Dr. Zoidberg
Well-known-Papá Pitufo
La verdad es que no sabía si crear un hilo nuevo o agregarlo en el hilo de "Fotos de Baffles hechos en casa", pero decidí crear un tema nuevo por que voy a tratar de mostrar como realizar el diseño de un subwoofer desde cero: comenzando con el análisis del parlante, la caja, los filtros necesarios y el amplificador que va a excitarlo. Para aquellos que lean esto les aclaro: Esta no es una guia completa de como diseñar cualquier subwoofer, sino que muestra como hice yo para diseñar mi subwoofer basado en los parlantes que tenía en casa ocupando espacio y los amplificador que había armado pero nunca había puesto en uso. También muestra las restricciones de costo involucradas y algunas consideraciones estéticas que definieron su aspecto. Si a otros también les sirve para algo...bienvenido sea! (y yo creo que al menos la metodología que he usado les puede servir), pero no crean que cualquiera va a poder armar cualquier sub con esta descripción que voy dar...estan advertidos.
Bueno, la historia comienza cuando postié este hilo sobre como diseñar cajas con un metodo "mas científico" en lugar de meter el parlante en el primer cajón que encontrábamos o que nos parecía bonito. En ese hilo mencioné que los primeros parlantes que había medido eran unos denominados Moon L1230, de los cuales no pude encontrar ninguna referencia en la web salvo unos muy parecidos en la página de Nippon America, pero que se llamaban diferente. Los parámetros T/S relevados eran medios espantosos y la caja necesaria para lograr una respuesta de Alta Fidelidad era un cajón de 1100 litros de capacidad. Como era imposible poner semejante caja en alguna parte, en ese post les mostré cual era la respuesta del parlante en una caja de 100 litros y se veía claramente un pico de 3dB en los alrededores de los 60Hz y una frecuencia de corte (-3dB) de 40Hz. Este pico duplica la potencia sonora de las señales de audio cuya frecuencia cae por ahí cerca, así que de Hi-Fi iba a tener bastante poco. Viendo estas cosas...guardé estos parlantes y armé unos baffles pequeños que mostré en este post. Luego de un tiempo de ajustes, logré que sonaran muy bien, pero solo llegan a una frecuencia de 80Hz (en bajada y con viento a favor), así que les falta el auxilio del subwoofer que llegara a los 20 o 25Hz...pero no lo tenía.
Ya que me hace falta un subwoofer y estaban esos parlantes Moon dando vueltas y ocupando espacio en mi casa, decidí que sería un muy buen ejercicio diseñar un sub usandolos y corrigiendo su comportamiento por medio de algo de electrónica extra, con el fin de obtener el mejor sonido posible de esos cachivaches (que además están nuevos y sin uso). Vamos ahora a hacer el análisis de cual es el volumen que tendremos que darle a la caja, pero surge la primer restricción: No puedo hacerla de cualquier tamaño ni forma por que en el living de mi casa no hay ningún lugar apropiado para poner el sub, así que va a ser necesario meterlo abajo o atrás de algún mueble. Mirando el lugar donde están puestos los otros parlantes, encontré cerca de uno de ellos un espacio libre de mas o menos 40cm x 37cm x 55cm lo que me daba un volumen global de 82 lts, pero a eso había que descontarle el espesor de la madera utilizada para la construcción, mas el espacio requerido para colocar un frente de protección por si a alguien se le ocurre patear el subwoofer. Así que tomé los parámetros T/S del parlante, y con el WinISD fuí simulando varios volúmenes diferentes para ver que sucedía con la respuesta del parlante. La primer figura que les adjunto muestra la respuesta del parlante para cajas de 200, 70 y 43 lts (la secuencia de las imágenes es de izquierda a derecha, y de arriba hacia abajo). Ya se que el valor de 43 lts es medio raro, pero resulta que tengo una caja de ese volumen en MDF de 15mm así que si la podía usar...me iba a ahorrar unos pesos.
