadores de sinal digital (DSPs) são amplamente usados na maioria das barras de som de consumo modernas. Sua maior vantagem é que eles aceitam uma entrada digital e podem ser usados para som ambiente multicanal. Para este projeto, usei as entradas analógicas porque são mais fáceis de projetar. O amplificador Sure Electronics Jab3-250 está equipado com um processador ADAU1701 que possui 2 ADCs de entrada (conversores analógico-digital) e 4 DACs de saída (conversores digital-analógico). Usei dois DACs de saída para alimentar cada tweeter e dois DACs para alimentar cada woofer. A imagem do meu programa gráfico SigmaStudio está anexada e alguns dos blocos importantes usados são descritos abaixo:

Ajuste do nível de entrada: usado para diminuir o volume de entrada para cada canal. Descobri que esta é uma etapa crítica necessária para que o recurso Dynamic Bass Boost funcione (descrito posteriormente).

Equalizador paramétrico: usei um aplicativo de telefone chamado "Advanced Spectrum Analyzer" para gravar uma varredura de frequência (20Hz - 20kHz) e para medir aproximadamente a resposta de frequência do alto-falante sem qualquer equalização. Esta não é a abordagem mais precisa, no entanto, é rápida e me dá um bom ponto de partida sem investir em ferramentas mais precisas, como um microfone de medição e placa de som para meu laptop. Pretendo fazer medições melhores no futuro e usar software adicional, como o Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com), para me ajudar a calcular o EQ correto. Por enquanto, criei um equalizador paramétrico personalizado que diminui o volume entre 500Hz e 4000Hz. Meus ouvidos perceberam essa faixa de frequência mais alto do que o resto. O alto-falante soou melhor (para mim) com o volume nesta faixa diminuído. As curvas de resposta de frequência antes e depois são anexadas. Estas não são uma medida verdadeira da resposta do alto-falante e muito provavelmente muito imprecisas, mas optei por incluí-los para que possa destacar o quão eficaz um DSP é na alteração do som. Nos gráficos em anexo, a linha laranja representa a resposta de pico registrada e a linha branca representa o nível em tempo real (que pode ser ignorado).

Crossover: usei um filtro Linkwitz-Riley de 4ª ordem definido em 3.000 Hz para o filtro de passagem baixa nos woofers e filtro de passagem alta nos tweeters. Um dos grandes benefícios de um DSP é que ele pode criar filtros complexos como esse com facilidade. Fazer um crossover Linkwitz-Riley passivo de 4ª ordem exigiria componentes adicionais que poderiam facilmente aumentar o custo do DSP ($ 35).

Reforço dinâmico de graves: o bloco Reforço dinâmico de graves fornece um aumento que varia com o nível do sinal de entrada: os níveis mais baixos requerem e recebem mais graves do que os níveis mais altos. Usando um filtro Q variável, este bloco ajusta dinamicamente a quantidade de aumento. O nível de entrada deve ser diminuído para que o impulso funcione. Isso significa que o alto-falante não é mais tão alto, no entanto, acredito que vale a pena compensar. Em 50W / canal, há bastante potência.

Este é meu primeiro projeto com um DSP e SigmaStudio e ainda estou aprendendo. Vou continuar a atualizar este Instructable enquanto faço o ajuste fino do som. Espero que tenha gostado da construção!