Skocz do zawartości

Pomocna odpowiedź

Po stworzeniu głośnika Bluetooth opartego o wzmacniacz 3W przyszła pora na coś mocniejszego. Celem, jaki chciałem osiągnąć było zwiększenie mocy głośnika i zachowanie jego mobilności. Udało się to osiągnąć ponad 10-krotnie. Głośnik Bodzio (bo tak został nazwany :P) ma moc 35W. Nazwa nie jest przypadkowa, ma nawiązywać do jego drewnianej obudowy, więc przyjął przydomek po sklepie z meblami. Najciekawsze jest w nim to, że został zrobiony z kolumny znalezionej na ulicy 🙂

Przygotowanie

Schemat budowy głośnika Bluetooth nie był mi obcy, gdyż podobny projekt już kiedyś robiłem. Pierwszą rzeczą, jaką trzeba było zrobić to dobór wzmacniacza. Kolumna ma jeden głośnik wysokotonowy i jeden niskotonowy więc wystarczy tutaj wzmacniacz mono. Znalazłem odpowiedni na allegro o mocy 35W. Niestety w wyrzuconej kolumnie nie działał głośnik niskotonowy, więc trzeba było również dokupić odpowiedni, pamiętając, aby jego moc była większa niż wzmacniacza. Wszystkie elementy są wypisane poniżej:

Lista elementów:

  • LM2940 Buck LDO (do zasilania Bluetooth)
  • [6zł] Step Up LM2587 (do ładowania akumulatorów)
  • [5zł] BMS 3S Li-ion
  • Akumulatorki 18650 6 szt.
  • [24zł] Wzmacniacz mono 35W audio TDA8932BT klasa D
  • Złącze jack 3,5mm
  • [5zł] Bluetooth USB audio stereo
  • [13zł] Głośnik niskotonowy (basowy) 4Ω
  • Głośnik wysokotonowy 4Ω
  • Kondensatory: 22uF; 2,2uF
  • Rezystory: 1kΩ ; 10kΩ
  • LED czerwona i zielona
  • Złącze uUSB
  • Potencjometr 50kΩ logarytmiczny
  • [5zł] Przełączniki 2 szt.

Jak zwykle najpierw zabrałem się za rozrysowanie schematu oraz przemyślenie pozycji takich elementów jak potencjometr do regulacji głośności, przełączniki, wejście jack, itp.

Praca

schema.thumb.jpg.70b10e7af78e9d93ab47447d00cc5c55.jpg

Za układ zasilania odpowiada 6 sztuk akumulatorków 18650 z odzysku. Są połączone w pakiet 3S po dwie sztuki, dla zwiększenia napięcia oraz pojemności. Pojemność pojedynczego ogniwa wynosi ok. 2000mAh co daje w sumie akumulator o napięciu 12V i pojemności 4000mAh. Gdybyśmy chcieli taki kupić nowe akumulatorki do takiego pakietu to koszt wyniósłby ok. 45 zł. Proces ładowania i rozładowywania kontroluje BMS. Ważnym założeniem jest ładowanie głośnika z zasilacza 5V przez µUSB, gdyż na imprezie czy, gdziekolwiek poza domem ciężko o zasilanie 12V, a noszenie zasilacza zawsze przy sobie jest uciążliwe i zmniejsza mobilność głośnika, dlatego zdecydowałem się na ładowarkę, jaką mają wszyscy. Można było co prawda umieścić zasilacz sieciowy 12V wewnątrz obudowy, ale trzeba by było kombinować, gdzie ukryć przewód do zasilania, więc ładowanie go przez µUSB było najwygodniejszym sposobem. Napięcie z 5V jest podnoszone dość wydajnym przekształtnikiem Boost zwiększającym napięcie do 12,6V po to, aby pojedyncze ogniwo było naładowane do 4,2V oraz wydajność ładowania był na tyle duża, aby można było ładować i słuchać muzyki jednocześnie. Do linii 5V idącej z zasilacza dodana została LED koloru czerwonego, informująca o tym, że głośnik jest ładowany.