Yo ya sabía que la eliminación del pico y la extensión del rango de frecuencias bajas se puede lograr sin problemas usando lo que se llama la Transformación de Linkwitz (acá está la explicación de este esquema pero hace falta saber algunas cosas para entenderla), que basicamente consiste en agregar un circuito electrónico que cancele los polos de la función de transferencia del parlante en la caja y los reemplace por polos elegidos a nuestro antojo. Haciendo eso, logramos modificar la curva de respuesta del parlante y extenderla en bajas frecuencias hasta donde queramos. Esto lo pueden apreciar en la ultima grafica (abajo a la derecha) de la primer imagen. Para llegar a este resultado se eligió una frecuencia de corte de 30Hz y un QTC de 0.8, que si bien genera un pequeñísimo sobreimpulso en la respuesta del parlante, nos regala 3 o 4 Hz extra de extensión en bajas frecuencias, así que vamos a llegar sin problemas a los 25 Hz, que es la frecuencia de corte que estoy buscando (y que es casi una octava inferior a la frecuencia de corte de los volumenes evaluados).
Como nada es gratis en esta vida, el precio de esta modificación se paga con potencia extra que es necesario darle al parlante para llegar a la mas baja frecuencia deseada, así que vamos a analizar, para cada volumen, cuanta potencia demanda la transformadorrmación de Linkwitz, ya que para mover el sub tengo a disposición dos amplificador de 100W o 200W en puente (el proyecto 3A de ESP) que armé y probé hace como dos años, pero nunca monté en caja ni nada...así que también ocupan espacio inutilmente. En la segunda imagen que les adjunto pueden ver las demandas de potencia del amplificador en función de la frecuencia para las cajas de 200, 70 y 43 lts. Si miramos la cantidad de potencia necesaria a la frecuencia de corte (25Hz) vemos, que para la caja de 200 lts hacen falta 20W, para la de 70 lts hacen falta 65W y para la de 43 lts son necesarios 160W. Acá ya podemos ver con cual volumen nos vamos a quedar...sip, con el de 70 lts, ya que la de 200 es muy grande y la de 43 lts requiere mucha potencia, que no tengo disponible ni el parlante va a aguantar (el parlante dice que es de 400W pero si lo miramos de cerca...hummmm). Además, la de 70 lts es la que mejor se adapta al volumen disponible debajo del mueble.
Bien, si miran las curvas de la segunda figura, van a ver que a frecuencias inferiores a la de corte la demanda de potencia sigue creciendo, pero esto es inútil, por que debajo de 20Hz no podemos escuchar nada y solo sentimos las vibraciones. Que tengamos vibraciones de 20Hz está OK, pero por debajo de esto es medio inutil permitirlas, en particular por que NO HAY MUSICA GRABADA con esas frecuencias y por que ese tipo de frecuencias se suelen generar en los alabeos de los CD y DVD, así que vamos a ayudar a nuestro amplificador y vamos a meter un filtro pasa-altos antes de la Transformación de Linkwitz, para que atenúe las frecuencias que no queremos tener. En la tercer imagen adjunta, pueden ver la respuesta del parlante y las demandas de potencia con un filtro pasa-altos de 7Hz (a la izquierda) y de 15Hz (a la derecha). Los filtros evaluados son de primer orden, ya que los podemos poner muy fácilmente en el circuito como etapas de eliminación de CC. Si bien el de 15Hz ayuda a bajar los requisistos de potencia necesarios, vamos a usar el de 7Hz que nos permite el paso sin problemas de señales de hasta 20Hz que van a ayudar a la "sensación" de los graves, aunque demandará una mayor cantidad de potencia.
Con el tema de la potencia hay muchas cosas que considerar, y entre ellas están:
1- La sensiblidad del woofer (en dB/W/m): es mi caso, WinISD me calcula una sensiblidad de 88.5 dB/W/m, mientras que los otros parlantes tienen una sensibilidad de alrededor de 92.5 dB/W/m. Eso significa que para equiparar la respuesta sonora de todos los baffles, voy a tener que entergarle 4 dB más al woofer, o lo que es lo mismo, que la potencia al woofer va a tener que ser 2.6 veces la estimada anteriormente.
