步驟1:所需材料,工具和用品
以下是所需組件和工具的列表。我通過aliexpress采購了所有電子產(chǎn)品,這是唯一需要等待一個月才能到達(dá)零件的缺點(diǎn)。
工具
3D打印機(jī)(可選:帶激光雕刻附件)。
拼圖(或手鋸可以完成工作)。
螺絲刀。
鉆。
烙鐵。
砂紙。
剪刀。
夾具。
Kapton膠帶
有機(jī)硅膠。
材料:
假皮PU(速賣通)。
6mm膠合板。
木材清漆。
指甲油漆。
M2.5螺絲和螺母。
熱膠。
一般用途電線。
電子產(chǎn)品:
功放板TDA7492P(aliexpress)(替代產(chǎn)品) 。
2“揚(yáng)聲器額定至少10瓦(aliexpress)。
無源散熱器(aliexpress)(我推薦40-45mm選項)。
Lithium 18650 3.7v 3400mAh。電池(aliexpres)。
降壓充電電路XL4015 CC CV(aliexpress)。
直流電源插座5,5 * 2,1 mm(aliexpress)。
電池電量指示器(4s)(aliexpress)。
16mm圓形鎖定開關(guān)(帶指示燈)(aliexpress)。
BMS(aliexpress)。
第2步:電子設(shè)備概述
這款便攜式音箱的核心是基于TDA7492P的音頻功率放大器,它是一個25w + 25w的功率放大器。該板將輸入級集成為藍(lán)牙連接,功率級(放大)集成在一塊單板中。唯一的缺點(diǎn)是板I買了沒有AUX輸入,所以播放音樂的唯一方法是通過藍(lán)牙。(注意:你可以在aliexpress中找到相同的放大器+藍(lán)牙板甚至輔助端口功能幾乎相同的價格)。
揚(yáng)聲器由4個鋰離子電池供電,產(chǎn)生14.8伏特,續(xù)航時間為3.4Ah。容量(總功率≈50Watthours)。使用BMS對電池進(jìn)行短路,過電流,欠放電和過放電保護(hù)。電池使用恒定電流恒壓充電模塊(CC CV)充電。此外,揚(yáng)聲器還具有狀態(tài)指示燈,指示電池剩余電量。
所有這些都會產(chǎn)生非常好的聲音,具有不錯的低音和約30 +播放時間+小時,具體取決于播放的音量。這是通過D類放大器達(dá)到95%的效率來實(shí)現(xiàn)的。
通過遵循所附的接線圖并理解它,將所有這些放在一起并且正常工作應(yīng)該沒有問題。/u》
第3步:在Fusion 360中設(shè)計案例
我決定圍繞藍(lán)牙音箱尋找一個非常常見的設(shè)計。使用Fusion360,我對外殼以及木板進(jìn)行了建模,只需將它們?nèi)夸秩驹谝黄?,并一目了然地看它。我上傳了stl(準(zhǔn)備打?。┖蚮usion360文件,以防你想調(diào)整一些東西。
步驟4:3d打印機(jī)箱
我使用RepetierHost切片在Fusion360上生成的stl并打印出來。您可以隨時使用您喜歡的切片軟件(Cura等)
我建議在0.1或0.2mm層高度,20-40%填充下打印。支持是必要的??梢栽?0 * 20cm的床上打印,但是stl需要旋轉(zhuǎn)45o以適應(yīng)。我在PLA中打印沒有問題。
步驟5:制作4S電池組
排列4鋰電池18650的串聯(lián)電池在相同的安培小時(mAh。)下產(chǎn)生(3.7v * 4 = 14.8v)標(biāo)稱電壓的電池組,因此,由于我的電池為3400mAh,因此得到的產(chǎn)品為(14.8v * 3.4Ah = 50.32) Watthours aprox。)。我使用的是18650的電池,因?yàn)樗鼈兂R娪陔娮赢a(chǎn)品中,因此它們很容易找到并且相對便宜但你可以使用任何其他鋰離子電池,你可以使用鋰電池。
