Звук и акустика

Аудиоустройство с пассивным радиатором

Цель этой сборки — проверить, как будет работать пассивный радиатор, напечатанный на 3D-принтере, по сравнению с коммерчески моделями. Для печати пассивного радиатора мастер использует нить TPU. Термопластичный полиуретан (TPU) — это современный материал группы полимеров, выполненный на основе сложных полиэфиров. Эластичность напечатанных изделий является основным свойством, которое обуславливает применение этого пластика.
Огромный плюс такой конструкции — это возможность спроектировать пассивный радиатор, который соответствует размерам пользовательского корпуса.
Инструменты и материалы:
-3 дюймовый звуковой динамик 4 Ом 15 Вт;
-Модуль Bluetooth MH-M38 мощностью 5 Вт;
-Lipo / 18650 аккумулятор;
-Зарядное устройство TP4056;
-Защитная плата для литий-ионных литиевых батарей 4A 3.7V ;
-TTP223, емкостный сенсорный переключатель;
-Модуль мосфета IRF520;
-Винты;
-Кожа 30 см X 9 см;
-3D-принтер;
-Нить TPU;
-Суперклей;
-Грунтовка;
-Наждачная бумага;
-Аэрозольная краска;
-Полиуретановый герметик;
-Паяльные принадлежности;

Шаг первый: дизайн и печать
Для проектировании корпуса мастер использовал Fusion 360. Корпус состоит из четырех печатных частей, основного корпуса и крышки, в которую встроен пассивный радиатор.
Для печати корпуса можно использовать любую нить на выбор, толщина сопла не имеет значения. С пассивным радиатором немного сложнее.
Задача, чтобы стенки пассивного радиатора были как можно более тонкими и гибкими. Мастер пробовал сопла 0,2 и 0,3, но нить TPU очень непоследовательная, и в итоге он использовал сопло 0,4 мм при максимальной номинальной температуре нити.
Следующая проблема, с которой он столкнулся, заключалась в том, что при печати / остановке слоя оставались небольшие зазоры. Это большой недостаток, потому что необходимо, чтобы детали были герметичны
Чтобы решить эту проблему, он немного подправил настройки конца слоя и компенсации. Это дало идеально герметичный отпечаток.
Настройки печати следующие:

Основной корпус
Материал: Sunlu PETG
Скорость: 40 мм / с
Температура: 250 ° C
Диаметр сопла: 0.6mm

Нижняя крышка и крышка PR
Материал: Sunlu PETG
Скорость: 40 мм / с
Температура: 250 ° C
Диаметр сопла: 0.6mm

Окантовка пассивного радиатора
Материал: eSun TPU
Скорость: 30 мм / с
Температура: 220 ° C
Диаметр сопла: 0.4mm
При печати придется поэкспериментировать со скоростью вращения вентилятора, так как охлаждение нужно, но слишком сильное охлаждение исказит печать на тонкой стене.
Мастер включил Tinkercad, .3mf, а также файлы fusion 360, чтобы можно было редактировать их в соответствии со своими потребностями.
Tinkercad
Portable Speaker .f3d
Main body.3mf
Back cover.3mf
radiator inner.3mf
radiator.3mf

Шаг второй: грунтовка и покраска
После печати нужно обработать и покрасить детали. Сначала он шлифует детали наждачной бумагой с зернистостью от 180 до 220 грит. PLA и PETG немного сложно шлифовать, поэтому можно иногда использовать очень грубую бумагу с зернистостью 80 грит, чтобы избавиться от дефектов, а затем отшлифовать 220.
После шлифовки на детали наносится слой грунтовки. После высыхания грунтовки снова шлифует, но теперь наждачной бумагой с зернистостью 400 грит.
После шлифовки окрашивает детали.