2- La amplitud de las señales disponibles en el rango de frecuencias en las que va a trabajar el subwoofer: sobre esto no he encontrado mucho, pero en un artículo de ESP, uno de los lectores realizó un estudio sobre música digitalizada y llegó a determinar que por debajo de los 40Hz, en promedio, la señales musicales eran 11dB inferiores al resto de la gama de frecuencias disponible. Sinceramente no sé que tan bueno es este análisis...
En base a lo anterior, la potencia necesaria en el amplificador vendrá dada por:
* El rango dinámico de la música: aún con compresión, la potencia máxima de los amplificador de los graves-medios-altos va a estar 6dB (peor caso) por debajo de la maxima del amplificador. Como estos son de 40W cada uno, vamos a tomar que como maximo le vamos a sacar 10W (los gráficos de la segunda imagen están hechos con esa potencia como referencia).
* La potencia necesaria para el sub es de alrededor de 9dB la de los satélites cuando opera la TL (ver los diagramas de la tercer imagen), así que en este caso es de 80W, pero como necesita 2.6 veces mas por la eficiencia de los parlantes, llegamos a que son necesarios 210W.
* Suponiendo que el estudio de la amplitud de las señales sea correcto, hay que disminuir esta potencia en mas o menos 6dB, que es el caso mas desfavorable del estudio, lo que nos dá 55W para redondear...con cualquier género musical. Como tengo posibilidad de 200W con los amplificador en puente, pero el transformador tiene solo 170W disponibles, si considero la eficiencia de un 66% a plena potencia, significa que puedo disponer de 115W lo que me daría buen margen para excitar el subwoofer. Moraleja...armar el amplificador en puente.
Si se perdieron con estas cuentas, lo repetimos en dB que es más fácil:
1- Potencia inicial: 40W
2- Rango dinámico: -6dB (peor caso)
3- Corrección TL: +9dB
4- Corrección por sensibilidad: +4dB
5- Potencia real de las señales graves: -6dB (peor caso)
Con lo que la corrección total es la suma de las correcciones parciales: -6dB+9dB+4dB-6dB=+1dB (esto es 1.3)
Multiplicamos la potencia inicial por 1.3 y nos dá cuanto hay que meterle al sub: 40W * 1.3 = 52W
Vean que en este punto ya casi hemos definido todo el sistema de subwoofer que hay que armar:
1-Tenemos el volumen de la caja a construir.
2-Tenemos la potencia necesaria para el amplificador.
3-Tenemos los parámetros necesarios para la Transformación de Linkwitz.
4-Tenemos el filtro pasa-altos que hay que usar.
EDITO (25/07/2009):
Hay un tema que no he tratado en lo anterior y que es importante considerar, y se refiere a la Excursión Lineal Maxima (Xmax) del parlante. Les digo que este tema es importante por que las limitaciones en la maxima excursión lineal del parlante implican distorsión y limitaciones en la potencia máxima a aplicar, aparte de la perdida de capacidad de "mover aire" del parlante. Este es un parámetro muy crítico, pero lamentablmente no he podido considerarlo en el análisis por que no hay ninguna especificación de estos parlantes que estoy usando, y ese parámetro no es posible determinarlo sin equipamiento muy sofisticado o desarmando el parlante para ver el recorrido del bobinado dentro de la zona de influencia magnética del iman. Este parametro, normalmente, es dado por el fabricante, pero como no sé quien es y seguramente ni siquiera debe saber de que se trata esto...voy mal por ese lado.
Lo unico que me salva de problemas mas serios es el hecho que la corrección necesaria final por la TdeL no es tan grande, así que no le vamos a aplicar, por lo general, tanta potencia adicional para corregirlo. Pero consideren clave el análisis de este parámetro en un sub que opere con mayores exigencias, por ejemplo...acompañando un par de cajas excitadas a mayor potencia que los 40W por canal que yo tengo disponibles.
FIN EDICION
Como este hilo habla de la caja, vamos ahora a centrarnos en el primer ítem de la lista:
Diseño de la Caja:
Bueno, la parte principal del diseño ya está resuelta del análisis hecho con el WinISD, así que vamos a ver como la armamos.