如前所述,要組裝細(xì)胞,我們必須將它們?nèi)看?lián)起來。這意味著cell1對cell2為負(fù),依此類推。物理連接應(yīng)使用點(diǎn)焊機(jī)完成。這些機(jī)器非常昂貴,而且我們很多人都沒有自己的機(jī)器或有權(quán)使用,所以另一種選擇是焊接它們。這是非常危險的并且可能對電池有害,因?yàn)楹附有枰邷夭⑶译姵夭幌矚g這樣。
為避免對電池造成熱損壞,請使用合適的烙鐵(25w或更高),并確保在焊接前達(dá)到最高溫度。在焊接過程中,避免接觸烙鐵和電池超過2秒鐘。必須非常快速地完成該過程以避免對細(xì)胞的任何損害。您可以使用一些松香/助焊劑來幫助焊料更均勻地流動并更好地粘貼。此外,我總是用細(xì)砂紙打磨一下電池表面。
為了連接每個電池,已經(jīng)使用了標(biāo)簽線,但任何電線都可以完成工作。一旦完成焊接,我就用kapton膠帶將它們牢固地固定在一起。最后,我們必須添加BMS保護(hù)電路。該電路將單獨(dú)檢查每個電池電壓,確保電池均不超過4.2v(充電期間)或低于2.9v(放電期間),以及防止短路。原理圖中顯示了連接(注意:原理圖中的bms與我的不同,但是,它們都以相同的方式接線)。
請記?。夯阡囯x子化學(xué)的電池非常細(xì)膩。小心對待它們,處理不當(dāng)時會非常危險
-Remember -
鋰電池在誤用時很危險。要非常清楚自己在做什么,不要讓它們無人問津,特別是在充電過程中。在將它們焊接在一起時要注意不要超過熱量。
步驟6:添加XT30連接器
最后,將XT30連接到BMS的輸出端子和加熱管。這樣,電池的連接和斷開非常容易,并且布線看起來很干凈。這是可選的,您可以使用任何其他連接器。
步驟7:充電電路
充電鋰電池是一項非常復(fù)雜和微妙的任務(wù)。簡而言之,CC CV充電算法用于給離子化學(xué)電池充電?;舅惴ㄊ且院愣娏鳎?.2 C至0.7 C)充電,直到電池達(dá)到4.2 Vpc(每個電池的電壓),并將電壓保持在4.2伏,直到充電電流降至初始充電速率的10%。終止條件是充電電流下降到10%。電壓不能終止充電。除非充電速度非常慢,否則每個電池4.2伏特的容量僅為滿容量的40%至70%。因此,您需要繼續(xù)充電,直到電流下降,并在低電流時終止。這是我們不僅可以使用CC模塊(Aka,升壓/升壓模塊)的主要原因。 CC CV模塊板很容易在互聯(lián)網(wǎng)上找到(ebay,aliexpress。)并且相當(dāng)便宜。對于這個項目,我將使用帶CCCV模塊的降壓轉(zhuǎn)換器將電壓從24V降壓到所需電壓。只需查看圖像,即可輕松識別CCCV模塊。如果它只有一個調(diào)節(jié)電位計,它不是CCCV板,因?yàn)樾枰辽?個電位器。
這些電路板的另一個問題是它們聲稱電流強(qiáng)度高(4-5A),但過熱很多。在我的情況下,我正在繪制大約1,5A并且模塊非常高,我不得不為它添加散熱器。然而,即使安裝了散熱器,它仍然會變得太熱,所以我決定將電流減半到0.6A - 0.7A,導(dǎo)致電荷比為0.2C(3.4A * 0.2 = 0.68A)。這避免了在充電期間對電池施加壓力,因?yàn)樗浅>徛爻潆?。后來,我檢查了數(shù)據(jù)表,模塊具有4A的能力,但是,它僅限于10瓦的功率而不需要外部散熱器(自然對流)所以我的經(jīng)驗(yàn)。
董事會做到了這一點(diǎn)。它可以很好地為電池充電,但是一旦電源斷開,就會出現(xiàn)13mA的反向電流。這將需要幾個小時,但最終會耗盡電池。為了防止電流反向(從電池到充電板),存在兩種簡單的方法。第一種方法是添加機(jī)械24v。繼電器(它也應(yīng)該與固態(tài)繼電器一起工作,但我沒有測試過該選項)。當(dāng)電源連接時,繼電器將電池連接到充電板,因此,當(dāng)電源斷開時,將電池與充電板斷開。為此,繼電器的線圈連接到24v的電源。然后,電池正極連接到繼電器的常開電路。這樣,當(dāng)連接電源時,只有電池將電氣連接到電路板上。
