Subwoofer DAD para Hi-Fi (atualizando: parâmetros TS do sub!)

[DAD 56]

Pessoal, tenho visto muitos sistemas de alto-falantes em minha vida de engenheiro; porém muitos deles bem deplorável em seu projeto (claro quase tudo visa lucro, conforme o nicho de mercado)!

Já fiz no passado alguns modelos de subwoofers (apenas como hoby), utilizando alguma técnicas hoje empregadas no mais renomados subwoofers!

Porém, apesar do resultado ser surpreendente, com um modelo na época o batizei de "Kolossus", tinha dupla bobina de 2ohms com +-20mm de excursão linear, belo sub; mas ainda não me satisfazia no quesito rendimento(cerca de 91db/w/m).

Pensando aqui com meus botões, me deparei com uma ideia que vou colocar em prática com muitas vantagens aos modelos propostos até então!

1- Alto rendimento linear(Objetivo não alcançado, frustado...rsrsr), onde o BL do AF não muda com seu deslocamento!

2- Alta linearidade do deslocamento da bobina, pode-se ajustar no projeto qualquer deslocamento, desde que o sistema mecânico acompanhe!

 

 

Como estou em fase de desenhos no desenvolvimento, passarei algumas características que provavelmente terá:

 

1- Aplicação: Hi-Fi (devido á qualidade de áudio).(Ok)

2- Potência esperada: 400W/RMS/4ohms (Ok)

3- Deslocamento linear: +-12mm(aumentou para +-15mm)

4- Dimensão: 12pol

5- Peso aproximado(estimado): cerca de 6.5kg (Ok=6,34Kg)

 

 

 

6- Cone em celulose á vácuo.

7- Carcaça em alumínio injetado.

 

 

Obrigado pela atenção!

 

Logo vai começar a seção de fotos das partes do sub!

 

1- Carcaça em Alumínio Injetada!

Vantagens:

1.a) Maior rigidez ao alto-falante.

1.b) Maior dissipação de calor gerado pelo conjunto magnético.

1.c) Menos dispersão do campo gerado pelo ímã, diminuindo distorções e perdas!

 

 

2- Cone em celulose prensada a vácuo!

Vejam que uma revista especializada diz sobre isso:

O cone de celulose (papel) é o mais empregado na indústria de áudio high-end, mas deixamos claro que de low-tech não tem nada. Até hoje é o material que melhor equilibra as características físicas fundamentais de forma praticamente unânime entre especialistas.

 

 

3- Bobina (4ohms)

3.a) Em alumínio (maior rigidez e dissipação de calor)

3.b) Fio de cobre.

3.c) Cola epóxi especial de 250ºC na aderência da bobina e cone/centragem!

 

Visual do Sub Old-School SW412/S4 (ainda em estudo)

 

 

 

Para quem quiser aumentar seus conhecimentos e visualizar como vai ser o DAD Old-Scool:

 

https://www.facebook.com/photo.php?fbid=803224153163785&set=a.108842855935255.18212.100004286232220&type=3&theater

 

 

 

 

 

Sistema DAD para excursão ultra linear da bobina utilizando ímã de neodímio!
 Abaixo está uma simulação de densidade de corrente dentro do campo!

Vejam a linearidade de distribuição( o desenho fiz no olho...pode fica melhor se usar precisão na simulação)

 

 

 

Fotos do Conjunto Magnético: 

Campo totalmente fechado, aproveitamento 100% do campo do ímã, não gera campos no exterior do alto-falante!

Inédito no Brasil...

 

 

 

 

Foto do sub Old-Scool SW412/S4 ( apenas perspectiva de dimensões)

 

 

 

Parâmetros do Sub SW412/S4(Vai ser alterado)

Agora com 2 ímãs(só para testar)

 

1-Potência(Pe)= 400W(RMS)

1-Faixa de trabalho de potência= 300W á 600W

2-Volume Equivalente (Vas)= xxx(L)

3-Frequência de Ressonância(Fs)= xxx (Hz)

4- Resistência da Bobina (Re)= xxx(ohms)

5- Massa Móvel Total (Mms)= 125 (grs)

6- Área Efetiva do Cone= 530 cm(2)

7- Compliância Mecânica (Cms)= xxx (µm/N)

8- Fator de Qualidade Mecânico (Qms)= xxx

9- Fator de Qualidade Elétrico (Qes)= xxx

10- Fator de Qualidade Total (Qts)= xxx

11- Volume de Deslocamento Equivalente (Vd)= 795 (cm3)

12- Fator de Força do Campo Magnético (BL)=xxx (T/m)

13- Resistência Mecânica (Rms)= xxx (Ns/m)

14- Excursão linear (Xmáx)= +-15 (mm)(Sistema Underhang)

15- Excursão máxima mecânica (Xlim)(antes do dano)= 20 (mm)

16- Rendimento (No)= xxx

17- Diâmetro Efetivo do Cone (Vd)= 26,0 (cm)

18- Pressão Sonora (SPL)= xxx (dB/w/m)

19- Pressão Sonora (USPL)= xxx(dB)

20 – Campo com Ímã de 2xNeodímio de 25Kgf (campo fechado)

21- Dimensões= 172 x 320 (mm)

22- Peso (líquido)= 6,34(Kg)

 

​Apesar de alguns parâmetros não correspondeu a minha expectativa, outros superaram....