Lo primero es el material, pero acá no voy a pensar mucho por que me encanta usar MDF. Como van a reproducirse frecuencias muy bajas a potencias medias-altas, vamos a elegir un MDF que sea resistente y pesado, para que la caja no "camine" sola cuando la sacudan los graves. Para este caso, elegí MDF de 18mm para una caja con medidas externas de 40,6cm x 42cm x 49,6cm. Descontando el espesor del MDF y algunas otras cosas esto me dá un volumen interno de 61.3 lts. Si bien este volumen es inferior al de 70 lts evaluado, vamos a amortiguar la caja con fibra de vidrio para aumentar el volumen visto por el sonido (hay toda una teoría termodinámica sobre esto, por la cual, mediante el amortiguamiento, las compresiones del aire dentro de la caja pasan de ser adiabáticas a isotérmicas y así el volumen aumenta hasta un 40%) y vamos a considerar un aumento del 15% del volumen para llegar hasta los 70 lts.
Hay que considerar que esta caja vá completamente sellada (no es bass-reflex), así que hay que tomarse el trabajo de preveer estos sellos en todas partes. También habrán visto que la caja está preparada para desmontar rápidamente el panel frontal donde esta sujeto el parlante. Esto es así por que el amortiguamiento de la caja es hecho "a ojo", así que es probable que haya que agregarle o quitarle fibra de vidrio, pero hasta que no la pruebe con la potencia real que va a excitarla, no tengo forma de saber que tan bien amortiguada está.
Y ya que hablamos del amortiguamiento, en este caso solo lo usamos para "ampliar" virtualmente el volumen de la caja. Las dimensiones de la caja fueron analizadas con un programa llamado BoxNotes para determinar cuales eran las frecuencias de resonancias internas y analizar si el amortiguamiento también iba a tener que luchar contra ellas. En esto tuve suerte (bue..no tanta, por que la caja cubre un par de relaciones doradas a propósito), ya que la frecuencia de resonancia mas baja, como era de esperarse, es la producida entre ambas paredes laterales, que resulta de 373Hz. Como este sub va a ser cortado cerca de los 150Hz, no hay forma de que naturalmente se produzca ninguna onda estacionaria, pero hay que tener cuidado con las distorsiones inducidas por el parlante, ya que alguna armónica podría coincidir con las frecuencias de resonancia. De todas formas, no es para preocuparse mucho, por que el amortiguamiento se va a encargar de ellas, ya que son 10cm de fibra de vidrio (dos capas de 5cm) en todas las paredes excepto el panel frontal.
Bueno, como construir una caja es bastante simple, aunque laborioso, los dejo en compañia de la cuarta, quinta y sexta imagen, donde van a poder apreciar la idea con la que esta construida la caja. En una de las fotos se puede apreciar la caja ubicada en el lugar donde va a ir colocada, a modo de validación de las dimensiones. En las ultimas fotos, se ve la caja ya terminada. El acabado externo está hecho con cuerina negra (cuero ecológico le dicen ahora, ja!) para que haga juego con los sillones que están cerca, y que también son negros. Lo unico malo de este tipo de acabado, es que luego de estar como dos horas con el cemento de contacto, aun con las ventanas abiertas (que frrriiioooo!), había quedado medio volado, pero bueno...es parte del trabajo que hay que hacer.
En cuanto a costos finales de este baffle, les puedo decir (a julio del 2009, en pesos argentinos):
1- MDF 18mm x 1 m² + listón de pino 2x2cm x 3mts: $72.00
2- 1.2 mts de cuerina negra x 1.40mts de ancho: $18.00
3- Tornillería, cola de carpintero y cemento de contacto: $15:00
4- Mas cemento de contacto (uuuuhhhhhh!): $4.50
5- Ficha de conexión a los cables (no se ve en las fotos): $3.00
6- Parlante: la basura esa me salió $50.00 hace como dos años.