我想嘗試的另一個選擇就是在充電板的輸出端子處使用二極管。這會迫使電流僅以一種方式流動(即從充電器流向電池)。我使用了并聯(lián)連接的兩個1N4007(雖然只使用一個應(yīng)該工作,因?yàn)樗鼈兊念~定值為1A)焊接到充電器的正輸出端子。注意二極管的極性。
要調(diào)整模塊,首先要做的是將電壓設(shè)置為所需的充電電壓。我將每個單元充電到4.15v,這意味著我們必須將模塊的輸出電壓調(diào)整到16.6v(4cells * 4.15v = 16.6v),但我們必須考慮二極管正向壓降(約0.7v) 。加起來,這使得17.3v這是我們必須使用調(diào)節(jié)電位計(更接近輸入端子的那個)設(shè)置的電壓。接下來是CC調(diào)整。必須排空電池才能開始使用。一種方法是將任何負(fù)載連接到它并等待電壓達(dá)到每個電池3.0v(總共11.8v)。然后將電流表連接到電池并連接充電模塊。它會開始充電,所以如果你使用強(qiáng)勁的電源,請小心。使用更靠近輸出端子的電位計調(diào)節(jié)流過的電流,直到電流約為600mA-700mA。比這更高的電池會快速充電,但模塊muy過熱,正如我之前解釋的那樣。
您可能還注意到我拆焊了藍(lán)色端子并將電線焊接到電路板上。這是為了略微減小音量并使外觀更清晰。
摘要: 對終端塊進(jìn)行拆焊。將電壓調(diào)整為17.3v,并將電流設(shè)置為600-700mA。將通用二極管(1N4007)添加到電路板的輸出端。
步驟8:電源按鈕
電源按鈕只是一個僅僅帶有LED指示燈的開關(guān)。開關(guān)的工作是連接和斷開放大器。電源按鈕有許多引腳,但我們將使用的是;公共引腳(標(biāo)有C),NO(常開)和LED的功率+/-。 LED應(yīng)該可以使用12v,但是我們的電池電壓更高,所以我們需要一個電阻來降低電壓。首先是用電流表測量LED在12v下的電流。在我的情況下,8.7mA。接下來,我們必須計算電阻器中所需的電壓降。我們的電池供電電壓為16.8v減去LED 11.8v的工作電壓意味著電阻器必須產(chǎn)生5v的電壓降。使用歐姆定律(V = I * R),我們可以計算所需的電阻值,因?yàn)槲覀冎缹⒘鬟^的電流(8.7mA),并且我們也知道電阻器的電壓(5v。)。 R = 574歐姆。我使用了680歐姆,因?yàn)樗俏夷苷业降淖罱咏膔esitor值。
連接如下:
- 通用:連接到XT30連接器的正面
- 否:連接到放大器(正極)
- LED的負(fù)極將接地
- LED的正極將連接到resitor,它將連接到NO(這樣,它會點(diǎn)亮)放大器連接時)。
接下來,連接XT30連接器,并為充電板,放大器和狀態(tài)LED板留下8-10厘米的電線。(檢查圖像)
記得使用《強(qiáng)力》收縮管,以防止針腳短路,使其看起來更清潔。
第9步:砍掉木頭
基本的木工技能。我使用3d打印的封面作為模板來繪制前面板和后面板的形狀。雖然它們應(yīng)該是相同的,但我建議您在切割木材之前在紙上切割形狀并檢查它是否合適。為了完成所有的木工切割,我使用了拼圖。切割面板后,我將它們打磨了一下并確保在3d打印的外殼上非常合身
步驟10:前面板[揚(yáng)聲器]
前面板非常簡單明了。從前面板開始繪制中心線的中心線。接下來,測量橡膠結(jié)束的揚(yáng)聲器的直徑(使用卡尺)。我在中心孔之間使用了13厘米的距離,但你可以使用你想要的任何距離。用手鋸切開孔。最后,安裝揚(yáng)聲器驅(qū)動器,標(biāo)記安裝孔的位置并鉆出螺釘所需的孔。我使用2.5mm * 12mm M2.5螺絲和螺母。后面板安裝也使用相同的螺釘。要鉆出后面板的相應(yīng)孔,請將其安裝,然后使用尖銳/尖端的工具(我使用小螺絲刀)打一個小標(biāo)記。使用標(biāo)記作為指導(dǎo),使用鉆頭打開必要的2mm孔。
