Soundbar fai da te con DSP integrato: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Costruire una soundbar dall'aspetto moderno in compensato piegato da 1/2 di spessore. La soundbar ha 2 canali (stereo), 2 amplificatori, 2 tweeter, 2 woofer e 4 radiatori passivi per aumentare le basse frequenze in questo piccolo cabinet. Uno dei gli amplificatori hanno un processore di segnale digitale (DSP) programmabile integrato che utilizzo per creare crossover a 2 vie, equalizzatori personalizzati e aggiungere un boost dinamico dei bassi. L'amplificatore DSP utilizza il processore ADAU1701 che è configurabile utilizzando Analog Devices SigmaStudio (software gratuito È necessario un programmatore USBi separato per scaricare il programma SigmaStudio sul processore. Sicuramente offre uno non così eccezionale per $ 20, altrimenti è possibile utilizzare una versione più costosa di Analog Devices.

Elenco delle parti principali:

• Woofer (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweeter (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Radiatori passivi (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Amplificatore 1 (alimentazione tweeter): Dayton Audio Kab-215
• Amplificatore 2 (alimentazione woofer): Sure Electronics Jab3-250
• Involucro: compensato spesso 1/2" (Home Depot)
• Deflettore anteriore: MDF spesso 1/2" (Home Depot)

Passaggio 1: piegatura del taglio dell'involucro

Volevo un recinto unico che non sembrasse "squadrato", quindi ho deciso di utilizzare una tecnica di piegatura del taglio per ottenere un bordo liscio senza soluzione di continuità tutto intorno al recinto. Ho eseguito diversi tagli non passanti (9 per piega) a taglio sottile che terminano a circa 2 mm di distanza dalla superficie del foglio di compensato. Ciò ha prodotto un bordo arrotondato con un raggio di curvatura di circa 1". La rimozione del materiale da una faccia del legno consente di piegare facilmente il compensato. Occorre tuttavia prestare attenzione poiché questa curvatura è piuttosto fragile. La piegatura del taglio richiede la conoscenza dello spessore (kerf) della tua lama, lo spessore del tuo materiale e il raggio desiderato. Conoscendo questi parametri, puoi calcolare la quantità di materiale rimosso (numero di tagli), le lunghezze dell'arco esterno e interno (spaziatura di taglio). Per semplificare le cose, esistono calcolatori di piegatura del taglio ma hanno un limite conservativo sul raggio di piegatura. Un esempio può essere trovato qui:

Passaggio 2: incollare insieme

Ho creato una miscela di ~ 1: 1 segatura e colla per legno e l'ho usata per riempire i tagli in ogni curva. Ho provato ad applicare generosamente la miscela di colla poiché queste curve non hanno molto materiale rimasto e la piega è fragile. Tuttavia, una volta che la miscela di colla si asciuga, la curvatura è abbastanza forte (almeno abbastanza forte per un altoparlante). Ho anche creato un giunto a mezzo giro che viene utilizzato per unire il pezzo superiore a quello inferiore. In teoria potresti avere un pezzo lungo senza cuciture che sarebbe lungo quasi 90 e difficile da maneggiare. Poiché il fondo non è visibile, ho deciso di dividere l'involucro in due pezzi e di posizionare le giunture sul fondo.

Passaggio 3: creazione del deflettore anteriore in MDF

Ho usato un router a tuffo e una maschera di taglio circolare per tagliare i fori per ogni woofer e radiatore passivo. Ho usato una punta Forstner grande e un trapano a colonna per i fori del tweeter. Ho anche usato una punta arrotondata per appianare i bordi di ciascun foro e il bordo esterno del deflettore. Ho montato i tweeter il più lontano possibile l'uno dall'altro per una migliore immagine, ma non sono sicuro di quale impatto abbia avuto.

Passaggio 4: montaggio degli altoparlanti e dell'involucro in tessuto

Per finire il deflettore, ho montato tutti i woofer, i radiatori passivi e i tweeter sul retro utilizzando viti per legno da 1/2 . I driver sono forniti con guarnizioni in schiuma (spedite sciolte) che hanno creato una buona tenuta durante il montaggio posteriore. Ho anche usato il foro modello su ciascuna guarnizione per praticare i fori delle viti pilota, eliminando le ipotesi. Ho coperto la parte anteriore del deflettore con del tessuto (attaccato con graffette) e ho utilizzato una striscia di schiuma adesiva per creare un sigillo tra il deflettore anteriore e l'involucro.

