Marco  e il suo progetto " Ariosa" un 3 vie molto interessante

 Di cosa si tratta

Diffusore bass reflex 3 vie

Chi lo ha costruito

Marco   marco.dongu@softeco.it

Caratteristiche particolari

Direi che i cassetti ci stanno a pennello !!!

Mia presentazione

Grazie Marco un bel progetto , spiegato stupendamente ed eseguito bene !!! bravo ..

Piccola considerazione , Marco  è molto fortunato ad avere una fidanzata che otre che essere molto carina e anche appassionata di autocostruzione .... cosa molto rara  ... penso che molti mi capiscano ... io che sono ridotto ad avere  due minidiffusori e un impianto in una saltta di 3 x 2,5 mt !!!!

Progetto “Ariosa”

Ciao Davide,

ecco il risultato del lavoro che mi ha lasciato molto soddisfatto; l’ho realizzato anche con l’aiuto della mia ragazza che mi ha rinfrescato la memoria su antichi studi di elettrotecnica, e, pensa, siamo riusciti a godercelo solo per pochi giorni perché l’obiettivo era di regalarlo.

Purtroppo non sono venute le foto di tutte le fasi intermedie di lavorazione e mi dispiace tantissimo perché mi ero impegnato molto a documentare il tutto.

La genesi

Grazie al forum ho conosciuto tante brave e disponibili persone che mi hanno indicato alcune letture importanti; in particolare, ho scoperto il sito di Renato Giussani e mi sono appassionato alle sue spiegazioni sul DSR ed NPS, tecniche rivolte alla massima ricerca della ricostruzione scenica e ambientale. Alla fine non ho fatto niente di simile, ma il tutto è stato fondamentale per ispirare il progetto.

Conseguentemente ho fissato alcuni paletti che qui riassumo:

1. massima ricerca del dettaglio,

2. dinamica massimamente estesa a tutta la banda,

3. voci naturali ed esenti dal pericolosissimo medio-basso rimbombante,

4. ricostruzione verticale della scena acustica,

5. mantenimento dell’impianto sonoro in condizioni ambientali variabili

6. eliminazione dell’effetto fluttuante degli strumenti.

7. evitare l’effetto di ingigantimento degli strumenti

Se riuscissi a soddisfare questi 7 punti, in sostanza, otterrei quasi un diffusore perfetto. Ovviamente per fare ciò ci vorrebbe altro che un povero hobbysta come me, ma se uno fissa comunque degli obiettivi importanti riesce sempre ad ottenere qualcosa che si incanala verso la giusta strada.

Appare subito chiaro che il diffusore sarà a torre, particolarmente alto ed almeno a tre vie.

Premetto che non gradisco la presenza di sub-woofer. Voglio un sistema “classico”.

Qualsiasi cosa che si progetta dipende molto dai componenti che si trovano e purtroppo oggi non c’è più l’assortimento che si poteva trovare 10/15 anni fa, quando costruii con un amico un bel due vie.

Ho adocchiato principalmente i prodotti Vifa e Seas, introvabili nella mia regione, allora ho provato a comprarli su e-bay, ma non ho vinto manco un’asta e alla fine sono tornato su componenti italiani come Ciare e Sipe che, quantomeno, costavano relativamente poco ed erano conosciuti da molti, cioè commentati parecchio nel bene e nel male.

Tutto sommato è meglio perché quando si inizia una esperienza del genere bisogna farlo con semplicità, accontentandosi di poco, magari confortati da chi già ci è passato…

Ho acquistato il software AFW e devo dire che sembra davvero completo, anche se dal punto di vista informatico è un po’ strano, ma quale programma del settore non lo è? Avrò provato una decina di shareware senza capirne realmente manco uno.

Sulla configurazione mi sono sbattuto molto e ho trovato molte difficoltà a far coincidere le fasi acustiche agli incroci. Ho provato un classico 3 vie con mid-range a cupola, oppure un 2 vie e mezzo con 2 woofer da 17 cm, poi ad usare dei piccoli largabanda come mid-range, ma infine la soluzione, diciamo, più realizzabile è stata quella di un 3 vie con un woofer da 17 cm come medio-basso e un woofer da 20 cm come basso tagliato sotto i 300 Hz. In poche parole mi è sembrato più semplice pensare ad un due vie e di completarlo successivamente con una terza via.

le fasi iniziali

Le specifiche

A questo punto, scelta la tipologia degli altoparlanti, non manca che focalizzare meglio le specifiche di progetto:

1. altezza del diffusore importante, oltre 1.20 m.