步驟11:后面板[被動散熱器,充電端口,電池指示器]
水平指示器附帶的按鈕不是很方便,因此我們將添加自己的瞬時按鈕。首先,這是拆除原始按鈕并焊接2根連接新瞬時按鈕的電線。
要安裝無源散熱器,請使用與前面說明相同的步驟??偨Y(jié)一下,標(biāo)記組件的位置并切出必要的孔。對電源插孔執(zhí)行相同操作。對于電池指示器,鉆兩個1毫米的孔,讓LED燈發(fā)光,另一個孔用于瞬時按鈕。
第12步:完成[皮革和木材處理]
一旦木板被切割并順利貼合,就會進(jìn)行木材拋光。由于我的木材非?!鞍l(fā)白”,我決定將木材染成深色。然后我涂了木器清漆。要執(zhí)行此步驟,您應(yīng)該遵循木材清漆制造商提供的說明。你應(yīng)該得到一個漂亮的外觀和光滑的木板。讓它干燥幾個小時(取決于您的清漆)以進(jìn)行下一步。
當(dāng)木板干燥時,可以在覆蓋3d打印外殼的皮革上工作。將兩塊皮革切成外殼的長度,留下2-3厘米的工作空間。這樣,一塊皮革必須覆蓋一半的封閉物(底部或頂部),并且有大約1-2厘米的伸出,足以將其包裹在木材和3d打印的外殼之間。在一端縫合2個皮革件(我使用縫紉機(jī)因?yàn)樗欤?,你可以隨時用手),這樣一旦翻轉(zhuǎn),就不能從外面看到線。然后將皮革放在外殼上,并對剩余的一端重復(fù)此過程,并確保螺紋在每端都是最終的。如果你的皮革是拉伸的,你可以選擇一個非常舒適的合身。
步驟13:激光雕刻木板
此步驟是可選的。擁有一臺可以轉(zhuǎn)換成激光雕刻機(jī)的3D打印機(jī),可以很好地雕刻木板,因?yàn)榧す獾窨炭雌饋砗馨?,看起來很專業(yè)和清晰。我不會在這里詳細(xì)介紹,但主要是將木材裝入3d打印機(jī)床(現(xiàn)在充當(dāng)激光雕刻機(jī))并雕刻您想要的徽標(biāo),照片,繪圖或任何您喜歡的東西。使用激光時要小心,并在機(jī)器通電時始終佩戴安全眼鏡。
步驟14:繪制面板和完成
一旦木板成功雕刻,我就會對一些細(xì)節(jié)進(jìn)行著色并開始施加一些木材污漬。然后我還用指甲油畫了揚(yáng)聲器孔的邊緣(你可以使用你想要的任何顏色,我只是想使用指甲油,因?yàn)樗L時間躺著。)。面板的最后一步是清漆。在此之前,請確保所有組件都很好地適應(yīng)并且一切正確。清漆的層數(shù)取決于您的產(chǎn)品以及您希望最終外觀的方式。
步驟15:粘貼被動散熱器
干燥木材清漆,是時候?qū)⑺性赜谰玫匕惭b到它上面,首先使用一些硅膠來確保無源散熱器和木材之間的氣密密封。此外,膠下電池電量指示器和按鈕,確??諝鉄o法通過。當(dāng)我們等待硅膠/膠水干燥時,我們可以繼續(xù)下一步。
步驟16:添加皮革
現(xiàn)在是時候?qū)⑵じ锓胖貌⒄澈系轿弧J紫葘⑵浠敕馓撞H粘合邊緣,而不是整個機(jī)身。在膠水干燥時,使用一些夾子幫助皮革保持原位。
步驟17:密封前面板。
現(xiàn)在,類似于前面板步驟,將前木板密封到密封圈。我在皮革和外殼之間的間隙添加了一些膠水,最后安裝了面板。通過在木材和塑料相遇的地方使用硅膠,確保內(nèi)部完美的氣密密封。注意任何多余的膠水泄漏并損壞木材或皮革。干燥后,您可以使用相應(yīng)的螺絲安裝揚(yáng)聲器。
步驟18:電源按鈕
使用切割器,為下水道按鈕打開一個洞。此外,現(xiàn)在將皮革粘合到封閉體上是個好主意。這樣我們就可以避免形成任何脊。
步驟19:粘合充電板
確保充電板已正確調(diào)整,然后繼續(xù)安裝并永久粘貼到木板上。由于它會變熱,我使用了環(huán)氧樹脂基膠。避免在這里使用熱膠,因?yàn)樗鼤诨?。然后插入電源按鈕及其相應(yīng)的電線,并使用相應(yīng)的螺母從內(nèi)部將其固定到位。最后,將充電線焊接到電路板上。
