Calcule uma caixa acústica em Linha de Transmissão

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Considerações iniciais

Existe um consenso envolvendo construção de caixas acústicas onde se afirma, que o melhor gabinete seria o hipotético "não gabinete" e a razão é que de uma forma ou de outra qualquer um apresenta problemas e certamente cria limitações para o melhor proveito do alto-falante utilizado no projeto.

 

Brigas de torcida a parte, uma coisa é certa, se existe algum que quase foge a regra é o gabinete em linha de transmissão, pois este possui algumas propriedades que certamente os qualificam para altas performances e reprodução impar, principalmente em baixas frequências.

O possível início de tudo, a Air-Coupler

No Brasil o primeiro grande projeto ligado a esse tipo de "approach" vem do genial CCDB, para que não conhece é o Cláudio César Dias Baptista que é o  irmão mais velho de Arnaldo e Sérgio, os criadores dos Mutantes .

 

Simplesmente um gênio na eletrônica e era o responsável por todo o som da banda... sobre o Claudio, ele tem um site ligado aos livros dele e atualmente não trata sobre qualquer assunto ligado ao áudio. Respeitemos!

 

Mas você pode ver toda a fantástica trajetória dele, nesses links:

 
 
Acontece que ele não foi o criador, já que a ideia básica parece ter vindo de alguns estudos da década de 1940 e que evoluíram até algumas publicações já na década de 1950.
 
Em algumas revistas como posto nas imagens. O CCDB fez as adaptações necessárias e publicou em um Artigo da Nova Eletrônica  nos anos 80. Se alguém possuir esse artigo original do CCDB, seria ótimo para colocar aqui.
 

TL Clássica e modelos matemáticos

Devido as diversas variáveis envolvidas na construção deste tipo de gabinete (ajuste subjetivo, material para damping, variação da área transversal e etc.) e passado algumas décadas desde os primeiros gabinetes construído, pois a primeira LT data de 1960 aproximadamente, até hoje nunca foi possível modelar matematicamente o comportamento deste gabinete com precisão e por isso não existe um software específico para isso.

 

Mas 2 estudos devem ser considerados, curiosamente são estudos bem diferentes entre si, mas que a prática mostra que hoje são ferramentas modernas e com condições de ajudar e muito a criação de uma LT com grande chance de sucesso.

 

E minha recomendação é na medida do possível usar estes estudos, de qualquer forma, abaixo vou falar sobre a construção usando o método clássico, possível de fazer "na unha" com relativa facilidade.

 

 

Parâmetros necessários deste Exemplo

Diferente de outros gabinetes, neste exemplo nos prenderemos somente aos seguintes parâmetros:

 

  • SD = 360cm2 (Área útil em cm2 que será deslocada pelo alto-falante);
  • FS = 24Hz (Frequência de ressonância ao ar livre);

 

Basicamente é isso, mas gostaria de falar que apesar de qualquer alto-falante "teoricamente" estar pronto para este tipo de gabinete, preferencialmente deveríamos usar o com menor FS e maior XMAX possível, vamos á prática, considerando um gabinete típico, como este da foto abaixo:


Obs. Fiz este desenho para em breve completar este artigo com informações precisas em relação as medidas, mas que agora já é possível ver como é feito a redução da área transvesal em relação ao SD. A largura e as dimensões ao final da linha.

Comprimento da Linha

O tamanho da linha deve ser de 1/4 em relação ao tamanho da onda no FS (frequência de ressonancia) do alto-falante, resumindo, como no nosso exemplo usaremos um FS de 24hz, teremos:

 

  • Velocidade do som= 344m/s
  • FS = 24
  • Tamanho da Linha = (Velocidade do som/FS)/4
  • Logo: (344/24)/4 = 3,58m

 


Sendo assim, temos que ter uma linha com 3,58m de comprimento. Este valor deveria ser obrigatoriamente o tamanho da linha, mas que pode ter alguma flexibilidades de acordo com o pensamento de certos autores, e isso pode/deve ser considerado, por exemplo:

  • Cada curva na linha pode decair 5%
  • O preenchimento e sua disposição ao longo da linha tem influência direta no tamanho "virtual" desta linha.
  • Seria aceitável ainda uma margem de 15% para menos ou mais no tamanho total.
  • Preferencialmente os 30cm finais devem estar livres de qualquer preenchimento.