2. altezza del tweeter da terra ad almeno 1m,

3. fasi acustiche agli incroci coincidenti,

4. estensione dinamica possibilmente fino a 30 Hz,

5. caricamento pneumatico per il mid-woofer,

6. basso incrocio per le due vie inferiori,

7. distanza tra mid-woofer e woofer proporzionata alla lunghezza d’onda della frequenza d’incrocio,

8. enfasi per le alte frequenze (sopra i 12KHz) per ampliare il fronte orizzontale della scena sonora,

9. polpa di cellulosa smorzata per il mid-woofer,

10. sfruttamento dell’effetto specchio del pavimento,

11. reflex anteriore con bocca di carico nei pressi del woofer per limitare i ritardi di emissione e facilitare la collocazione in ambiente,

12. mobile altamente smorzante,

13. posizione del mid-woofer superiore al tweeter per l’eliminazione delle fluttuazioni di voci e strumenti,

14. ottimizzazione delle diffrazioni sul baffle frontale.

15.  

la sezione con incastri a sinistra e la struttura incollata a destra

I componenti

Ho voluto provare a tutti i costi il nuovo tweeter della Sipe DT25/80P8 dato che ha sulla carta delle caratteristiche molto belle, inoltre è al ferrofluido ed era necessario per la mia esigenza di incrociare molto in basso.

Ho scelto poi il Ciare HW161N come medio e il Ciare HW211 come basso. Quest’ultimo è un po’ irregolare nella risposta, ma dai 300 Hz in giù ha un gran bel comportamento. Inoltre è economicissimo e sembrava quasi un peccato non adottarlo.

Non mi sono preoccupato molto dei parametri di Small-Thiele (S&T), riservando ad essi solo un’attenzione essenziale perché, ammetto, non ho ancora acquisito una comprensione sufficiente del loro significato. Mi sembra che certe linee guida, di solito applicate per una corretta scelta degli altoparlanti, non trovino sempre riscontro nelle simulazioni software.

Penso anche che se non si è in condizioni di misurare gli altoparlanti prima di usarli, non si avrebbe comunque nessuna certezza di fare un buon progetto affidandosi solo ai parametri di S&T dichiarati dal produttore: so di tolleranze che possono superare il 30%. Credo che le curve proposte nei cataloghi siano invece redatte mediando su un campione d’altoparlanti, quindi preferisco affidarmi maggiormente a queste. Inoltre, grazie ai simulatori software che abbiamo a disposizione oggi, penso che si possano avere meno pregiudizi sui parametri di S&T, siccome si riescono a trovare volumi e soluzioni adatte a tutti i tipi di altoparlante.

Per fortuna AFW consente di importare le curve (con un po’ di lavoro, per carità) e di ricavare i parametri di S&T da esse. Seguo questa procedura, ovviamente confrontando poi i risultati ottenuti con il catalogo: che sorprese, che differenze! Quando i risultati sono parecchio discostanti allora preferisco rinunciare a quel componente perché non so più di cosa fidarmi o  almeno penso ci siano tolleranze troppo lasche. Se invece le differenze sono minime, accettabili, auspico che una eventuale misura non desti particolari sorprese.

Il filtro

Il crossover è stato un dolore. Oggi non si trovano più i componenti. Ho girato diversi negozi “storici” di elettronica, ma niente. Non si trovano assolutamente condensatori elettrolitici non polarizzati e tantomeno condensatori al poliestere di valore sopra 1 μF. Per fortuna ce li ha un negozio, l’ultimo rimasto nella mia città, che vende ancora altoparlanti, mixer e... ricambi per rasoi. Il prezzo non scherza però. Sopratutto levita perché non ci sono le misure che mi servono, devo così comporre al meglio con quello che c’é e comprare molti componenti.

Gli incroci sono stati scelti in modo che le fasi acustiche coincidano nel range più ampio.

Il filtro è quindi di tipo asimmetrico e le frequenze di incrocio scelte sono:

1. Tweeter Passa alto      = 2900 Hz 2° ordine di Butterworth

2. Mid-woofer, Passa banda:

   1. Passa basso     = 1530 Hz 2° ordine in allineamento libero

   2. Passa alto        = 256 Hz 1° ordine di Bessel

Woofer, Passa basso   = 275 Hz 2° ordine in allineamento libero.