Centralnym punktem schematu jest wzmacniacz, do którego schodzi się większość elementów. Sygnał dochodzi przez potencjometr do regulacji głośności oraz przełącznik SW2 do zmiany pochodzenia sygnału (BT lub jack). Wszystkie masy oczywiście są wspólne i połączone. Za zasilanie modułu Bluetooth odpowiada przetwornica Step Down LM2940, która redukuje napięcie do 5V. Nie jest ona w żaden sposób połączona z linią zasilania. Napięcie ładowania, a zasilania elementów 5V pomimo tej samej wartości odpowiada za zupełnie inne rzeczy i połączenie ich razem spowodowałoby niepotrzebne zamieszanie w układzie. Moduł Bluetooth został podłączony przez SW3 do zasilania i włącza się dopiero w momencie zmiany pochodzenia sygnału.

Na wyjściu wzmacniacza znajduję się głośnik niskotonowy odpowiadający za bass oraz wysokotonowy z filtrem górnoprzepustowym opartym o kondensator 2,2 µF. Wybrałem ten rodzaj filtru, aby uniknąć stosowania rezystora mocy, przez który przechodziłby sygnał do głośnika niskotonowego w przypadku filtra dolnoprzepustowego.

W prawej dolnej części schematu znajduję się jeszcze jeden układ. Łatwo można się domyślić co to jest, ale na razie nie będę zdradzał więcej szczegółów. Zostanie on omówiony, gdy całość (część, za którą odpowiedzialny jest ten układ) zostanie skończona.

IMG_20190302_182950-min.thumb.jpg.f238aa44039666b7332c9b270c67c0cd.jpgIMG_20190302_191306-min.thumb.jpg.64684981b98a199b4e6d32299ab3bc88.jpgIMG_20190317_222009-min.thumb.jpg.787e0992b56a000a143492156157c0bd.jpg

Lutowanie i składanie obudowy

Gdy większość elementów została skompletowana, przyszedł czas w połączenie wszystkiego w całość i sprawdzenie, czy działa .

IMG_20190323_024213-min.thumb.jpg.5ce211f658c46e8f9c97981b022453de.jpgIMG_20190331_182128-min.thumb.jpg.ebf60bcfdd5c0ff45fbde4bd8ed57dbe.jpg

Okazało się, że głośnik gra perfekcyjnie i ma naprawdę dużą moc. Kiedy całość była jeszcze prototypem można było się pobawić np. filtrem górnoprzepustowym, a dokładniej doborem kondensatora. Metodą prób doszedłem do wniosku, że wartość 2,2 µF jest najlepsza. Ze wzoru na częstotliwość graniczną filtru:

f=1/2ΠRC

wychodzi około 18kHz. Jednak w praktyce (nie wiem dlaczego) ta wartość jest mniejsza.

Układ zasilania

Układ ten został dokładnie opisany w przypadku omawiania schematu, wiec tutaj zamieszczę tylko kilka zdjęć. Co do samego łączenia elementów to zlutowane jest tak jak widać na obrazku na dole wpisu, wszystkie ogniwa złączone są taśmą izolacyjna, a całość przyklejone na klej na gorąco w rogu obudowy.

Lutowanie płyty głównej

Schemat PCB jeśli można go tak nazwać został zrobiony symbolicznie, gdyż montaż elementów jest robiony na oko na dużej płytce uniwersalnej. Najważniejsze w tym schemacie są linie łączenia modułów ze sobą. We wszystkich układach dolutowane uprzednio przewody zostały zastąpione goldpinami, dzięki którym można wlutować moduł w płytkę. Wszystkie złącza zostały podpisane.

Został jeszcze problem, jak zamontować płytkę w środku obudowy. Po kilku próbach udało wykombinować mi się coś takiego. Śruba przyklejona do tulei dystansowej, które z kolei zostały przyklejone na klej dwuskładnikowy (klej na gorąco nie trzymał mocno) do obudowy głośnika. Taki montaż ma swój plus, gdyż bardzo łatwo jest wyjąć płytkę z głośnika w celu naprawy lub modernizacji.

IMG_20190331_211845-min.thumb.jpg.4f6d0dc14f4e2be5122ba53b8d9fc1a7.jpg

Montaż elementów w obudowie

Za tą część powinniśmy się zabrać, zanim cokolwiek zamontujemy lub przykleimy w obudowie, gdyż będzie tutaj trochę wiercenia/cięcia co może doprowadzić do przypadkowego uszkodzenia zamontowanych elementów .

Zabieramy się za wywiercenie otworów pod potencjometr, LED'y i przełączniki. Niestety ciężko mi powiedzieć jakim wiertłem wierciłem jaką dziurę, bo nigdzie tego nie zapisałem, więc trzeba dobrać odpowiednią samemu. To samo robimy z otworami na złącze jack i gniazdo ładowania.

