Fazendo uma caixa pra campeonato (Parte 1)

[nacho 1]

1. Introdução

(Um pouco de blábláblá pessoal)

 

Então galera... tenho andado meio sumido mas tá aí o que aprontamos hoje...

Durante a semana acadêmica da minha faculdade, um professor fez um mini-curso de Projeto de Caixas Acústicas.

As vagas simplesmente sumiram e eu fiquei de fora.... Sem stress. Mas um amigo meu que é do DCE andou falando com ele e talz e daí combinamos que hoje ir medir os parâmetros do meu sub, pra fazer

 

uma caixa legal para o campeonato.

Chegamos 15 minutos antes, mas não foi o suficiente, pois levamos mais de 1 hora nos 8 parafusos que prendem ele na caixa... o último saiu na base do martelo mesmo...

 

2. Metodologia do teste

(Professor, o que acontece se eu apertar esse botão???)

 

Não entendo muita porha de eletrônica, e akele monte de "luizinha" piscando na minha frente, demorou um pouco pra eu entender... Mas no fim já tava quase fazendo td sozinho.

O falante foi ligado com as bobinas em série, em free-air.

Fora utilizados: um gerador de sinais, um osciloscópio (acho que era isso.. era um trem da HP), um amplificador feito na carcassa de um estabilizador (hehe), um multímetro e muitos fios.

 

Medimos então a Re do falante com o multímetro

Usamos o osciloscopio e pegamos a Fs do falante. Com a frequencia ajustada, no multímetro então estava marcando a Zmax. A partir daí foi calculado r0 e sqrt(r0). Mais calculos e chegamos a um Z'.

Então variamos a frequencia e buscamos um valor Z' tanto para cima, quanto para baixo da Fs. Essas frequencias ficaram como F1 e F2.

Seguindo algumas fórmulas chegamos no Qms, Qes e Qts do falante

Depois de feito isso, colocamos o falante em uma caixa de Vb conhecido e medimos tuuuudo de novo.

Depois de tudo isso chegamos no Vas.

 

3. Valores encontrados

(Ih... comecou o drama!)

 

Bom. Quer dizer... não tanto

No fim da primeira tentativa encontramos valores de Vas = 138,24 L, o que é consideravelmente grande

 

para um falante de 12".

Então repetimos o teste "free-air" mais 4 vezes e aí estão os valores então

|-------------------------------------------------------|

|Parametro_|_Free_Air_1_|_Box_1_|_Box_2_|_F.A_3_|_F.A_4_|

|-------------------------------------------------------|

|Fs________|_26,70_Hz___|_37,00_|_36,30_|_26,40_|_26,40_|

|Zmax______|__8,50_Ohms_|__5,37_|__6,06_|__8,55_|__8,55_|

|Re________|__4,62_Ohms_|__4,62_|__4,62_|__4,50_|__4,50_|

|r0________|__1,83______|__1,22_|__1,31_|__1,90_|__1,55_|

|sqrt(r0)__|__1,35______|__1,10_|__1,14_|__1,37_|__1,24_|

|Z'________|__6,26_Ohms_|__4,58_|__5,12_|__6,20_|__5,60_|

|F1________|_24,70_Hz___|_35,10_|_34,40_|_24,50_|_24,75_|

|F2________|_28,80_Hz___|_39,20_|_38,50_|_28,65_|_28,10_|

|Qms_______|__8,83______|_10,03_|_10,16_|__8,76_|__9,77_|

|Qes_______|_10,51______|_43,72_|_32,62_|_10,44_|_17,76_|

|Qts_______|__4,80______|__N/C__|__N/C__|__4,76_|__6,15_|

|Vas_______|_________138,24_L___|_77,47_|_____-----_____|

|-------------------------------------------------------|

 

 

Considerações

1) Foram usados arredondamentos de 4 dígitos, apesar de serem mostrados apenas 2

2) Os valore de Qes eram divididos por números menores que ) e ficavam mto grandes!

Tem algum outro modo de calcular eles??

3) Sim, essa caixinha foi feita pra matar a saudade de quando vc desenhava ASCII

 

4. Conclusões

(Antigos espíritos do mal... tranformem essa forma decadente...)

 

Todos os valores foram muito diferentes de qualquer coisa que eu tinha pra ele.

Tô com a mão cheia de calos, não tenho parametros confiáveis e não tenho idéia de como fazer a caixa.

