Barra de sonido DIY con DSP incorporado: 6 pasos (con imágenes)

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

Construyendo una barra de sonido de aspecto moderno con madera contrachapada doblada con ranuras de 1/2 de grosor. La barra de sonido tiene 2 canales (estéreo), 2 amplificadores, 2 tweeters, 2 woofers y 4 radiadores pasivos para ayudar a aumentar las frecuencias bajas en este pequeño gabinete. Uno de los los amplificadores tienen un procesador de señal digital (DSP) programable incorporado que utilizo para crear cruces de 2 vías, ecualizadores personalizados y agregar refuerzo dinámico de graves. El amplificador DSP usa el procesador ADAU1701 que se puede configurar mediante Analog Devices SigmaStudio (software gratuito Se necesita un programador USBi separado para descargar el programa SigmaStudio en el procesador. Sure ofrece uno no tan estelar por $ 20, de lo contrario, se puede usar una versión más cara de Analog Devices.

Lista de piezas principales:

• Woofers (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweeters (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Radiadores pasivos (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Amplificador 1 (tweeters de alimentación): Dayton Audio Kab-215
• Amplificador 2 (woofers de alimentación): Sure Electronics Jab3-250
• Recinto: madera contrachapada de 1/2 "de espesor (Home Depot)
• Deflector frontal: MDF de 1/2 "de espesor (Home Depot)

Paso 1: Entalladura para doblar la caja

Quería un cerramiento único que no pareciera "cuadrado", así que decidí usar una técnica de doblado de corte para lograr un borde liso sin costuras alrededor del cerramiento. Hice varios cortes no pasantes de corte fino (9 por doblez) que terminan aproximadamente a ~ 2 mm de la superficie de la hoja de madera contrachapada. Esto produjo un borde redondeado con un radio de curvatura de aproximadamente 1 ". Quitar el material de una cara de la madera permite que la madera contrachapada se doble fácilmente. Sin embargo, se debe tener cuidado ya que esta curvatura es bastante frágil. La curvatura requiere conocer el espesor (corte) de su hoja, el grosor de su material y el radio deseado. Al conocer estos parámetros, puede calcular la cantidad de material eliminado (número de cortes), las longitudes de arco interno y externo (espacio de corte). Para facilitar las cosas, existen calculadoras de curvatura de corte, pero tienen un límite conservador en el radio de curvatura. Puede encontrar un ejemplo aquí:

Paso 2: pegar juntos

Creé una mezcla de ~ 1: 1 aserrín y pegamento para madera y lo usé para rellenar los cortes en cada curva. Intenté aplicar la mezcla de pegamento generosamente ya que a estos pliegues no les queda mucho material y el pliegue es frágil. Sin embargo, una vez que la mezcla de pegamento se seca, la curva es bastante fuerte (al menos lo suficientemente fuerte para un altavoz). También creé una junta de media vuelta que se usa para unir la pieza superior a la inferior. En teoría, podría tener una pieza larga sin costuras que tendría cerca de 90 de largo y sería difícil de manejar. Como la parte inferior no es visible, opté por dividir el cerramiento en dos piezas y hacer que las juntas estuvieran en la parte inferior.

Paso 3: hacer un deflector frontal de MDF

Usé un enrutador de inmersión y una plantilla de corte circular para cortar los orificios de cada woofer y radiador pasivo. Usé una broca grande y una prensa de taladro para los orificios del tweeter. También utilicé una broca redondeada para suavizar los bordes de cada orificio, así como el borde exterior del deflector. Monté los tweeters lo más separados posible entre sí para obtener mejores imágenes, pero no estoy seguro del impacto que esto tenga.

Paso 4: Montaje de los altavoces y la envoltura de tela

Para terminar el deflector, monté todos los woofers, radiadores pasivos y tweeters en la parte trasera con tornillos para madera de 1/2 . Los controladores venían con juntas de espuma (se enviaban sueltas) que creaban un buen sello cuando se montaban en la parte trasera. También usé el orificio patrón en cada junta para perforar los orificios de los tornillos piloto, sin tener que adivinar. Cubrí el frente del deflector con tela (unida con grapas) y utilicé una tira de espuma con adhesivo para crear un sello entre el deflector frontal y el gabinete.