IMG_20190323_002110-min.thumb.jpg.e36b97d2cf059522ca22b0de68ef96b9.jpg

Kiedy już mamy wszystkie otwory, oczyszczamy głośnik z zabrudzeń, gdyż będziemy teraz wszystko przyklejać/przykręcać. Zamiast gniazda µUSB montowanego do obudowy użyłem takiego przewodu, ponieważ to było jedyne gniazdo, jakie miałem, które dało się wmontować. Cena gniazd montowanych na obudowę jest dość droga, więc nie kupowałem go.

Zostało jeszcze przymocować głośniki do przedniego panelu. Głośnik niskotonowy został kupiony specjalnie pod otwór po poprzedniku, aby nie bawić się w powiększanie dziury. Natomiast głośnik wysokotonowy został zabrany z jakiejś starej kolumny, która kiedyś dostałem do rozbiórki. W przypadku pierwszego nie było żadnych problemów z montażem. Głośnik pasował idealnie w otwór i miał miejsce na przekręcenie go wkrętami. Z mniejszym głośniczkiem było więcej zabawy. Nie chciałem go wklejać, ponieważ w przyszłości będzie on zastąpiony innym, lepszym zamiennikiem, więc musiał być on również wkręcany. Trzeba było wywiercić w metalowej ramce otaczającej go, dziury na wkręty. Całe szczęście w otwór pod nim mieścił się na styk, więc nie trzeba było nic przerabiać w obudowie 🙂

IMG_20190331_211834-min.thumb.jpg.e255b6dee3aa8d9e755d0c3fcac5afd2.jpgIMG_20190501_165604-min.thumb.jpg.b24c3bab597db3af76dc2ad48b918518.jpgIMG_20190316_175526-min.thumb.jpg.4054cf347d97c31ef8711d2cdc472ca1.jpgIMG_20190316_175538-min.thumb.jpg.96d23c5220a53b38326b7b457f588eef.jpgIMG_20190501_170657-min.thumb.jpg.580b9e20a1c3c546b6009869ae6b7d11.jpg

Składanie obudowy w całość

Zadanie niby proste, a okazało się najtrudniejsze w całym projekcie. Wcześniej głośnik był klejony, ja natomiast nie chciałem tego robić, gdyż, potrzebuje mieć dostęp do wnętrzności, aby móc go rozwijać i modyfikować. Gdyby obudowa była projektowana przez mnie od zera to pewnie nie byłoby problemu, ponieważ zostałoby to przemyślane jeszcze w fazie planowania.

Pierwszym pomysłem było wmontowanie zawiasu (takiego jak w drzwiczkach od szafki) oraz zamknięcia na kluczyk. Chciałem, aby wszystko było ukryte wewnątrz i nie psuło wyglądu głośnika, stąd decyzja o takich rozwiązaniach. Niestety po kupieniu, okazało się, że montaż ich będzie nie lada wyzwaniem. Znalezienie miejsca na zawias wewnątrz obudowy okazało się praktycznie niemożliwe. Podobnie z zamknięciem na kluczyk, trzeba by było dużo pozmieniać, a na końcu i tak by wyszło paskudnie. Tak więc ten pomysł został odrzucony.

Stwierdziłem, że nie ma co kombinować i przykręcę po prostu go na śruby. Mimo prostoty nawet to rozwiązanie przysporzyło problemów. Założenie o niewidoczności mocowań wymagało ukrycia śrub pod osłonką. Nie chce się tutaj już rozpisywać, gdyż liczba podejść była dość duża, więc omówię tylko końcowe rozwiązanie. Na dole panel z głośnikami trzyma się na dwóch śrubach M5 specjalnie uciętych na długość, aby pasowały do osłonki, która od dołu trzyma się właśnie na nich. Natomiast od góry jest jedna śruba na środku, która wkręca się do nagwintowanego uprzednio kątownika. Nie dało się rozwiązać tego tak jak u dołu, ponieważ po bokach są diody i przyciski, a najkrótszy kątownik, jaki znalazłem nachodził na nie. Dodatkowo trzeba było przyciąć górę metalowej otoczki głośnika wysokotonowego, gdyż przeszkadzała ona we wkręceniu śruby.