Per il futuro sarebbe meglio mettere un piccolo poliestere da pochi μF in parallelo a C1.

Il dettaglio del filtro

La costruzione

Ho studiato per mesi come imitare le Audiolab Delta4 che erano il mio modello di ispirazione iniziale. Poi ho desistito e ho deciso di fare il classico parallelepipedo che fanno tutti, in fin dei conti ho scritto di voler iniziare con componenti alla portata dei mezzi e poi costruisco mobili sofisticati?

Le simulazioni mi suggeriscono per il mid-woofer un volume da 25/30 litri in sospensione pneumatica e uno smorzamento inferiore a 0.5, quindi medio basso “stra-veloce” e assolutamente poco rimbombante. Per il woofer invece un caricamento reflex in 40 litri e accordo a 30Hz. Forse ho un po’ esagerato, un accordo a 40Hz era più equilibrato ed indicato, ma io ho voluto estrarre il più possibile frequenze da quella cassa.

Scelgo il legno che, si sa, è conveniente che sia per ragioni acustiche o MDF o multistrato marino. Vada per il primo, facilmente lavorabile, disponibile ed economico. Lo acquisto e lo faccio tagliare. Ritengo di dover consigliare di scegliere lo spessore dei pannelli di MDF solo tra queste quattro misure perché sono le più facili da trovare: 6,8,10,16 millimetri. Le misure superiori presentano un legno molto meno denso e più friabile, di minor qualità e più sensibile all’umidità.

la modifica  al filtro  a notte fonda

Decido di usare dei pannelli da 1 cm incollati a coppie per raggiungere i 2 cm e per avere le forme per gli incastri. La colla però fa spessore, anche se minimo, e il tutto si può tradurre alla fine in forme non perfette e misure che non tornano. Ricordiamoci che i nodi vengono al pettine e l’ultimo pezzo da montare pagherà per tutte le tolleranze e imprecisioni dei precedenti. Le mie difficoltà sono amplificate dal fatto che non ho il minimo attrezzo, tantomeno morse. Per incollare in squadra creo dei virtuosismi da circo con tavoli, muri e utilizzando pesi di ogni tipo.

Il pannello frontale lo buco prima di incollarlo perché non ho utensili, se non una sega a mano da traforo con cui ho fatto un totale di 16 buchi su legno da 8 e da 16mm (alla faccia del traforo). Quando si è freschi si fa un buco ogni quarto d’ora, poi i tempi si allungano allo sproposito e si va a letto tardi e sporchi. La fatica e il sacrificio è dettato dal fatto che il falegname più onesto mi ha chiesto 50€ forfettari per tutti i buchi, alcuni mi hanno applicato la tariffa di 5€ a buco per qualsiasi dimensione. In Liguria questo non sia mai.

Ogni volta che si incolla qualcosa, nell’arco delle 36 ore successive va ripassata la colla nei bordi almeno due volte per colmare le fessurazioni. La colla vinilica tende a restringersi e lascia delle fughe al ritirarsi.

Prima di tappare le casse con la base e il coperchio, devo passare la nafta o catramina all’interno, cosicché oltre a proteggere l’MDF che è sensibilissimo all’umidità, lo guarnisco completamente per gli scopi audio.

Per il vano superiore, ermetico, uso lana di vetro come assorbente acustico. Ne ho trovata una meravigliosa dotata di velina protettiva che dovrebbe garantire una vita lunga alla fibra. Non mi preoccupo del pericolo di polverizzazione della lana in quanto la cassa è chiusa.

Invece nel vano inferiore, che rimane aperto dal raccordo reflex, metto una spugna acrilica più costosa, ma in poca quantità, appena una copertura delle pareti principali. Non ho avuto il coraggio di comprare il bugnato a causa dell’altissimo costo che ha.

Il condotto reflex lo realizzo comprando dei tubi di scarico in plastica bianca.

Quando si sceglie la posizione del tweeter sul pannello, bisogna pensare che bisogna farlo con precisione ed augurarsi di trovare un punto in cui non subentrino altre riflessioni dannose. Il simulatore mi ha permesso di verificare le variazioni che ora mostro:

  A      B

C     D 

Figura 1 – A) tweeter  in posizione perfettamente centrale,  B) tweeter a 9 cm dal margine sinistro,  C) tweeter a 6 cm dal margine sinistro,  D) tweeter nella posizione improbabile di 3 cm dal  margine sinistro.

