Visualizador de sonido: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Este proyecto surgió después de ver este video de un youtuber que describió una forma de visualizar el sonido con un láser. Funciona tomando un altavoz, estirando un globo sobre él y centrando un fragmento de espejo en el globo. El sonido se reproduce a través del altavoz y un puntero láser se ilumina en el espejo. El sonido hace que el espejo vibre, creando un espectáculo de láser. Diseñé el altavoz de arriba para poder mezclar frecuencias y jugar con las distintas formas. Como no tengo un altavoz, pensé que esta también sería una buena oportunidad para aprender cómo funcionan los sistemas de sonido mientras hago un altavoz de alta calidad.

Paso 1: Partes

• Vocero
• Amplificador de 30 vatios
• Salida USB
• Regulador de 5v
• Diodo láser
• Módulo cargador
• Conector de audio hembra
• Enchufe hembra de 12v (salvé el mío de un dispositivo diferente, pero este fue el más cercano que pude encontrar)
• Imanes de 6 mm x 3 mm x8
• Tuerca hexagonal de 1/4”
• Tornillo hexagonal de 1/4 "x 1"

• Impresiones 3D

  • Carcasa superior x1
  • Carcasa inferior x1
  • Base x1 Pata de cabra x1
  • Cubierta de puerto x1
  • Dial de volumen x1
  • Perilla x1
  • Cubierta de la perilla x1
  • Pin x2
  • Brazo láser x1
  • Cabezal láser x1

Paso 2: Montaje (estuche)

1. Suelde los cables en el terminal del altavoz (amarillo - positivo: verde - negativo). Atornille el altavoz en la mitad superior del altavoz. Empuje los imanes en su lugar. Los imanes sirven para conectar la mitad superior y la mitad inferior para mejorar la capacidad de actualización. Si bien actualmente funciona con un enchufe de 12v, espero actualizarlo con baterías incorporadas y bluetooth.
2. Empuje el amplificador a través del orificio frontal. Use la tuerca que viene con el amplificador para sujetarlo en su lugar. Inserte los cables de los altavoces en los puertos de salida derecho o izquierdo.
3. Inserte la tuerca hexagonal de 1/4”en la ranura en el costado de la mitad superior de la caja.

Paso 3: Electrónica

1. Suelde cuatro cables a la salida de la toma de 12 V (un par para alimentar el amplificador y el otro para la salida USB). Suelde una conexión positiva y negativa desde el enchufe de 12v al regulador de 5v. La tierra para el regulador de 5v y la toma de 12v son compartidas. Suelde la salida del regulador a la salida USB.
2. Suelde tres cables al conector de audio hembra. El azul es tierra, el amarillo a la izquierda y el verde es el audio derecho.

Paso 4: Montaje (cables)

Este próximo paso es un poco complicado. Usé alambre de 20 awg, pero es posible que desee usar un calibre más delgado. Asegúrate de tener unos alicates de punta fina.

1. Tome un cable, ate un hilo alrededor y páselo por la base del altavoz. Usa unos alicates para agarrar el cable y sacarlo por el otro extremo. Esto puede llevar algún tiempo, así que tenga paciencia.
2. Con la cuerda sobresaliendo de ambos extremos, ate los cables restantes con la cuerda y tire de ellos a través del orificio de la bisagra.
3. Coloque las tomas de entrada en la parte frontal de la cubierta del puerto y péguelas con pegamento caliente en su lugar. Empuje hacia la base del altavoz y tire de los cables para tensarlos.

Paso 5: Montaje (acabado del altavoz)

1. Pase los cables a través del pasador y encájelos en el orificio de la bisagra en el costado de la base del altavoz. Pase los cables por el lateral de la caja del altavoz.
2. La siguiente parte es un poco inquietante, pero tenga paciencia. Empuje la cubierta en el pasador. Inclínelo para que la carcasa encaje un poco mejor en la base. Puede que tenga que doblar un poco la base para que encaje el altavoz.
3. Monte la perilla para sujetar la caja del altavoz en su lugar. Empuje el tornillo hexagonal en la impresión de la perilla. Esto es opcional, pero hace que la perilla se vea mucho mejor. Ponga pegamento caliente en el espacio restante del pomo y coloque la tapa del pomo para ocultar todo.
4. Conecte todo como se muestra arriba. Cables de 12v en la entrada de la placa amplificadora. Para el audio; amarillo a la izquierda, azul a tierra y verde a la entrada de audio derecha.
5. Coloque imanes en la caja inferior y junte las cajas de los altavoces.

