4° Lezione  i monitor  aperti di Alberto Bellino

dovete  costruire un diffusrore per   strumenti  oppure  un monitor da palco  ecco a voi

 Di cosa si tratta

Una altra lezione di Alberto

Mia presentazione

Come tutte le altre  cose pubblicate  da Alberto , anche questa una chicca ..

Come prima cosa   vi consiglio di   leggere le altre cose di Alberto

SISTEMI DA CARICO PER ALTOPARLANTI – Di Alberto Bellino - 2004

APPLICAZIONE PRATICA N°4

Applicazione della routine di calcolo riguardante il capitolo “Appendice ai box aperti ” (pag. 16-18 ):

I box con apertura posteriore sono utilizzati esclusivamente per la realizzazione di diffusori per strumenti musicali, ad esempio per l’amplificazione della chitarra acustica ed elettrica, delle tastiere, fisarmoniche e, in misura minore, anche per il basso elettrico, anche se, per quest’ultimo, sono preferibili i classici diffusori chiusi o bass reflex, per via della maggiore dinamica ottenibile sulle basse frequenze.

Proviamo comunque a realizzare un sistema acustico con box aperto posteriormente, adatto sia a riprodurre il suono degli strumenti musicali amplificati, quanto ad essere impiegato come monitor da palco e da piccoli ambienti ma che non disdegni troppo anche un utilizzo come diffusore domestico per il nostro impianto HIFI.

Si vuole ottenere un’impedenza di 8 ohm e una buona sensibilità. L’altoparlante da utilizzare dovrà quindi possedere caratteristiche costruttive adatte ad ottenere una sufficiente dinamica in mancanza di un volume ermetico di contenimento, come abbiamo già visto per il dipolo a pannello.

Volendo realizzare un sistema semplice e robusto da costruire, possiamo optare per un trasduttore a gamma intera, magari di generose dimensioni. La scelta cade su di un trasduttore a doppio cono della italianissima Ciare, il CH250, proposto con impedenza di 4 ohm e adatto ad essere posto sul pianale posteriore delle autovetture a due volumi dotate di bagagliaio di generose dimensioni.

Il CH250 inoltre ci libera dall’impegno gravoso di acquistare una coppia di tweeter e di realizzare i relativi filtri crossover. Utilizzando una coppia di trasduttori per cassa collegati in serie, otterremo un’impedenza di 8 ohm. Vediamo i parametri del trasduttore scelto, singolo e in configurazione :

Il cabinet, anche visto l’impiego monitor che può avere, sarà piuttosto largo e basso, con una base o un sostegno laterale, in grado di poterlo angolare a piacimento.

Ricordiamoci che i trasduttori biconici sono molto direttivi e, per apprezzarne la massima estensione in alto, dovranno essere  ascoltati tassativamente in asse, orientati verso l’ascoltatore.

In base a quanto asserito e al diametro esterno degli altoparlanti, scegliamo le misure del box, che saranno di 700 mm di larghezza, 400 di altezza e circa 220 di profondità, considerando di realizzare la struttura con il solito MDF da 19 mm di spessore. In prossimità della mezzeria del diffusore, verrà posto un setto di rinforzo, sempre di MDF da 19 mm, il quale creerà due subvolumi che andranno riempiti con assorbente acustico, per smorzare le vibrazioni del cabinet e filtrare l’emissione posteriore dalle frequenze medie e acute.

Il disegno quotato del cabinet ci chiarisce senz’altro le idee sulla sua struttura interna e sull’aspetto esteriore del diffusore terminato :

Nel disegno non viene contemplata la base o la struttura laterale necessaria per fare ruotare sull’asse orizzontale il diffusore ed orientalo verso il punto di ascolto.

In questa configurazione, l’assorbente acustico, svolge il compito di carico acustico vero e proprio, per cui sarà necessario conoscerne la sua densità. Utilizzeremo il solito poliuretano espanso ( bugnato o liscio ), caratterizzato da una densità di circa 33 kg per metrocubo il quale, nel disegno,  viene illustrato anche il posizionamento interno. La volumetria del cabinet è invece ininfluente nella determinazione delle prestazioni in bassa frequenza, come per il dipolo a sorgenti multiple già visto in precedenza.

Bene, ora con l’ausilio del mio testo, andiamo a calcolarci il carico acustico offerto dal poliuretano nei confronti del trasduttore e tutti i parametri dinamici del diffusore. Dopo avere letto attentamente il trincio di funzionamento del sistema, andiamo a pag. 17, e osserviamo il circuito elettrico equivalente al sistema, dopodiché andiamo alla routine di calcolo e partiamo con la determinazione dei dati :

1)      Calcoliamoci la velocità del suono attraverso l’assorbente Ca ( vedere formula ) = circa 64 metri al secondo ( il suono nell’aria viaggia a 345 metri secondo )

2)      Calcoliamoci la Fc del sistema che, presumibilmente, visto il modestissimo carico offerto dal poliuretano, sarà molto prossima ad Fs trasduttore in aria libera :

Cas ( cedev. acustica delle sosp. del cono ) = Vas / ( 1,18 x 140450 )

Cab ( cedev. acustica del pseudovolume del diffusore ) = Vas / ( 1,18 x Ca^2 )

( non preoccupatevi se otterrete valori molto piccoli, ad esempio Cas =0,00002 m^5 / N )

Cat ( cedev. acustica del sistema ) = ( Cas x Cab ) / ( Cas + Cab )

            Fc = Fs x radq ( Cas / Cat ) = 66 Hz

3)      Il rapporto di cedevolezza ( o permissività ) alfa = ( Cas + Cat ) -1 = 0,03

4)      I fattori di merito del sistema, rispettivamente meccanico, elettrico e totale, con l’applicazione delle formule saranno pari a 13.02, 1,55 e 1,38

5)      Tralasciamo la massa acustica virtuale applicata al cono e conosciamo l’approssimativo valore di F3 ( vedere formula ) = 47 Hz, non male per un sistema “aperto”, sufficiente anche per un ascolto “domestico” ( molti diffusori da stand non raggiungono un tale valore di frequenza ).