Шаг третий: электроника
Дальше переходит к электронике.
Начинает с подготовки батареи. Для безопасности в схеме используется не только модуль зарядки TP4056, но и 4-амперную BMS.
Далее, следуя схеме:
Начиная с платы TP4056, припаивает провода к контактам B + и B- ( P + и P- не используются так как он использует внешнюю BMS). Если будет использоваться усилитель с меньшей мощностью, такой как PAM8403, то можно использовать встроенную BMS TP4056, рассчитанную на 1-2 ампер, и исключить 4-амперную BMS из сборки.
При этом нужно обратить особое внимание на плату, так как она может отличаться от той, которую использовал мастер.
Провода, идущие от TP4056, теперь припаяны непосредственно к батарее 18650, B + от платы идет к верхней (вентилируемой стороне) крышке, а B- идет к нижней плоской стороне батареи.
В схеме используется литиевая батарея, при этом следует соблюдать меры безопасности при работе с ней.
Повреждение всех типов литиевых батарей может произойти при слишком высоких температурах (например, выше 54,4 °C). Внешние источники тепла (например, открытое пламя, обогреватели и т. д.), также могут ускорить выход из строя ячеек, и даже возгорание. Повреждение литий-ионных аккумуляторов может произойти, если во время зарядки сами аккумуляторы или окружающая среда вокруг них охладится ниже 0 °С. Зарядка, при температурах ниже точки замерзания, может привести к отложению лития на аноде, увеличивая риск выхода из строя.
Нельзя использовать зарядные устройства, не предназначенные к зарядке литиевых батарей.
После монтажа зарядного модуля нужно припаять BMS, чтобы защитить элемент от перезарядки / разрядки и короткого замыкания. Для этого припаивает провод от плюса батареи к B + платы BMS, а затем провод от минуса батареи к B- платы.
Припаивает провод к P + (это будет V + 5V, идущий к оставшейся цепи) и провод к P- (это будет заземление цепи) платы.
Для выключения динамика он решил использовать сенсорный датчик TTP223. 5 В и GND подключены к модулю, и при прикосновении он выводит сигнал 5 В на выводе OUT, который можно подключить к затвору МОП-транзистора для включения устройства.
Для использования модуля в качестве переключателя перемычка B на плате должна быть припаяна. В качестве инструкции, при установкеемкостного выключателя, мастер пользовался этой инструкцией.
Дальше нужно установить усилитель MH-M38. Припаивает питание от переключателя к VBAT и GND. Дополнительно можно установить конденсатор ~ 1000 мкФ 10-16 В, чтобы поддерживать стабильное напряжение.
Последнее что нужно припаять, это динамик к выходу усилителя.

Шаг четвертый: сборка
Со схемой разобрались и можно перейти к сборке.
Сначала он прикручивает решетку. Используя полиуретановый клей, нанесите полоску вокруг кольца, в которое входит динамик, и устанавливает динамик в корпус. Для фиксации, пока полиуретан застывает (около 24 часов), использует пару капель суперклея.

Дальше собирает пассивный радиатор.
Наносит полоски суперклея по обоим краям периметра пассивного радиатора. Устанавливает рамку в центре задней крышки и устанавливает крышку.
Чтобы добавить веса , он отрезал у трех винтов головки и приклеил их по центру пассивного радиатора.

Шаг пятый: ремешок
Ремешок мастер сделал из куска красной кожи размером 30 см на 9 см. Отмерил 4,5 см с каждой стороны и срезал углы под 45 градусов. Нанес клей на заднюю часть всей детали и оставил сохнуть.
Дальше согнул каждую из длинных сторон к центру, сложил два конца и прижал.
Дальше с помощью острого ножа или дырокола для кожи нужно проделать отверстие на каждом конце, через которое будет проходить винт для крепления ремешка к динамику.

Последнее что нужно сделать, это нанести полоску полиуретанового клея вокруг внутреннего шва корпуса и прижать крышку на место. Положив груз на устройство оставляет его на сутки.

Теперь, когда динамик собран, пришло время проверить его. Сначала нужно зарядить его. Это важно, даже если батарея не разряжена, поскольку ее подключение активирует плату защиты аккумулятора.
Нужно подключить адаптер питания с микро-USB к плате и подождать, пока индикатор не переморгнет с красного на синий, информируя о полной зарядке. Поскольку TPU пассивного радиатора полупрозрачный, он позволяет видеть светодиодный индикатор заряда и Bluetooth.
После зарядки нужно прикоснуться к сенсорному выключателю и он должен включиться с звуковым сигналом модулей Bluetooth. Далее нужно установить сопряжение устройства со смартфоном.
После включения нужно проиграть песню с тяжелыми басами, чтобы проверить, нет ли утечек воздуха. Если утечки есть, необходимо их устранить.

На видео можно посмотреть весь процесс изготовления такого устройства.

Источник

b8c49f23d6acc40de2a736280fa0fb80 (3)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Кнопка «Наверх»


Яндекс.Метрика
Закрыть
Закрыть