Área transversal

Agora que já temos o comprimento da linha, precisamos entender a "largura" desta linha, ou seja, a área transversal que será variável em todo o comprimento da linha, pois começaremos em 1,5SD e terminaremos em 1SD.

 

Aqui, teremos como grande referencial o parâmetro SD do alto-falante, que nada mais é que a "área em cm" que o cone desloca de ar.

  • Uma TL clássica costuma ter o SD inicial de 1SD a 2SDs e neste nosso exemplo usaremos 1,5SDs, finalizando a linha obrigatoriamente em 1 SD
  • Supondo que o falante tenha um SD de 360cm2, que usaremos apenas um falante para este nosso sub imaginário, com o falante disposto na frente. Se a caixa tem 34 de largura, então precisamos de uma linha com 10,59cm de altura (360/34) pronto, chegamos a área mínima que esta linha deve ter obrigatoriamente ao final, ou seja, aquele "buraco de saida" deve ter 1 SD de área útil/livre.
  • Como faremos nosso sub começando a linha em 1,5 SD, e já sabemos que 1SD na largura deste gabinete euivale a 10,59 então, sabemos o início será de 15,89cm (10,59 x 1,5SD)

 

Pronto, fechamos as medidas, pois já temos o comprimento da linha e toda área transversal ao longo da linha. 

Ajuste final da linha

Essa talvez seja a parte mais crítica e complexa da empreitada, já que o preenchimento da linha aos olhos da acústica muda todos os dados e referencias em relação ao tamanho da linha, fluxo de ar, resposta de frequência e curva de impedância, tanto na alegria como na tristeza. 

 

Muita gente e de forma totalmente empírica simplesmente deixa um lado removível do gabinete e brinca com o preenchimento até que fique bom aos ouvidos ou as medições e só depois do ajuste final, fecha o gabinete em definitivo.

 

Mas definitivamente a melhor forma, é ajustar através da curva de impedância, ir colocando e tentando diversos tipos de preenchimento ao longo da linha, até que os picos fiquem bastante atenuados em uma curva de impedância praticamente plana.  Tendo sempre o bom senso de estabelecer como limite, algo que não remeta a uma caixa selada....

No projeto abaixo eu trato mais sobre isso, nesse projeto sofri um absurdo por conta do peso em um dia de trabalho apenas para ajustar.

 

BassVix - Um monstro de subwoofer

 

No link abaixo eu escrevo sobre curva de impedância e mostro ao final, a curva das Baubos. Repare o quanto é atenuada nos picos de sintonia (os primeiros picos).

 

https://audiokit.com.br/artigos/impedancia-nominal-de-uma-caixa-acustica.html


Agora é meter a mão no MDF e muito cuidado nos ajustes/preenchimento. 🙂

Subwoofer DTS20 - Danley Sound Labs

dts-20-danley-sounds-labs[1]Se você tem duas mãos esquerdas ou achou isso tudo muito complicado, talvez o "menorzinho" do link abaixo possa ser a solução. Ele é possivelmente um dos mais espetaculares subwoofers disponíveis para venda no mercado.  Apesar do tamanho e do preço, deve valer cada centavo se o objetivo for um considerável SPL abaixo dos 20hz.

 

Alguns dos meus projetos em LT

Todos os projetos abaixo foram em LT usando bom senso, paciência e no caso dos grandes subwoofers, muita força. rs Menção curiosa para a Gjallarhorn que NÂO é um projeto meu, mas o conhecimento em LT foi fundamental para fazer os ajustes e obter um ganho incrível no resultado.

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