Modulär Bluetooth högtalare

Hej!
Längesedan man lade upp något här!
Studerar Industridesign på Lunds tekniska högskola. Har nu ett projekt där jag har valt att göra en Bluetooth högtalare.
Tanken är att man skall kunna koppla loss höger och vänster högtalare från en dockningsstation. Båda högtalarna är batteridrivna och laddas trådlöst via dockan. Detta gör det möjligt att placera ut dem vid var sin sida av t.ex. datorn för ett bättre stereoljud.

I denna tråd kommer jag löpande skriva uppdateringar och ladda upp bilder på processen. Men även ställa frågor om hjälp till er som är mer kunniga än jag själv!

Har inte pysslat mycket med ljud och denna sortens teknik förut, så jag har läst på en hel del. Började med att ta reda på vilka delar jag behövde, för att få en uppfattning om storleken så att jag kunde börja jobba med utformningen av högtalarna. Nu har jag beställt och fått hem de flesta delar som jag behöver för att få allt att fungera (troligtvis är vissa delar fel, då jag var lite väl snabb vid beställningen). Kan länka till alla delar som jag beställt längre ner!

Design

I uppgiften var det rekommenderat att designa produkten för ett befintligt företag. Spelar ingen större roll vad de sysslar med, utan mer att man tillämpar deras formspråk till produkten. Jag valde det danska hörlursföretaget AIAIAI. Deras design är skandinavisk och enkel. Jag gillar även färgvalet med den svarta gummibeläggningen.

Skissade först på olika alternativ, gick därefter in i SketchUp och gjorde några enkla modeller av högtalarna.

Detta var första idén. Vardera högtalare har stereoljud. När de står upp sprids ljudet åt båda hållen.

Gjorde även en modell i fullskala i 2mm kartong för att få en bättre uppfattning.
Problemet här är att ljudbilden blir konstig om man inte ställer in på något sätt så att den högra högtalaren spelar bara högerljud trots att den är stereo och samma med den vänstra. Även orienteringen av högtalaren är otydlig då den är liggandes vid dockning.

Så jag gjorde det lite enklare för mig och designade en mindre variant med endast en kanal i vardera högtalare.

Dessa liknar mer klassiska stereo högtalare. Byggde in ett handtag på laddningsstationen så att de lättare går att förflytta när de dockade.

Modellen på denna lösning gjorde jag i någon sorts skumplast som jag sedan lackerade svart.
Anledningen att högtalarna svävar vid dockning är för att man hakar på dem genom att vrida dem ett snäpp (ungefär som när man byter objektiv på kameran).

Håller på att göra en mer noggrann modell i Autodesk Alias nu. När den är klar har jag tänkt att 3D-printa allt i en pulver printer. Sjukt dyrt dock...

Teknik

Här har vi en lista på alla delar som jag har beställt i nuläget:

Högtalare:
https://www.brl.se/sv/artiklar/dayton-audio-nd658.html
Diskant:
https://www.brl.se/sv/artiklar/dayton-audio-nd20fa-6-.html
Förstärkare:
https://www.aliexpress.com/item/OEP30Wx2-Module-Class-D-Digital-Power-Amplifier-Board-Replace-TDA8932/32761426446.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.KaGjwO
Bluetooth modul:
https://www.aliexpress.com/item/Aiyima-CSRA64215-4-0-4-2-Bluetooth-Audio-Module-APTX-LL-TWS-I2S-Output/32716171541.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.KaGjwO
Battery BMS protection board:
https://www.aliexpress.com/item/Aoshike-5pcs-Battery-BMS-Protection-PCB-Board-for-3-4-packs-18650-Li-ion-lithium-Battery/32580374832.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.KaGjwO
Batterier:
https://www.aliexpress.com/item/2017-Liitokala-New-Original-For-Panasonic-NCR-18650-3400mah-Rechargeable-Li-ion-3-7V-3400-battery/32362609808.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.KaGjwO
Batteri-indikator:
https://www.aliexpress.com/item/1-PC-1s-2s-3s-4s-5s-Lithium-C...
Trådlös laddning:
https://www.aliexpress.com/item/12V2A-High-Power-8mm-18mm-Wireless-Power-Supply-Module-Wireless-Power-Supply-Module-Module-Circuit-Diagram/32810139147.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.KaGjwO
Spänningsregulator:
https://www.kjell.com/se/sortiment/el-verktyg/arduino/stromforsorjning/luxorparts-variabel-mini-spanningsregulator-switchad-p90771
Knappar:
https://www.kjell.com/se/sortiment/el-verktyg/arduino/tillbehor/luxorparts-tryckknapp-pcb-6x6x5-mm-100-pack-p90645
Ground-loop isolator:
https://www.conrad.se/websale8/?Ctx=%257bver%252f8%252fver%25...
Delningsfilter:
https://www.conrad.se/Monacor-DN-1.htm?websale8=conrad-swe&pi=1331514&ci=SHOP_AREA_22499_1322050