La linea tratteggiata è centrata sui 4000Hz. Ho scelto la configurazione B.

Per migliorare l’aderenza dei pannelli frontali e rendere più gradevole l’aspetto del parallelepipedo, contorno l’anteriore della cassa con una cornice a quarto di tondo in pino. Gli angoli a 45° della cornice li faccio a mano con un seghetto da ferro. Sbaglio le inclinazioni, non tornano le forme, rompo la lama…. Insomma è stata la cosa più faticosa in assoluto di tutto il processo costruttivo. Con la raspa ci si aiuta, ma sembra di non finire mai.

Arriva il momento di introdurre gli altoparlanti e di verificare le misure. Qualche difetto c’è, anche perché non tutti sono uguali al millimetro, io ad esempio scopro che uno dei due woofer è più largo dell’altro di addirittura 2 mm. Bisogna allora lavorare di raspa per il buco più interno e di carta vetro per quello più esterno.

Io avrei voluto verniciare il tutto, ma i familiari e gli amici spingono per l’impiallacciatura. Forse l’azione più furba sarebbe stata chiudere le casse, impiallacciarle e poi bucarle con apposito utensile. Io di apposito non ho nulla e quindi mi trovo a impiallacciare con gli altoparlanti già montati. Ecco allora con il taglierino e la carta vetro che si modellano le strisce di legno noce autoadesive.

Aspettatevi sempre la fregatura dietro l’angolo: le mie casse sono lateralmente da 30cm, le strisce di impiallaccio le vendono da 20cm e pensavo che con 3 strisce potessi fare 2 lati delle casse. Peccato che scopra poi a casa che le strisce variano da 19,6 cm a 19,9 cm e che quindi non riescono a coprire la larghezza richiesta. Sono arrivato vicinissimo al turpiloquio blasfemo. Mi arrangio, certo, ora il lavoro è più lungo perché devo ricavare dei riporti. A causa di questo passo altre nottate in bianco.

Alla fine ce la faccio, le strisce si incollano non proprio facilmente con il ferro da stiro, per cui penso che un’altra volta le prenderò senza colla: mentre si passa il ferro bisogna stare attenti a non esagerare con la temperatura (io ho impostato il livello II, credo per tessuti sintetici) e, accompagnandosi con uno straccio, premere forte per diversi secondi lasciando lievemente raffreddare, sennò si stacca di nuovo in quanto la colla calda è molla.

Qualche giorno dopo si formeranno delle bolle o dei limitati distaccamenti che occorrerà riappianare con il ferro da stiro.

Con un po’ di stucco del colore apposito elimino i difetti più evidenti.

Infine monto il crossover in un vano centrale che ho ricavato tra le camere del woofer e del mid-woofer e realizzo un semplice cassettino.

Il peso di una cassa, misurato sulla bilancia, è di 30 chili esatti. L’altezza è di 132 cm compresi i piedini ed è larga 26 per 30 cm di profondità.

L’ascolto

La mia sala è una 5x5x3 metri, quindi 75 metri cubici su base quadrata. Disposizione dell’ascoltatore ottimale a triangolo isoscele con porta aperta dietro alle spalle.

Nessun tappeto, ma tanta roba. L’impianto è costituito dal sintoampli Denon AVR 2105 collegato ad un lettore DVD da cui al momento prendo solo l’uscita analogica già convertita. Cavi da impianto elettrico da 2,5 mm di sezione.

Non è il momento di cercare certe raffinatezze, secondo me la musica è già ben rappresentata e prima di tutto i diffusori devono passare qualche test. Il miglioramento dell’impianto non potrà che essere benefico.

Faccio un ascolto generico, un po’ di tutto e rimango estasiato, ad ogni modo, dalla bellissima scena acustica e l’analisi delle frequenze passa in secondo piano.

Le mie casse comunque non hanno nessun basso rimbombante, questa è la prima notizia che posso dare

Le voci sono cristalline sempre limpide ma anche corpose; anche quando la batteria è picchiata con vigore e la chitarra elettrica distorce la voce rimane perfettamente intelligibile.

Nell’insieme avverto, però, un calo nelle frequenze mediobasse, non saprei dire esattamente quali non avendo strumenti di misura.

Dopo circa 20 ore di rodaggio mi sembra che il suono sia lievemente più omogeneo, ma non ancora lineare come vorrei. Ascolto registrazioni di classica con Vivaldi, lirica con Rossini, passo al rock con, perdonatemi, Bon Jovi, poi ancora Avril lavigne, Smashing pumpkins e torno all’acustico con la colonna sonora della “Stangata” e la chitarra country/folk di Beppe Gambetta.