6)      Si può equiparare il carico acustico offerto dall’assorbente ad un ipotetico box chiuso pari a ( vedere formula ) = 3012 litri ( alla faccia del baffle infinito ! )

7)      Infine, conoscendo la volumetria del box, calcoliamo la quantità di assorbente in Kg da impiegare : Vb circa 38 litri = 1,25 Kg. Questo valore è, a mio avviso approssimativo, in quanto si deve calcolare che l’assorbente non va mai posto in modo compresso all’interno del box, e poi, bisogna calcolare anche l’ingombro posteriore dei due coni, per cui nella realtà sarà di parecchio inferiore. In pratica si tratterebbe di acquistare e porre la quantità sufficiente per realizzare la coibentazione come mostrato nel disegno in sezione del diffusore.

Verifichiamo ora i nostri calcoli con la schermata di EURES relativa al box aperto :

Da quanto esposto e verificato, si evince come l’assorbente acustico svolga principalmente la funzione di filtro acustico, per l’emissione posteriore dei coni, delle frequenze medie e acute, in quanto il carico da esso fornito è quasi infinitesimale alle basse frequenze. Per questo motivo, alcuni diffusori di pregio, adottano la configurazione box chiuso o reflex per le frequenze basse e box aperto per il midrange, spesso dotato di una “coperta” posteriore che carica l’emissione dello stesso.

Non si deve assolutamente confondere questa tipologia di diffusore con il dipolo a pannello, in quanto il box aperto con assorbente NON è un sistema totalmente dipolare. Il dipolo, per poter essere definito tale, deve essere un sistema che emette ALLO STESSO MODO sia anteriormente che posteriormente ma con l’emissione posteriore sfasata meccanicamente di 180° rispetto a quella anteriore.

Ancora due questioni riguardo al diffusore appena visto. Abbiamo parlato di un supporto adatto ad angolare il diffusore verso il punto di ascolto. In un impiego come monitor da palco, esso dovrebbe essere angolato di 45° all’indietro. Un’idea sarebbe quella di realizzare due supporti laterali dotati di una vite passante,  e posta nel centro fisico del pannello laterale del diffusore, sulla quale il diffusore stesso possa ruotare liberamente, da 0 a 360°. Il disegno, chiarisce meglio la struttura dei supporti appena descritti e il loro funzionamento:

Sbloccando il dado A si potrà fare ruotare a piacimento il diffusore mentre tirando il medesimo dado, si bloccherà il diffusore nella posizione desiderata.

Inoltre, prevederei, per motivi di estetica, facilità di trasporto e sicurezza, un pannello posteriore in funzione di schermo all’ampia apertura posteriore del diffusore. Ovviamente non si tratta di una  chiusura, ma solamente di uno schermo aggiuntivo, di dimensioni leggermente più grandi dell’apertura stessa e distanziato di almeno 2 cm dal retro stesso, per non rendere accessibile l’interno del diffusore e non danneggiare l’assorbente :

L’influenza dello schermo posteriore sul suono dovrebbe essere bassa, al limite si potrebbero praticare una serie di fori  su tutta la superficie posteriore  per minimizzare le riflessioni senza però poter accedere inavvertitamente con le mani o con qualche attrezzo all’assorbente posto dentro, oppure prevedere uno smontaggio rapido dello schermo una volta che non si deve più trasportare e quindi, utilizzare il diffusore senza schermo una volta posto nel punto di ascolto.

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Vi voglio proporre anche un secondo diffusore, molto piccolo ed estremamente semplice ed economico da realizzare. Non si deve parlare di alta fedeltà in questo caso, ma solo di un diffusore molto piatto,  adatto ad essere posto su di un tavolo, una scrivania o un mobile mediobasso, magari per sostituire le economiche casse di plastica delle schede audio dei computer oppure per sostituire od integrare i diffusori dei compatti sistemi da grandi magazzini. Ancora, si può utilizzare il diffusore come rear surround, su di un supporto, o, eliminando la base, appenderlo al muro con una adeguata staffa.

L’altoparlante scelto è il bicono da 6,5” (17cm) Visaton FR 6.5 8 ohm, ( art. N. 31065 ) adatto a questo tipo di configurazione. Sotto vi riporto il semplice schema di montaggio del diffusore :

Di seguito, le caratteristiche dell’altoparlante impiegato :

Bene, direi che la trattazione di questi particolari diffusore può ritenersi conclusa. Forse alcuni di voi giudicheranno “stravaganti” questi progetti, ma le prestazioni dinamiche sono assicurate, grazie ad una configurazione di carico che lascia massima libertà all’emissione dell’altoparlante.

Concludo, informandovi che questi diffusori non sono stati fisicamente realizzati ma solamente progettati per offrire un esempio applicativo della routine di calcolo e delle informazioni contenute nel testo relativamente al capitolo sui sistemi in box aperto, ma ciò non preclude la sua realizzazione pratica da parte di qualche volenteroso che ne volesse saggiare direttamente le potenzialità che un simile diffusore potrebbe esprimere.

Buon lavoro da Alberto.   audiojam@libero.it

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