Kopplade en högtalare och diskant genom delningsfiltret till en av förstärkarna, lödde fast en 12v nätadapter och 3.5mm uttag för att se om det fungerade. Det gjorde det, men diskanten var lite väl tydlig. Jag upptäckte när jag höll på att diskanten är på 6ohm och delningsfiltret för 8ohm. Behöver jag byta till en annan diskant eller delningsfilter?

En annan miss som jag upptäckte lite sent var att jag hade skaffat 5v till 5v DC/DC ground-loop isolator till Bluetooth modulen när den drivs av 3,3 - 4,2v (utifrån min research är det viktigt att ha en sådan mellan Bluetooth modulen och spänningsregulatorn för att det inte ska bli några störningar i signalen).

Det som jag tänkt göra härnäst är att bygga en enkel modell i trä som liknar min design, koppla in högtalarelementen och pröva hur ljudet blir.

Har ni frågor eller tips så är det bara att skriva!

/Jakob

@mrqaffe: Tack för informationen! Har kollat lite på att bygga ett eget delningsfilter, men har inte tagit mig tiden att sätta in mig i det ännu. Får väl ta och göra det nu då!:)
En dsp verkar ju inte helt fel! Hittade en relativt kompakt 2-vägs dsp hos:
https://www.minidsp.com/products/minidspkits/2-x-in-4-x-out
Dock lite väl dyr kanske. Med den tekniken som jag har just nu kommer man koppla upp sig via Bluetooth 4.2, vet inte om en dsp är lite overkill för det?

Anledningen att jag valde CSRA64215 som bluetooth modul är för att den har funktionen att parkoppla med varandra via TWS funktionen. Då räcker det att koppla upp sig till en av enheterna för att få ett trådlöst stereo ljud. Är lite osäker på kopplingsschemat. Är det någon som har lite bättre koll så får ni gärna förklara.
Här är lite olika scheman som jag lyckats få fram:

Här är schemat som jag fick med när jag beställde produkten:

Den ska ju kopplas till förstärkaren på något sätt, men på bilderna ser det ut som den kopplas via högtalarelementen. Ska det inte gå via förstärkarens input?

Såhär har jag testat att kopplat högtalarna till förstärkaren:

Tänker att Bluetooth modulen ska kopplas till INL, AGND och INR som jag har kopplat till 3,5mm uttaget för tillfället.

@mrqaffe:

Grymt, tack! Jag ska pröva att experimentera med en resistor!

Jag prövade att löda på bluetooth modulen till ljudsystemet. Från ströminmatningen kopplade jag på en spänningsregulator som jag sänkte till 4.2V. Ljudutgången från bluetooth-modulen kopplade jag till LN, LP, RN och RP.
LN och RN kopplade jag samman och lödde fast till ground (AGND) på förstärkarens ljudingång.
LP och RP lödde jag fast till INL respektive INR.

Bluetooth-modulen startar och går att ansluta till. Problemet är att jag inte får ut något ljud. Rör jag med fingret vid någon av kablarna på modulen så får jag ljud ut i högtalarna, så det övriga fungerar fortfarande som det ska. Har jag kopplat fel någonstans?