Paso 6: Montaje (láser)

1. Antes de armar nada, suelde cables más largos en el diodo láser. Pase los cables del cabezal láser impreso en 3D al brazo y hacia abajo. Después de pasar los cables, junte las piezas.
2. Suelde los cables en el cargador de iones de litio. Opté por soldarlos a la mitad de entrada del módulo del cargador y no a la salida. La razón es que el módulo pulsa la corriente para su salida. Esto hace que el láser forme líneas de puntos al apuntar a una pared. Animo a las personas a que prueben esto de todos modos, ya que es muy divertido ver visualmente cómo se emite la energía del cargador.
3. Terminé pegando el módulo del cargador al costado del pie de apoyo. Conecte un cable micro USB al cargador y al puerto USB.
4. Infle un globo para estirarlo previamente. Corte la parte del cuello para que sea más fácil envolver el altavoz. Usa cinta adhesiva de doble cara para pegar el espejo al globo. Cuando se enciende, debe verse como el anterior.

Paso 7: Resultados: formas láser

Como habrás visto en el video de arriba, probé una gran cantidad de tonos puros para crear diferentes tipos de formas. Hice un montón de experimentos y descubrí un montón de cosas interesantes sobre las ondas y las propiedades matemáticas.

Al usar una aplicación de generador de frecuencia en mi teléfono, comencé con un barrido general de frecuencias de bajo a alto, hasta que no pude ver ninguna forma discernible. El corte fue de alrededor de 800 Hz (por supuesto, está sujeto al volumen y a lo estirado que esté el globo). Luego intenté tocar dos tonos puros juntos; 381 Hz y 326 Hz para el primero. Para ello, genere un tono puro desde este sitio web (unos 10 segundos). Arrastre y suelte sus archivos de audio en un software de procesamiento de sonido (recomiendo Audacity) y jueguen juntos.

Probé dos combinaciones más diferentes y luego noté algo. Cuando los tonos tocados eran múltiplos de 10, eran estáticos. Con eso quiero decir que el láser recorrió el mismo camino una y otra vez, creando una imagen fija. Fue entonces cuando probé la combinación 101 + 200 + 300 Hz, con 101 Hz creando una perturbación. Mi conjetura fue que 101 Hz creará un patrón de movimiento en comparación con la combinación de 100 + 200 + 300 Hz (que estaba quieta). ¡Yo tenía razón! Fue, con mucho, mi patrón favorito.

Esto me llevó a probar las combinaciones más simples solo perturbadas por 1 Hz. Los tres sonidos con 1 Hz incluido crearon un movimiento oscilante de una sola forma yendo y viniendo.

El último fue música de piano que encontré en línea. Pensé que sería divertido intentarlo con música normal. Probé jazz, música para violín, pop, dubstep y otros tipos de música. Con mucho, los patrones "más limpios" fueron hechos por el piano. Esto probablemente se deba a que cada tecla tiene un tono relativamente puro cuando se toca. A veces, la música del piano creaba patrones que encontré que se parecían a una curva de Lissajous. Es realmente agradable encontrar conexiones matemáticas como estas en mis proyectos, ya que encontrar estas conexiones fuera de las clases es bastante difícil.

Paso 8: Conclusión

Nunca he sido una persona de audio hasta ahora, pero tengo una nueva apreciación por todo lo que implica hacer que los altavoces funcionen. Todo esto comenzó con un proyecto en mi clase de aprendizaje automático en el que decidí hacer un altavoz desde cero y probar el análisis de sonido. Era un altavoz que funcionaba, con un sonido no particularmente claro. Usé un amplificador LM386 y repuestos por ahí. Aunque no estoy usando mi amplificador hecho a medida, lo usaré para un proyecto que implica hacer una radio para otro curso en la universidad.

Estoy seguro de que hay más proyectos de audio en el horizonte, ya que ahora estoy enganchado. Sería genial hacerlo portátil, conectado por bluetooth y agregar un segundo altavoz para una versión estéreo. Pero para hacer todo eso, necesito fondos y tiempo. Si bien las vacaciones de invierno me darán tiempo para trabajar en proyectos, necesitaré el apoyo de la comunidad para mantener mis proyectos en marcha. Si cree que lo que hago es informativo, inspirador o simplemente genial, por favor apóyenme usando mi enlace de afiliado de Amazon. Haga sus compras como de costumbre, pero cada artículo que compre yo obtengo un pequeño soborno sin costo adicional para usted.

Finalista del Concurso de Óptica