Mas sei lá... não me arrependo... foi uma tarde "diferente"

 

5. Faça você mesmo!

(Use a força, Luke!)

 

O arranjo de teste consiste de um gerador de sinais senoidais com uma tensão de saída de ao menos 10 v rms e com freqüências na faixa de 10 Hz até 10 kHz, um voltímetro-ohmmetro digital (pode ser analógico também) com uma sensibilidade de uns 200 mV capas de resolver até umas decenas de milivolts, um resistor de 10 k, ¼ W de 1% de tolerância e uma calculadora eletrônica (com função de raiz quadrada pelo menos), alem destes elementos vamos precisar também de um gabinete fechado onde o driver possa ser colocado de forma de não deixar sair o ar contido no interior do gabinete. A figura mostra o arranjo de teste para medir os parâmetros T-S.

 

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

!SE VC ESTÁ VENDO ISSO É PORQUE EU NÃO COLOQUEI A FIGURA!

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

 

Calibrar o sistema de medição ajustando a freqüência do gerador de sinais em 100 Hz com uma tensão de saída de 10,0 V rms. Usar o voltímetro para checar que a tensão se mantém constante em 10 V rms quando se varia a freqüência do gerador entre 20 a 1000 Hz. Isto é muito importante pois o nível de saída do gerador afeta diretamente a leitura da montagem. Devido a que o resistor de 10 k tem um valor muito maior que o maior valor da impedância do driver a ser medido, então o conjunto gerador-resistor se comporta como um gerador de corrente constante de 1 mA. Esta corrente constante passa pelo driver e produz uma queda de tensão nele de valor igual ao produto entre o valor absoluto da impedância do driver |ZD| e a corrente de 1 mA, assim o voltímetro vai ler uma tensão em milivolts cujo número de milivolts corresponderá exatamente à quantidade de ohms do valor absoluto da impedância do driver, por exemplo uma leitura de 9,6 mV no voltímetro corresponde exatamente a 9,6  da impedância |ZD|.

Com o arranjo de medição montado e calibrado, podemos começar a medir um driver no ar livre, seguindo o procedimento indicado abaixo.

 

Passo 1: Antes de conectar o driver à montagem de medida, usar o Ohmmetro para medir a resistência de corrente continua da bobina do driver. Anotar este valor como Re.

 

Re =

 

Passo 2: Conectar o driver à montagem de teste ( o que segue corresponde a medidas no driver ao ar livre, consequentemente a melhor condição de medida é suspender o driver no ar tão longe quanto possível de qualquer superfície refletora).

 

Passo 3: Variar lentamente o controle de freqüência do gerador sobre a faixa de 20 a 1 kHz observando atentamente a leitura do voltímetro. Devemos observar claramente um valor máximo na leitura, que corresponde à ressonância ao ar livre do driver. Anotar a freqüência onde este máximo ocorre como FS e também o valor lido como ZMAX.

 

FS =

ZMAX =

 

Passo 4: Calcular as seguintes quantidades usando as medidas anteriores:

 

r0 = Zmax / Re =

sqrt(Zmax) =

Z' = sqrt(Zmax) X Re =

 

Passo 5: Usando a montagem novamente, vamos achar duas freqüências F1 e F2 , abaixo e acima de FS, respectivamente, onde o valor da impedância ZMAX cai ao valor Z’ calculado acima. Anotar estas freqüências como:

 

F1 = (menor freqüência)

F2 = (maior freqüência)

 

Checagem de dados: Se as medições estão bem realizadas o seguinte deve ser verdadeiro:

 

Fs = sqrt( F1 X F2 )

 

Passo 6: Se os dados medidos passam o teste de qualidade anterior, então calculamos agora os Fatores de Qualidade Q do driver, usando as seguintes formulas:

 

Qms = [ Fs X sqrt(r0) ] / [ F2 - F1 ]

Qes = Qms / [ r0 - 1 ]

Qts = [ Qes X Qms ] / [ Qes + Qms ]

 

