DIY Soundbar พร้อม DSP ในตัว: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

สร้างซาวด์บาร์ที่ดูทันสมัยจากไม้อัดโค้งงอหนา 1/2 นิ้ว Soundbar มีช่องสัญญาณ 2 ช่อง (สเตอริโอ) แอมพลิฟายเออร์ 2 ตัว ทวีตเตอร์ 2 ตัว วูฟเฟอร์ 2 ตัว และพาสซีฟเรดิเอเตอร์ 4 ตัวเพื่อช่วยเพิ่มความถี่ต่ำในตู้ขนาดเล็กนี้ หนึ่งในนั้น แอมพลิฟายเออร์มีตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP) ที่ตั้งโปรแกรมได้ในตัวซึ่งฉันใช้เพื่อสร้างครอสโอเวอร์แบบ 2 ทาง, EQ แบบกำหนดเอง และเพิ่มพลังเสียงเบสแบบไดนามิก แอมป์ DSP ใช้โปรเซสเซอร์ ADAU1701 ซึ่งสามารถกำหนดค่าได้โดยใช้ Analog Devices SigmaStudio (ซอฟต์แวร์ฟรี)) จำเป็นต้องใช้โปรแกรมเมอร์ USBi แยกต่างหากเพื่อดาวน์โหลดโปรแกรม SigmaStudio ไปยังโปรเซสเซอร์ แน่นอนว่ามีโปรแกรมเมอร์ที่ไม่ค่อยดีนักในราคา $20 มิฉะนั้นอาจใช้เวอร์ชันที่แพงกว่าจาก Analog Devices ได้

รายการชิ้นส่วนหลัก:

• วูฟเฟอร์ (x2): Dayton Audio ND91-4
• ทวีตเตอร์ (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• หม้อน้ำแบบพาสซีฟ (x4): Dayton Audio ND90-PR
• แอมพลิฟายเออร์ 1 (ทวีตเตอร์ป้อนอาหาร): Dayton Audio Kab-215
• แอมพลิฟายเออร์ 2 (วูฟเฟอร์ป้อนอาหาร): Sure Electronics Jab3-250
• สิ่งที่แนบมา: ไม้อัดหนา 1/2" (โฮมดีโป)
• แผ่นกั้นด้านหน้า: MDF หนา 1/2" (Home Depot)

ขั้นตอนที่ 1: Kerf ดัดสิ่งที่แนบมา

ฉันต้องการกล่องหุ้มที่ไม่เหมือนใครซึ่งไม่ได้ดู "เป็นกล่อง" ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจใช้เทคนิคการดัดโค้งเพื่อให้ได้ขอบที่เรียบลื่นทั่วทั้งกรอบ ฉันทำการตัดแบบบาง (9 ครั้งต่อการโค้งงอ) หลายครั้ง (9 ครั้งต่อการโค้งงอ) ซึ่งสิ้นสุดห่างจากพื้นผิวของแผ่นไม้อัดประมาณ 2 มม. ทำให้ได้ขอบมนที่มีรัศมีการโค้งงอประมาณ 1 นิ้ว การดึงวัสดุออกจากหน้าไม้ทำให้ไม้อัดงอได้ง่าย อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวังเนื่องจากส่วนโค้งนี้ค่อนข้างบอบบาง การดัด Kerf ต้องรู้ความหนา (kerf) ของใบมีด ความหนาของวัสดุ และรัศมีที่ต้องการ เมื่อทราบพารามิเตอร์เหล่านี้แล้ว คุณจะสามารถคำนวณจำนวนวัสดุที่นำออก (จำนวนการตัด) ความยาวส่วนโค้งด้านนอกและด้านใน (ระยะการตัด) เพื่อให้ง่ายขึ้น, เครื่องคิดเลขดัด kerf มีอยู่ แต่มีข้อ จำกัด ที่ระมัดระวังในรัศมีการโค้งงอ ตัวอย่างหนึ่งสามารถพบได้ที่นี่:

ขั้นตอนที่ 2: ติดกาวเข้าด้วยกัน

ฉันสร้างส่วนผสมของ ~1:1 ขี้เลื่อยฝุ่นและกาวไม้ และใช้มันเพื่อเติมรอยตัดในแต่ละโค้ง ฉันพยายามทาส่วนผสมของกาวให้ทั่วเพราะส่วนโค้งเหล่านี้มีวัสดุเหลืออยู่ไม่มากและส่วนโค้งงอก็เปราะบาง อย่างไรก็ตาม เมื่อส่วนผสมของกาวแห้ง โค้งงอค่อนข้างแข็งแรง (อย่างน้อยก็แข็งแรงเพียงพอสำหรับลำโพง) ฉันยังสร้างข้อต่อครึ่งรอบซึ่งใช้สำหรับต่อชิ้นส่วนบนลงล่าง ในทางทฤษฎี คุณสามารถมีชิ้นส่วนที่ไร้รอยต่อยาวได้หนึ่งชิ้น ซึ่งน่าจะยาวเกือบ 90 นิ้วและจับยาก เนื่องจากมองไม่เห็นด้านล่าง ฉันจึงเลือกที่จะแยกกล่องหุ้มออกเป็นสองชิ้นและให้ข้อต่ออยู่ด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 3: การทำแผ่นกั้นด้านหน้า MDF

ฉันใช้เราเตอร์แบบจุ่มและจิ๊กตัดแบบวงกลมเพื่อตัดรูสำหรับวูฟเฟอร์และพาสซีฟเรดิเอเตอร์แต่ละตัว ฉันใช้ดอกสว่านขนาดใหญ่และสว่านสำหรับรูทวีตเตอร์ ฉันยังใช้ดอกสว่านแบบกลมเพื่อทำให้ขอบของแต่ละรูเรียบและขอบด้านนอกของแผ่นกั้นด้วย ฉันติดตั้งทวีตเตอร์ให้ห่างจากกันมากที่สุดเพื่อการถ่ายภาพที่ดีขึ้น แต่ฉันไม่แน่ใจว่าสิ่งนี้มีผลกระทบมากน้อยเพียงใด

ขั้นตอนที่ 4: การติดตั้งลำโพงและผ้าห่อ

ในการปิดบังแผ่นกั้น ฉันได้ติดตั้งวูฟเฟอร์ พาสซีฟเรดิเอเตอร์ และทวีตเตอร์ทั้งหมดไว้ด้านหลังโดยใช้สกรูไม้ 1/2 ไดรเวอร์มาพร้อมกับปะเก็นโฟม (หลุดออกมา) ซึ่งสร้างการซีลที่ดีเมื่อติดตั้งด้านหลัง ฉันยังใช้รู ลวดลายบนปะเก็นแต่ละอันเพื่อเจาะรูสกรูนำร่องของฉัน - ไม่ต้องเดา ฉันคลุมด้านหน้าของแผ่นกั้นด้วยผ้า (ติดด้วยลวดเย็บกระดาษ) และใช้แถบโฟมที่มีกาวด้านหลังเพื่อสร้างการผนึกระหว่างแผ่นกั้นด้านหน้ากับโครง

ขั้นตอนที่ 5: แผ่นกั้นด้านหลัง + อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แผ่นกั้นด้านหลังมีขอบเป็นร่องซึ่งใช้เพื่อสร้างการผนึกผนึกแน่นสนิทกับโครง ฉันใช้บิตลบมุมและโต๊ะเราเตอร์เพื่อสร้างการลบมุม 45 องศา และใช้แถบโฟมเดียวกันเพื่อสร้างซีล อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (แอมพลิฟายเออร์ 2 ตัว, แจ็คอินพุตไฟ DC, แจ็คอินพุตสเตอริโอ และไฟ LED 2 ดวง) ติดตั้งอยู่ที่แผ่นกั้นด้านหลัง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถูกติดตั้งในช่องปิดผนึกตรงกลางของตัวเครื่องซึ่งแยกช่องสัญญาณซ้าย/ขวา

ขั้นตอนที่ 6: การเขียนโปรแกรม/การปรับแต่ง DSP

ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP) ใช้กันอย่างแพร่หลายในแถบเสียงสำหรับผู้บริโภคสมัยใหม่ส่วนใหญ่ ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของพวกเขาคือพวกเขายอมรับอินพุตดิจิตอลและสามารถใช้สำหรับเสียงเซอร์ราวด์หลายช่องสัญญาณ สำหรับโปรเจ็กต์นี้ ฉันใช้อินพุตแบบอะนาล็อกเพราะออกแบบได้ง่ายกว่า แอมพลิฟายเออร์ Sure Electronics Jab3-250 มาพร้อมกับโปรเซสเซอร์ ADAU1701 ซึ่งมี ADC อินพุต 2 ตัว (ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล) และ DAC เอาต์พุต 4 ตัว (ตัวแปลงดิจิทัลเป็นแอนะล็อก) ฉันใช้ DAC เอาต์พุตสองตัวเพื่อป้อนทวีตเตอร์แต่ละตัวและ DAC สองตัวเพื่อป้อนวูฟเฟอร์แต่ละตัว รูปภาพของโปรแกรมกราฟิก SigmaStudio ของฉันแนบมาด้วย และบล็อกที่สำคัญบางส่วนที่ใช้ได้อธิบายไว้ด้านล่าง:

การปรับระดับอินพุต: ใช้เพื่อลดระดับเสียงอินพุตสำหรับแต่ละช่อง ฉันพบว่านี่เป็นขั้นตอนสำคัญที่จำเป็นสำหรับคุณสมบัติ Dynamic Bass Boost ในการทำงาน (อธิบายในภายหลัง)

Parameteric EQ: ฉันใช้แอปโทรศัพท์ชื่อ "Advanced Spectrum Analyzer" เพื่อบันทึกการกวาดความถี่ (20Hz - 20kHz) และเพื่อวัดการตอบสนองความถี่ของลำโพงคร่าวๆ โดยไม่ทำให้เท่าเทียมกัน นี่ไม่ใช่วิธีการที่แม่นยำที่สุด อย่างไรก็ตาม มันรวดเร็วและเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีโดยไม่ต้องลงทุนกับเครื่องมือที่แม่นยำมากขึ้น เช่น ไมโครโฟนสำหรับการวัดและการ์ดเสียงสำหรับแล็ปท็อปของฉัน ฉันวางแผนที่จะทำการวัดที่ดีขึ้นในอนาคต และใช้ซอฟต์แวร์เพิ่มเติม เช่น Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com) เพื่อช่วยฉันคำนวณ EQ ที่เหมาะสม สำหรับตอนนี้ ฉันได้สร้าง EQ พารามิเตอร์แบบกำหนดเอง ซึ่งลดระดับเสียงระหว่าง 500hz และ 4000hz หูของฉันรับรู้ช่วงความถี่นี้ดังกว่าที่เหลือ ลำโพงให้เสียงดีขึ้น (สำหรับฉัน) โดยที่ระดับเสียงในช่วงนี้ลดลง แนบกราฟการตอบสนองความถี่ก่อนและหลัง สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่การวัดที่แท้จริงของการตอบสนองของผู้พูด และมีแนวโน้มว่าจะไม่ถูกต้องมาก แต่ฉันเลือกที่จะรวมไว้เพื่อที่ฉันจะได้เน้นว่า DSP มีประสิทธิภาพในการปรับเปลี่ยนเสียงเพียงใด ในกราฟที่แนบมา เส้นสีส้มแสดงถึงการตอบสนองสูงสุดที่บันทึกไว้ และเส้นสีขาวแสดงถึงระดับแบบเรียลไทม์ (ซึ่งสามารถละเว้นได้)

ครอสโอเวอร์: ฉันใช้ตัวกรอง Linkwitz-Riley ลำดับที่ 4 ที่ตั้งค่าไว้ที่ 3, 000 Hz สำหรับตัวกรองความถี่ต่ำบนวูฟเฟอร์และตัวกรองความถี่สูงบนทวีตเตอร์ ข้อดีอย่างหนึ่งของ DSP คือสามารถสร้างตัวกรองที่ซับซ้อนเช่นนี้ได้อย่างง่ายดาย การสั่งซื้อครอสโอเวอร์ Linkwitz-Riley ลำดับที่ 4 จะต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติม ซึ่งสามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายของ DSP ($35) ได้อย่างง่ายดาย

Dynamic Bass Boost: บล็อก Dynamic Bass Boost ให้บูสต์ที่แตกต่างกันไปตามระดับสัญญาณอินพุต: ระดับที่ต่ำกว่าต้องการและรับเสียงเบสที่มากกว่าระดับที่สูงกว่า การใช้ตัวกรอง Variable-Q บล็อกนี้จะปรับปริมาณการบูสต์แบบไดนามิก ต้องลดระดับอินพุตเพื่อให้บูสต์ทำงานได้ ซึ่งหมายความว่าลำโพงไม่ดังอีกต่อไป แต่ฉันเชื่อว่าการแลกเปลี่ยนนั้นคุ้มค่า ที่ 50W / ช่องสัญญาณ มีกำลังมาก

นี่เป็นโครงการแรกของฉันที่มี DSP และ SigmaStudio และฉันยังคงเรียนรู้อยู่ ฉันจะอัปเดตคำแนะนำนี้ต่อไปในขณะที่ฉันปรับแต่งเสียง ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับการสร้าง!