步驟20:電池放大器組合
完成案例和小組后,只需將所有內(nèi)容整合在一起即可。首先,我在放大器的IC上添加了散熱片,以改善散熱,從而降低溫度。我還拆焊了放大器板上的接線端子。在一些6mm木材和一些熱膠的幫助下,我將放大器安裝在電池組的頂部。由于BMS,我不得不這樣做,因?yàn)樗橛趦烧咧g。如果你遵循這個指示,嘗試在其他任何地方隱藏bms,而不是像我一樣在電池之上。
步驟21:設(shè)置恰好的輸出音量
在將揚(yáng)聲器焊接到放大器板之前,下一步是將放大器設(shè)置為與揚(yáng)聲器的最大功率處理能力相匹配。在這種情況下,揚(yáng)聲器的額定值為10瓦(標(biāo)稱為RMS或eff)。在電子學(xué)中,功率等于電壓乘以電流(功率= V * I),并且通過應(yīng)用歐姆定律,我們最終得到這個公式;功率等于負(fù)載上的電壓平方(功率= V ^ 2/R),其中負(fù)載是揚(yáng)聲器的線圈電阻,功率是揚(yáng)聲器的標(biāo)稱處理功率。因此,在我的情況下(10w和8歐姆),這導(dǎo)致需要的電壓V =√R* P =√8* 10 = 8.94v。這是放大器輸出端(沒有連接揚(yáng)聲器)的電壓達(dá)到10瓦的功率輸出。使用萬用表,將探頭連接到放大器的一個通道,并將其設(shè)置為測量交流電壓。通過bluettoth設(shè)備連接放大器并將其音量設(shè)置為最大值。然后使用相應(yīng)的板載按鈕逐漸增加放大器音量,直到達(dá)到大約8v?,F(xiàn)在您可以繼續(xù)下一步并連接揚(yáng)聲器。
注意:超過揚(yáng)聲器的標(biāo)稱功率處理能力可能會因揚(yáng)聲器線圈而嚴(yán)重?fù)p壞揚(yáng)聲器。我建議名義上只有8-9瓦。此外,D類放大器在高音量時往往會扭曲很多,因此保持相對中等音量是個好主意。
步驟22:連接和焊接放大器
然后,揚(yáng)聲器被焊接到放大器,確保揚(yáng)聲器和放大器板上標(biāo)記的極性正確匹配。同樣,將電源線焊接到放大器。
此時,一切都應(yīng)該正常工作,所以是時候進(jìn)行測試了。打開它,測試放大器。尋找電池/放大器或任何電線的過熱。如果一切正常,我們可以繼續(xù)下一步。
步驟23:后面板安裝
最后,將剩余的皮革粘到封閉物上(如果需要的話切掉多余的)并在膠水干燥時將其夾緊。使用一些雙面膠帶(或熱膠)將電池連接到機(jī)箱底部。將直流電源端子焊接到充電電路并焊接電池指示器。記得使用熱縮管來防止發(fā)生短路。
為了改善聲學(xué)效果,請抓住一些棉花并將其放入表殼內(nèi)。這應(yīng)該對低音擴(kuò)展有所幫助。
步驟24:擰緊后面板
由于我的設(shè)計不當(dāng),2個螺絲固定后面板與內(nèi)部電池重疊。解決這個問題的方法是減少這兩個螺釘以適應(yīng)尺寸。除此之外,構(gòu)建完成。
步驟25:完成和結(jié)論
總的來說,它是一款外觀漂亮的全功能便攜式藍(lán)牙音箱。聲音非常好,充滿低音,大音量時充足的電池壽命,并且具有非常漂亮的外觀和光潔度。深色漆木與黑色皮革相得益彰,激光雕刻的字母確實(shí)給人以驚艷的外觀。此外,如果沒有考慮到3D打印和激光雕刻的制造過程,電子設(shè)備非常便宜(低于50歐元),并且一些組件可以從廢舊電子設(shè)備中挽救。鋰電池可以很容易地在筆記本電腦和其他電子產(chǎn)品上找到??梢曰厥罩绷鞫丝?,因此可以回收電線。此外,如果您沒有尋找有力的低音響應(yīng),則無需實(shí)現(xiàn)無源輻射器。
-
音箱
+關(guān)注
關(guān)注
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