Paso 5: Deflector trasero + Electrónica

El deflector trasero tiene un borde en inglete que se utiliza para crear un sello hermético al ras con el gabinete. Usé una broca de chaflán y una mesa de enrutador para crear el chaflán de 45 grados y usé la misma tira de espuma para crear el sello. Los componentes electrónicos (2 amplificadores, conector de entrada de alimentación de CC, conector de entrada estéreo y 2 LED) están todos montados en el deflector trasero. La electrónica está montada en una cavidad sellada en el centro del gabinete que separa los canales izquierdo / derecho.

Paso 6: programación / ajuste de DSP

Los procesadores de señal digital (DSP) se utilizan ampliamente en la mayoría de las barras de sonido de consumo modernas. Su mayor ventaja es que aceptan una entrada digital y se pueden utilizar para sonido envolvente multicanal. Para este proyecto, utilicé las entradas analógicas porque son más fáciles de diseñar. El amplificador Sure Electronics Jab3-250 está equipado con un procesador ADAU1701 que tiene 2 ADC de entrada (convertidores de analógico a digital) y 4 DAC de salida (convertidores de digital a analógico). Usé dos DAC de salida para alimentar cada tweeter y dos DAC para alimentar cada woofer. Se adjunta una imagen de mi programa gráfico SigmaStudio y algunos de los bloques importantes utilizados se describen a continuación:

Ajuste del nivel de entrada: se utiliza para disminuir el volumen de entrada de cada canal. Descubrí que este es un paso crítico que se requiere para que funcione la función Dynamic Bass Boost (que se describe más adelante).

Ecualizador paramétrico: utilicé una aplicación de teléfono llamada "Analizador de espectro avanzado" para registrar un barrido de frecuencia (20Hz - 20kHz) y medir aproximadamente la respuesta de frecuencia del altavoz sin ecualización. Este no es el enfoque más preciso, sin embargo, es rápido y me brinda un buen punto de partida sin invertir en herramientas más precisas, como un micrófono de medición y una tarjeta de sonido para mi computadora portátil. Planeo tomar mejores medidas en el futuro y usar software adicional como Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com) para ayudarme a calcular el EQ correcto. Por ahora, creé un ecualizador paramétrico personalizado que disminuye el volumen entre 500 hz y 4000 hz. Mis oídos percibieron este rango de frecuencia más fuerte que el resto. El altavoz sonó mejor (para mí) con el volumen en este rango disminuido. Se adjuntan curvas de respuesta de frecuencia antes y después. Estas no son una verdadera medida de la respuesta del hablante y probablemente muy inexactas, pero elegí incluirlas para poder resaltar cuán efectivo es un DSP para alterar el sonido. En los gráficos adjuntos, la línea naranja representa la respuesta máxima registrada y la línea blanca representa el nivel en tiempo real (que puede ignorarse).

Crossover: Usé un filtro Linkwitz-Riley de cuarto orden ajustado a 3000 Hz para el filtro de paso bajo en los woofers y el filtro de paso alto en los tweeters. Uno de los grandes beneficios de un DSP es que puede crear filtros complejos como este con facilidad. Hacer un crossover Linkwitz-Riley pasivo de cuarto orden requeriría componentes adicionales que podrían sumarse fácilmente al costo del DSP ($ 35).

Dynamic Bass Boost: el bloque Dynamic Bass Boost proporciona un impulso que varía con el nivel de la señal de entrada: los niveles más bajos requieren y reciben más graves que los niveles más altos. Usando un filtro de Q variable, este bloque ajusta dinámicamente la cantidad de impulso. El nivel de entrada debe reducirse para que funcione el impulso. Esto significa que el altavoz ya no es tan ruidoso, sin embargo, creo que la compensación vale la pena. A 50 W / canal, hay mucha potencia.

Este es mi primer proyecto con un DSP y SigmaStudio y todavía estoy aprendiendo. Continuaré actualizando este Instructable mientras afino el sonido. ¡Espero que hayas disfrutado de la construcción!