Passo 7: Colocar o driver dentro (ou fora) de um gabinete fechado de teste, de volume conhecido VT [levar em conta, no cálculo, o volume do driver se montado dentro da caixa (subtrair de VT) ou o volume de ar preso pelo cone em caso de montar o driver pelo lado de fora da caixa (somar a VT) !!!]. Esta caixa deve estar completamente vazia e totalmente selada. Devemos frisar aqui que o

tamanho da caixa de teste deve ser proporcional ao tamanho do driver. Para testar um driver de 6 polegadas devemos usar uma caixa com um volume da ordem de 6 litros, entanto que para um driver de 15 polegadas devemos usar uma caixa de volume da ordem de 60 a 90 litros. Em geral devemos usar a menor caixa de teste que permita montar o driver com facilidade, uma recomendação prática diz que pode ser de um volume igual ao cubo de diâmetro nominal do driver. Colocando o driver nesta caixa deverá ter uma freqüência de ressonância significativamente maior. Repetir os passos 2 até 6 para achar os seguintes novos valores:

Anotar o volume efetivo da caixa de teste como:

VT =

Anotar a nova freqüência de ressonância como:

FCT =

Repetir o procedimento anterior para achar as seguintes quantidades usando a caixa de teste:

 

ZMAX,CT =

r0,CT =

sqrt (r0,CT) =

Z’ =

F1,CT =

F2,CT =

FCT =

 

Depois de determinar o novo fator de qualidade QMCT na caixa de teste, calculamos o novo fator de qualidade QECT

 

QeCT = [ QmCT ] / [ r0,CT - 1 ]

 

Agora, usando FCT e QECT com as medidas prévias de FS e QES calculamos o valor VAS que corresponde ao volume equivalente da compliância do driver.

 

Vas = Vt X [ [ FCT x QeCT ] / [ Fs x Qes] ]

 

Isto completa as medições dos parâmetros do driver. Temos agora os seguintes parâmetros T-S:

FS , QMS , QES , Qts , Vas

 

6. Fotos

(não.. eu não apareço nas fotos)

 

Meu amigo desparafusando o falante.... é... não sou eu...

C acha que eu vou fazer esforço??? Oras! Alguem tem que bater a foto!

 

45 minutos depois só haviam saído 4 dos 8 parafusos... :hug

 

Também! Olha o tamanho da chave que nos deram lá no almoxarifado!

Mas esse já era o último dos moicanos

 

Ah... mas com o martelo ele saiu!

 

Bancada de testes com tudo ligado, e o sub em free-air

Editado 29 de Maio de 2004 por nacho

[Mogar 0]

O ima do falante nao zoou a tela do osciloscopio nem a memoria da hp ??

[nacho 1]

Acho que não a potência aplicada foi muito pequena...pelo menos a calculadora tá 100%

[]s

[nacho 1]

[bigbota 0]

os valores encontrados podem não ser mto exatos pois na realidade o sub não esta em free-air pois ele se encontra em uma sala fechada. qdo se faz testes para conseguir os parametros do falante se faz isso em um espaço bem aberto, ao ar livre, livre de reverberações e interferencias do meio. Alem disso o ima do falante pode dar algum efeito no osciloscopio independente da potencia aplicada. O campo magnetico do sub é mto grande e pode interferir no osciloscopio. Mas parabenz pela iniciativa

[B4$$ 0]

2 Horas e 45 minutos depois...... Acabei d ler! achei q era um Blog !!

[PaLiOzIm 0]

Bela HP hein?! heheheh... Parabéns pelo tópico!!!

[nacho 1]

os valores encontrados podem não ser mto exatos pois na realidade o sub não esta em free-air pois ele se encontra em uma sala fechada. qdo se faz testes para conseguir os parametros do falante se faz isso em um espaço bem aberto, ao ar livre, livre de reverberações e interferencias do meio. Alem disso o ima do falante pode dar algum efeito no osciloscopio independente da potencia aplicada. O campo magnetico do sub é mto grande e pode interferir no osciloscopio. Mas parabenz pela iniciativa

Mas o pior que os valores do osciloscópio condizem com o Fs do manual

 

Eu acho que o erro tava no Zmax, Re e n0, e daí quando vc ia calcular o resto, bagunçava tudo...

 

Bom.. ainda fica uma pergunta... que outros meios podemos usar pra medir um falante?

[100%sub 0]

e ocampeonato ai em carazinho saio neste domingo ou vai ser outro dia .Tomara que não tenha saido não pude ir por consequencia do :ol :ol vinho de sábado.

[dj_vini 0]

2 Horas e 45 minutos depois...... Acabei d ler! achei q era um Blog !!

vc me mata de rir desse jeito! hhaihaiuhai :ol

[Kicker 0]

parabéns velho...OTIMA iniciativa...a proposito, aonde vc faz faculd? e que curso?

abraços

[futurista 0]

Doido hein.