7- Sellador: los restos de un pomo viejo con el sellé las ventanas. $0.00
Total: $115.00 sin parlante
Hacerlo todo uno mismo....NO TIENE PRECIO, para todo lo demás esta Mast***** perdón!..no quiero hacer propaganda.
Bueno, en proximas entregas en los subforos correspondientes, vamos a analizar el diseño de los filtros y del circuito de la Transformación de Linkwitz.
Espero que esto les haya parecido interesante y de ser así, siguiendo este link está la segunda parte con el diseño, cálculo e implementación de los filtros.
Saludos!
Bueno, la historia comienza cuando postié este hilo sobre como diseñar cajas con un metodo "mas científico" en lugar de meter el parlante en el primer cajón que encontrábamos o que nos parecía bonito. En ese hilo mencioné que los primeros parlantes que había medido eran unos denominados Moon L1230, de los cuales no pude encontrar ninguna referencia en la web salvo unos muy parecidos en la página de Nippon America, pero que se llamaban diferente. Los parámetros T/S relevados eran medios espantosos y la caja necesaria para lograr una respuesta de Alta Fidelidad era un cajón de 1100 litros de capacidad. Como era imposible poner semejante caja en alguna parte, en ese post les mostré cual era la respuesta del parlante en una caja de 100 litros y se veía claramente un pico de 3dB en los alrededores de los 60Hz y una frecuencia de corte (-3dB) de 40Hz. Este pico duplica la potencia sonora de las señales de audio cuya frecuencia cae por ahí cerca, así que de Hi-Fi iba a tener bastante poco. Viendo estas cosas...guardé estos parlantes y armé unos baffles pequeños que mostré en este post. Luego de un tiempo de ajustes, logré que sonaran muy bien, pero solo llegan a una frecuencia de 80Hz (en bajada y con viento a favor), así que les falta el auxilio del subwoofer que llegara a los 20 o 25Hz...pero no lo tenía.
Ya que me hace falta un subwoofer y estaban esos parlantes Moon dando vueltas y ocupando espacio en mi casa, decidí que sería un muy buen ejercicio diseñar un sub usandolos y corrigiendo su comportamiento por medio de algo de electrónica extra, con el fin de obtener el mejor sonido posible de esos cachivaches (que además están nuevos y sin uso). Vamos ahora a hacer el análisis de cual es el volumen que tendremos que darle a la caja, pero surge la primer restricción: No puedo hacerla de cualquier tamaño ni forma por que en el living de mi casa no hay ningún lugar apropiado para poner el sub, así que va a ser necesario meterlo abajo o atrás de algún mueble. Mirando el lugar donde están puestos los otros parlantes, encontré cerca de uno de ellos un espacio libre de mas o menos 40cm x 37cm x 55cm lo que me daba un volumen global de 82 lts, pero a eso había que descontarle el espesor de la madera utilizada para la construcción, mas el espacio requerido para colocar un frente de protección por si a alguien se le ocurre patear el subwoofer. Así que tomé los parámetros T/S del parlante, y con el WinISD fuí simulando varios volúmenes diferentes para ver que sucedía con la respuesta del parlante. La primer figura que les adjunto muestra la respuesta del parlante para cajas de 200, 70 y 43 lts (la secuencia de las imágenes es de izquierda a derecha, y de arriba hacia abajo). Ya se que el valor de 43 lts es medio raro, pero resulta que tengo una caja de ese volumen en MDF de 15mm así que si la podía usar...me iba a ahorrar unos pesos.
Yo ya sabía que la eliminación del pico y la extensión del rango de frecuencias bajas se puede lograr sin problemas usando lo que se llama la Transformación de Linkwitz (acá está la explicación de este esquema pero hace falta saber algunas cosas para entenderla), que basicamente consiste en agregar un circuito electrónico que cancele los polos de la función de transferencia del parlante en la caja y los reemplace por polos elegidos a nuestro antojo. Haciendo eso, logramos modificar la curva de respuesta del parlante y extenderla en bajas frecuencias hasta donde queramos. Esto lo pueden apreciar en la ultima grafica (abajo a la derecha) de la primer imagen. Para llegar a este resultado se eligió una frecuencia de corte de 30Hz y un QTC de 0.8, que si bien genera un pequeñísimo sobreimpulso en la respuesta del parlante, nos regala 3 o 4 Hz extra de extensión en bajas frecuencias, así que vamos a llegar sin problemas a los 25 Hz, que es la frecuencia de corte que estoy buscando (y que es casi una octava inferior a la frecuencia de corte de los volumenes evaluados).