Uchwyt - projekt 3D

Specjalnie na potrzebę tego głośnika zaprojektowałem uchwyt do noszenia do druku 3D. Jest on dostępny na thingiverse. Dwa wymogi, jakie miała spełnić to: nie psuć designu głośnika, czyli po prostu być w miarę ładna, oraz być składana. Z tymi wytycznymi i zarysem w wyobraźni zabrałem się za projektowanie. O ile sama rączka poszła dość gładko, to głowiłem się trochę jak ukryć mocowania, aby nie rzucały się w oczy. Wymyśliłem chyba dość ciekawą rzecz, a mianowicie przykręcamy dwa małe elementy, w które później wkładamy bolce od rączki (na których się obraca) i na samą górę jeszcze zaślepki, które maskują to wszystko. Myślę, że całość nie wygląda najgorzej, jest elegancka i zajmuje mało miejsca.

Design

Na koniec zostawiłem zaprojektowane naklejki na głośnik opisujące poszczególne funkcje.

Naklejkę zaprojektowałem na wymiar dzięki uprzednio zrobionemu zdjęciu centralnie z góry z linijką w tle. Pozwoliło to odwzorować dokładne wymiary w programie Inkspace.

Plik przygotowany do druku znajduje się w repozytorium (najlepiej na jakimś śliskim papierze, wtedy jakość jest znacznie lepsza). Po wydrukowaniu całość trzeba jeszcze powycinać. Naklejkę widoczną u góry głośnika najpierw obrysowałem cyrklem, a potem wyciąłem według linii ołówka. Całość została przyklejona na taśmę dwustronną i trzyma się bardzo dobrze.

IMG_20190502_101717-min.thumb.jpg.1ff0b35bd1ad92f1cc3f165ee4742dfc.jpgIMG_20190506_100041-min.thumb.jpg.874f822b5566dc32e56335ee4dcd10ec.jpgIMG_20190503_161321-min.thumb.jpg.e9882ab6e15c08293021dc08932b4afa.jpgIMG_20190506_095954-min.thumb.jpg.b9fa98c60d235eb8266594579d9469f3.jpgIMG_20190506_100004-min.thumb.jpg.85f438225602b74394f692d4e48bd9ca.jpg

Podsumowanie:

Jestem bardzo zadowolony z części elektronicznej tego głośnika. Została zbudowana profesjonalnie i nie było z nią żadnych problemów. Całość znajduje się na płytce, która jest zdejmowalna co ułatwia modernizacje. Nic nie jest łączone w pająka, a wszystkie przewody idą do płyty głównej i są podpisane, także podłączenie wszystkiego to zaledwie chwila.

Jakość dźwięku jest bardzo dobra. Z głośnikami takich marek jak JBL (mowa tu o głośnikach o podobnej mocy) nie ma co konkurować, gdyż jakość elementów plus membrany pasywne tworzą nieskazitelną barwę dźwięku, ale wygrywa z nimi na pewno pod względem ceny, która jakby nie patrzeć jest prawie 10 razy mniejsza (55 zł). Natomiast z głośnikami niższych półek jak najbardziej konkuruje 🙂

Wygląd w mojej opinii jest bardzo dobry. Naklejki i rączka są jak najbardziej użyteczne i pasują stylowo do całości. Jedyna rzecz konieczna do wymiany to głośnik wysokotonowy, gdyż ten, który aktualnie się znajduje pochodzi z odzysku i słuchać, że nie jest w najlepszej kondycji.

Przy następnych projektach proces montażu przemyśleć na samym początku jeszcze w fazie planowanie, gdyż rozmieszczenie elementów ma potem wpływ na to, w jaki sposób całość będzie zmontowana i oszczędzi nam sporo czasu.

Plany na przyszłość:

Wymiana głośnika wysokotonowego

Membrany pasywne, aby wzmocnić jakość dźwięku oraz zasłonić dziury z tyłu

Włączanie na wodę

Źródła i linki:

Najnowsza wersja projektu do pobrania pod tym linkiem. Są tam wszystkie pliki niezbędne do wykonania głośnika samodzielnie.

Zapraszam również do wpisu na moim blogu 🙂

Edytowano przez malpiszon
  • Lubię! 2

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Podoba Ci się ten projekt? Zostaw pozytywny komentarz i daj znać autorowi, że zbudował coś fajnego!

Masz uwagi? Napisz kulturalnie co warto zmienić. Doceń pracę autora nad konstrukcją oraz opisem.

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej umieszczając link w temacie zbiorczym. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
Dnia 10.10.2019 o 07:10, malpiszon napisał:

Włączanie na wodę

??? 

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...