Gli acuti sono dettagliati e ariosi, inizialmente pensavo taglienti, ma forse solo perché sento pochi medio bassi. I violini sono rappresentati in maniera direi perfetta. Qualsiasi rumore presente nella registrazione si manifesta intonso: grande tweeter questo della Sipe, senza gradini, sempre equilibrato a tutte le frequenze.

Sento i cantanti lirici sopra il palco esattamente nella posizione in cui si devono trovare: posso distinguere perfettamente che le voci maschili sono lievemente più alte di quelle femminili.

I bassi profondi mi stupiscono davvero, il suono mi piace sempre di più, non vorrei che invece di migliorare il rodaggio, fosse il mio orecchio ad abituarsi, cosa possibilissima.

Allora invito i colleghi vengono a casa mia ad ascoltare e a darmi un parere. Sono tutti grandi ascoltatori di musica, ma stranamente nessuno possiede un impianto di grido. Frequentano però il teatro e uno di essi è stato qualche giorno prima ad uno stage di chitarra da Gambetta in carne ed ossa. A quest’ultimo chiedo se riconosce la chitarra del famoso musicista. Mi ha detto che non solo la riconosce ma che è proprio lì che suona, davanti a noi.

Io però continuo a sentire una mancanza nei medio bassi, allora riprendo in mano il simulatore e analizzo con cura. La risposta in ambiente sembra abbastanza piatta e le mie considerazioni si sono basate particolarmente su questa. Se però analizzo la risposta simulata in camera anecoica, appare una differenza effettiva di 3 dB tra il gruppo delle frequenze sotto i 600Hz e quello sopra. Quindi più l’ambiente influisce sul suono più questo dovrebbe risultare equilibrato. Sarebbe buona cosa, fintanto che l’ambiente rimanga compatibile con il progetto. Simulo allora un ambiente più grande, da 200 metri cubici e sembra che anch’esso linearizzi la risposta del sistema senza far mancare affatto le mediobasse frequenze.

Figura 2 - Simulazione in ambiente (75 m cubici) ai terzi d'ottava, a due metri di distanza e un metro di altezza.

In ogni caso io la differenza la sento, i miei colleghi e la mia ragazza no.

Agisco sul crossover cambiando un condensatore del woofer e migliorando ulteriormente la coincidenza delle fasi acustiche e alzando di circa 25 Hz la competenza dell’altoparlante.

Poco, ma in ogni modo un affinamento positivo. Il suono mi pare, ma forse più per autoconvinzione, meglio raccordato.

Forse più che da un calo nei mediobassi sono confuso da una sensazione di eccessiva divisione tra i gruppi di frequenze alte e basse. Effettivamente il diffusore è alto e forse richiederebbe un ascolto da maggiore distanza, tipo a 2 metri e mezzo. Questa sensazione, però, non necessariamente rappresenta una incongruenza, perché la riproduzione di grossi complessi orchestrali (musica sinfonica, lirica) ne trae vantaggio e avviene in maniera direi quasi perfetta.

Porto le casse al destinatario e scopro che la sala dove le colloca poco manca davvero ai 200 metri cubici dell’ultima simulazione. Temo un poco questa prova.

All’ascolto direi che nulla è pregiudicato, come da simulatore. Alte e medie frequenze cristalline, ariose e coerenti. I bassi sono sempre quello che devono essere, senza rimbombi e senza mancare di farsi sentire. I medio bassi sempre come li avevo lasciati, in corso di miglioramento. Probabilmente è una mia fisima perché nessuno si è lamentato, forse dopo anni di musica ascoltata con pessimi apparecchi (o con le cuffie del computer) non sono più abile ad apprezzare una musica realistica completa anche delle frequenze più alte, allora mi sembra di sentire delle anomalie nelle altre.

Una lezione che mi sento di dare, quindi, è che non c’è niente di più attendibile per misurare dello strumento di misura. Non fidiamoci delle orecchie, non aggiustiamo i crossover ad orecchio, al più ascoltiamo per verifica, ma non per messa a punto. Appena potrò, allestirò un PC per eseguire misure audio, anche se occorrono comunque microfoni di qualità ed esperienza: come non sono un falegname non sono manco un tecnico del suono.

Le spese

SipeDT2880P8-1	il diffusore finito

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