Passaggio 5: deflettore posteriore + elettronica

Il deflettore posteriore ha un bordo smussato che viene utilizzato per creare una chiusura ermetica a filo con l'involucro. Ho usato una punta per smusso e una fresatrice per creare lo smusso a 45 gradi e ho usato la stessa striscia di schiuma per creare il sigillo. L'elettronica (2 amplificatori, jack di ingresso alimentazione CC, jack di ingresso stereo e 2 LED) sono tutti montati nel deflettore posteriore. L'elettronica è montata in una cavità sigillata al centro della custodia che separa i canali sinistro/destro.

Passaggio 6: programmazione/sintonizzazione DSP

I processori di segnale digitale (DSP) sono ampiamente utilizzati nella maggior parte delle moderne soundbar consumer. Il loro più grande vantaggio è che accettano un ingresso digitale e possono essere utilizzati per il suono surround multicanale. Per questo progetto, ho usato gli ingressi analogici perché sono più facili da progettare. L'amplificatore Sure Electronics Jab3-250 è dotato di un processore ADAU1701 che dispone di 2 ADC di ingresso (convertitori analogico-digitale) e 4 DAC di uscita (convertitori digitale-analogico). Ho usato due DAC di uscita per alimentare ogni tweeter e due DAC per alimentare ogni woofer. L'immagine del mio programma grafico SigmaStudio è allegata e alcuni dei blocchi importanti utilizzati sono descritti di seguito:

Regolazione del livello di ingresso: utilizzato per diminuire il volume di ingresso per ciascun canale. Ho scoperto che questo è un passaggio fondamentale necessario per il funzionamento della funzione Dynamic Bass Boost (descritta più avanti).

EQ parametrico: ho utilizzato un'app per telefono chiamata "Advanced Spectrum Analyzer" per registrare uno sweep di frequenza (20Hz - 20kHz) e per misurare approssimativamente la risposta in frequenza dell'altoparlante senza equalizzazione. Questo non è l'approccio più accurato, tuttavia, è veloce e mi dà un buon punto di partenza senza investire in strumenti più accurati come un microfono di misurazione e una scheda audio per il mio laptop. Ho intenzione di effettuare misurazioni migliori in futuro e di utilizzare un software aggiuntivo come Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com) per aiutarmi a calcolare l'equalizzazione corretta. Per ora, ho creato un equalizzatore parametrico personalizzato che riduce il volume tra 500 hz e 4000 hz. Le mie orecchie hanno percepito questa gamma di frequenze più forte delle altre. L'altoparlante ha suonato meglio (per me) con il volume in questa gamma diminuito. Prima e dopo le curve di risposta in frequenza sono allegate. Queste non sono una vera misurazione della risposta dell'altoparlante e molto probabilmente molto imprecise, ma ho scelto di includerle in modo da poter evidenziare quanto sia efficace un DSP nell'alterare il suono. Nei grafici allegati, la linea arancione rappresenta la risposta di picco registrata e la linea bianca rappresenta il livello in tempo reale (che può essere ignorato).

Crossover: ho usato un filtro Linkwitz-Riley del quarto ordine impostato a 3.000 Hz per il filtro passa basso sui woofer e il filtro passa alto sui tweeter. Uno degli enormi vantaggi di un DSP è che può creare facilmente filtri complessi come questo. Realizzare un crossover Linkwitz-Riley passivo del 4° ordine richiederebbe componenti aggiuntivi che potrebbero facilmente sommarsi al costo del DSP ($ 35).

Dynamic Bass Boost: il blocco Dynamic Bass Boost fornisce un boost che varia con il livello del segnale in ingresso: i livelli più bassi richiedono e ricevono più bassi rispetto ai livelli più alti. Usando un filtro a Q variabile, questo blocco regola dinamicamente la quantità di boost. Il livello di ingresso deve essere ridotto affinché il boost funzioni. Ciò significa che l'altoparlante non è più così rumoroso, tuttavia credo che ne valga la pena. A 50 W/canale, c'è molta potenza.

Questo è il mio primo progetto con un DSP e SigmaStudio e sto ancora imparando. Continuerò ad aggiornare questo Instructable mentre ottimizzo il suono. Spero che ti sia piaciuta la costruzione!