Como nada es gratis en esta vida, el precio de esta modificación se paga con potencia extra que es necesario darle al parlante para llegar a la mas baja frecuencia deseada, así que vamos a analizar, para cada volumen, cuanta potencia demanda la transformadorrmación de Linkwitz, ya que para mover el sub tengo a disposición dos amplificador de 100W o 200W en puente (el proyecto 3A de ESP) que armé y probé hace como dos años, pero nunca monté en caja ni nada...así que también ocupan espacio inutilmente. En la segunda imagen que les adjunto pueden ver las demandas de potencia del amplificador en función de la frecuencia para las cajas de 200, 70 y 43 lts. Si miramos la cantidad de potencia necesaria a la frecuencia de corte (25Hz) vemos, que para la caja de 200 lts hacen falta 20W, para la de 70 lts hacen falta 65W y para la de 43 lts son necesarios 160W. Acá ya podemos ver con cual volumen nos vamos a quedar...sip, con el de 70 lts, ya que la de 200 es muy grande y la de 43 lts requiere mucha potencia, que no tengo disponible ni el parlante va a aguantar (el parlante dice que es de 400W pero si lo miramos de cerca...hummmm). Además, la de 70 lts es la que mejor se adapta al volumen disponible debajo del mueble.
Bien, si miran las curvas de la segunda figura, van a ver que a frecuencias inferiores a la de corte la demanda de potencia sigue creciendo, pero esto es inútil, por que debajo de 20Hz no podemos escuchar nada y solo sentimos las vibraciones. Que tengamos vibraciones de 20Hz está OK, pero por debajo de esto es medio inutil permitirlas, en particular por que NO HAY MUSICA GRABADA con esas frecuencias y por que ese tipo de frecuencias se suelen generar en los alabeos de los CD y DVD, así que vamos a ayudar a nuestro amplificador y vamos a meter un filtro pasa-altos antes de la Transformación de Linkwitz, para que atenúe las frecuencias que no queremos tener. En la tercer imagen adjunta, pueden ver la respuesta del parlante y las demandas de potencia con un filtro pasa-altos de 7Hz (a la izquierda) y de 15Hz (a la derecha). Los filtros evaluados son de primer orden, ya que los podemos poner muy fácilmente en el circuito como etapas de eliminación de CC. Si bien el de 15Hz ayuda a bajar los requisistos de potencia necesarios, vamos a usar el de 7Hz que nos permite el paso sin problemas de señales de hasta 20Hz que van a ayudar a la "sensación" de los graves, aunque demandará una mayor cantidad de potencia.
Con el tema de la potencia hay muchas cosas que considerar, y entre ellas están:
1- La sensiblidad del woofer (en dB/W/m): es mi caso, WinISD me calcula una sensiblidad de 88.5 dB/W/m, mientras que los otros parlantes tienen una sensibilidad de alrededor de 92.5 dB/W/m. Eso significa que para equiparar la respuesta sonora de todos los baffles, voy a tener que entergarle 4 dB más al woofer, o lo que es lo mismo, que la potencia al woofer va a tener que ser 2.6 veces la estimada anteriormente.
2- La amplitud de las señales disponibles en el rango de frecuencias en las que va a trabajar el subwoofer: sobre esto no he encontrado mucho, pero en un artículo de ESP, uno de los lectores realizó un estudio sobre música digitalizada y llegó a determinar que por debajo de los 40Hz, en promedio, la señales musicales eran 11dB inferiores al resto de la gama de frecuencias disponible. Sinceramente no sé que tan bueno es este análisis...
En base a lo anterior, la potencia necesaria en el amplificador vendrá dada por:
* El rango dinámico de la música: aún con compresión, la potencia máxima de los amplificador de los graves-medios-altos va a estar 6dB (peor caso) por debajo de la maxima del amplificador. Como estos son de 40W cada uno, vamos a tomar que como maximo le vamos a sacar 10W (los gráficos de la segunda imagen están hechos con esa potencia como referencia).
* La potencia necesaria para el sub es de alrededor de 9dB la de los satélites cuando opera la TL (ver los diagramas de la tercer imagen), así que en este caso es de 80W, pero como necesita 2.6 veces mas por la eficiencia de los parlantes, llegamos a que son necesarios 210W.
* Suponiendo que el estudio de la amplitud de las señales sea correcto, hay que disminuir esta potencia en mas o menos 6dB, que es el caso mas desfavorable del estudio, lo que nos dá 55W para redondear...con cualquier género musical. Como tengo posibilidad de 200W con los amplificador en puente, pero el transformador tiene solo 170W disponibles, si considero la eficiencia de un 66% a plena potencia, significa que puedo disponer de 115W lo que me daría buen margen para excitar el subwoofer. Moraleja...armar el amplificador en puente.
Si se perdieron con estas cuentas, lo repetimos en dB que es más fácil:
1- Potencia inicial: 40W
2- Rango dinámico: -6dB (peor caso)
3- Corrección TL: +9dB
4- Corrección por sensibilidad: +4dB
5- Potencia real de las señales graves: -6dB (peor caso)
Con lo que la corrección total es la suma de las correcciones parciales: -6dB+9dB+4dB-6dB=+1dB (esto es 1.3)
Multiplicamos la potencia inicial por 1.3 y nos dá cuanto hay que meterle al sub: 40W * 1.3 = 52W
Vean que en este punto ya casi hemos definido todo el sistema de subwoofer que hay que armar:
1-Tenemos el volumen de la caja a construir.
2-Tenemos la potencia necesaria para el amplificador.
3-Tenemos los parámetros necesarios para la Transformación de Linkwitz.
4-Tenemos el filtro pasa-altos que hay que usar.
EDITO (25/07/2009):
Hay un tema que no he tratado en lo anterior y que es importante considerar, y se refiere a la Excursión Lineal Maxima (Xmax) del parlante. Les digo que este tema es importante por que las limitaciones en la maxima excursión lineal del parlante implican distorsión y limitaciones en la potencia máxima a aplicar, aparte de la perdida de capacidad de "mover aire" del parlante. Este es un parámetro muy crítico, pero lamentablmente no he podido considerarlo en el análisis por que no hay ninguna especificación de estos parlantes que estoy usando, y ese parámetro no es posible determinarlo sin equipamiento muy sofisticado o desarmando el parlante para ver el recorrido del bobinado dentro de la zona de influencia magnética del iman. Este parametro, normalmente, es dado por el fabricante, pero como no sé quien es y seguramente ni siquiera debe saber de que se trata esto...voy mal por ese lado.
Lo unico que me salva de problemas mas serios es el hecho que la corrección necesaria final por la TdeL no es tan grande, así que no le vamos a aplicar, por lo general, tanta potencia adicional para corregirlo. Pero consideren clave el análisis de este parámetro en un sub que opere con mayores exigencias, por ejemplo...acompañando un par de cajas excitadas a mayor potencia que los 40W por canal que yo tengo disponibles.
FIN EDICION
Como este hilo habla de la caja, vamos ahora a centrarnos en el primer ítem de la lista:
Diseño de la Caja:
Bueno, la parte principal del diseño ya está resuelta del análisis hecho con el WinISD, así que vamos a ver como la armamos.
Lo primero es el material, pero acá no voy a pensar mucho por que me encanta usar MDF. Como van a reproducirse frecuencias muy bajas a potencias medias-altas, vamos a elegir un MDF que sea resistente y pesado, para que la caja no "camine" sola cuando la sacudan los graves. Para este caso, elegí MDF de 18mm para una caja con medidas externas de 40,6cm x 42cm x 49,6cm. Descontando el espesor del MDF y algunas otras cosas esto me dá un volumen interno de 61.3 lts. Si bien este volumen es inferior al de 70 lts evaluado, vamos a amortiguar la caja con fibra de vidrio para aumentar el volumen visto por el sonido (hay toda una teoría termodinámica sobre esto, por la cual, mediante el amortiguamiento, las compresiones del aire dentro de la caja pasan de ser adiabáticas a isotérmicas y así el volumen aumenta hasta un 40%) y vamos a considerar un aumento del 15% del volumen para llegar hasta los 70 lts.
Hay que considerar que esta caja vá completamente sellada (no es bass-reflex), así que hay que tomarse el trabajo de preveer estos sellos en todas partes. También habrán visto que la caja está preparada para desmontar rápidamente el panel frontal donde esta sujeto el parlante. Esto es así por que el amortiguamiento de la caja es hecho "a ojo", así que es probable que haya que agregarle o quitarle fibra de vidrio, pero hasta que no la pruebe con la potencia real que va a excitarla, no tengo forma de saber que tan bien amortiguada está.
Y ya que hablamos del amortiguamiento, en este caso solo lo usamos para "ampliar" virtualmente el volumen de la caja. Las dimensiones de la caja fueron analizadas con un programa llamado BoxNotes para determinar cuales eran las frecuencias de resonancias internas y analizar si el amortiguamiento también iba a tener que luchar contra ellas. En esto tuve suerte (bue..no tanta, por que la caja cubre un par de relaciones doradas a propósito), ya que la frecuencia de resonancia mas baja, como era de esperarse, es la producida entre ambas paredes laterales, que resulta de 373Hz. Como este sub va a ser cortado cerca de los 150Hz, no hay forma de que naturalmente se produzca ninguna onda estacionaria, pero hay que tener cuidado con las distorsiones inducidas por el parlante, ya que alguna armónica podría coincidir con las frecuencias de resonancia. De todas formas, no es para preocuparse mucho, por que el amortiguamiento se va a encargar de ellas, ya que son 10cm de fibra de vidrio (dos capas de 5cm) en todas las paredes excepto el panel frontal.
Bueno, como construir una caja es bastante simple, aunque laborioso, los dejo en compañia de la cuarta, quinta y sexta imagen, donde van a poder apreciar la idea con la que esta construida la caja. En una de las fotos se puede apreciar la caja ubicada en el lugar donde va a ir colocada, a modo de validación de las dimensiones. En las ultimas fotos, se ve la caja ya terminada. El acabado externo está hecho con cuerina negra (cuero ecológico le dicen ahora, ja!) para que haga juego con los sillones que están cerca, y que también son negros. Lo unico malo de este tipo de acabado, es que luego de estar como dos horas con el cemento de contacto, aun con las ventanas abiertas (que frrriiioooo!), había quedado medio volado, pero bueno...es parte del trabajo que hay que hacer.
En cuanto a costos finales de este baffle, les puedo decir (a julio del 2009, en pesos argentinos):
1- MDF 18mm x 1 m² + listón de pino 2x2cm x 3mts: $72.00
2- 1.2 mts de cuerina negra x 1.40mts de ancho: $18.00
3- Tornillería, cola de carpintero y cemento de contacto: $15:00
4- Mas cemento de contacto (uuuuhhhhhh!): $4.50
5- Ficha de conexión a los cables (no se ve en las fotos): $3.00
6- Parlante: la basura esa me salió $50.00 hace como dos años.
7- Sellador: los restos de un pomo viejo con el sellé las ventanas. $0.00
Total: $115.00 sin parlante
Hacerlo todo uno mismo....NO TIENE PRECIO, para todo lo demás esta Mast***** perdón!..no quiero hacer propaganda.
Bueno, en proximas entregas en los subforos correspondientes, vamos a analizar el diseño de los filtros y del circuito de la Transformación de Linkwitz.
Espero que esto les haya parecido interesante y de ser así, siguiendo este link está la segunda parte con el diseño, cálculo e implementación de los filtros.
Saludos!
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