 

1- Muito interessante a FS, com um cone tão leve e uma centragem meia dura( isto provoca alto Qts), mas em compensação dá um controle espetacular ao grave...

2- Medi alguns parâmetros, pois na medição do Cms, foi problemático, 10 medições e cada uma dava um valor(tenso medir precisão com peso e paquímetro, vou estudar outro método com precisão para isso! Neste caso usei do programa Winisd para calcular os valores que me pareceram bem condizente com o sub!

3- Nas primeiras audições na bancada, pude perceber realmente o rendimento baixo ( nem posso reclamar pois tem sub importado caríssimo com este rendimento, vamos melhorar no futuro), mas o som realmente ficou dentro do que eu estava procurando, grave cheios, uniformes, precisos e encorpados...sem deixar de ser musical.

O sub ficou bem transparente que comecei a ter problemas com meus aparelhos (gerador e módulo de áudio, pequeno módulo de bancada, visto que este tem 1% Thd com 2W e precisei buscar em minhas tralhas um velho módulo com TDA1510, este bem melhor), depois veio que o tibre estava meio que duro, assim dizer e dava uma chispada abaixo de 20Hz, seria o sub?, bem coloquei o osciloscópio e lá estava, gerador com problemas...duro viu...rsrsrsSolução foi por um capacitor pendurado na saída do gerador e suavisar as distorções...conclusão?...graves super suaves e precisos, sem nenhuma distorção....claro sempre com o pé no chão, pois só analisando em uma caixa bem feita e um módulo decente!

As simulações que fiz foram para uma caixa com 60L(livres), em alguns casos com equalização para se ter uma resposta mais homogênea...

Logo posto as fotos, ainda falta adesivos, e a guarnição no acabamento do sub!

 

Abaixo caixas com 60 litros livres, algumas com correção de curva!

 

Postarei novas curvas com os dados corrigidos!

 

Fotos do "PROTÓTIPO"

 

 

 

 

Curvas para caixa selada!

 

 

 

1-Amarelo (60L)(32hz)
2- Branco (40L)(36hz)
3- Lilás (30L)(40hz)

Editado 8 de Agosto de 2017 por DAD

[cmpicolo 126]

De olho aqui e acompanhando 

[cucajhones 4]

Acompanhando com certeza!!

[DAD 56]

De olho aqui e acompanhando 

 

 

Acompanhando com certeza!!

 

 

Bacana cara! Uso amplicadores e processadores feitos por Brasileiros e nunca estive tão feliz com meu sistema!

 

Sucesso na empreitada!

Obrigado pessoal, esforço não vai faltar!

[fernandoimme 4]

muito bom...acompanhano

[GARAGAOZ 46]

Opa!...vou acompanhar e apoiar no que eu puder

[DAD 56]

Opa!...vou acompanhar e apoiar no que eu puder

[CristianoLO 126]

Interessante

Sempre apoio quando alguém quer se envolver em fabricar, mesmo que experimentalmente, produtos de qualidade aqui no Brasil

O problema é que sempre se cai no mesmo problema... Falta de insumos e público que acha que só pode ser caro se vier com marca gringa estampada

Não que tenha q ser caro, mas sabemos o motivo de acabar ficando...

 

A imagem pra mim não abriu

[DAD 56]

Interessante

Sempre apoio quando alguém quer se envolver em fabricar, mesmo que experimentalmente, produtos de qualidade aqui no Brasil

O problema é que sempre se cai no mesmo problema... Falta de insumos e público que acha que só pode ser caro se vier com marca gringa estampada

Não que tenha q ser caro, mas sabemos o motivo de acabar ficando...

 

A imagem pra mim não abriu

Olá!

Realmente carecemos de fabricantes de qualidade, mas temos algumas opções interessantes (já pesquisei)!

1- Cones, um dos melhores materiais (ainda hoje) para se fazer cone, é o celulose(claro temos outra opões interessantes aqui no Brasil, alumínio tb dá bom som); claro de boa qualidade, ele influencia significativamente no timbre do som!

2- Carcaças, temos tb de boa qualidade, alumínio injetado!

3- Centragens tb temos, inclusive fazem de nomex,algodão tratado, etc....

4- Ímãs, temos tb, anéis nem se fala....

Como visto, vai depender do capricho e habilidade em se desenvolver um AF. realmente competente em reproduzir o som!

2- Bobinas temos boas opções hoje no mercado, de alumínio, fibra de vidro, kapton,etc...

[Juniorpth 10]

Acompanhando!

[tiago.paiva 44]

Parabéns pela iniciativa amigo! Se possível atualiza as fotos, abriu apenas a primeira. 

[DAD 56]

Parabéns pela iniciativa amigo! Se possível atualiza as fotos, abriu apenas a primeira. 

Olá!

Obrigado amigo!

Aqui está normal!

[brunetao 15]

Boa iniciativa, um de 10 polegadas não entra nos planos?

[DAD 56]

Boa iniciativa, um de 10 polegadas não entra nos planos?

Talvez, vai depender dos parâmetros deste de 12pol...aí ver como ficaria um de 10pol.

[Baboo 21]

Muito interessante!

[Dudu Lima 92]

Eita é nós! Será que o cone e a calota central vão vir num visual clássico?

 

Eu gosto de subs com um visual clássico e clean, sem nada escrito na calota central ou no cone, tipo o exemplo dessa imagem aqui e com calota central um pouco "peituda" que nem a calota central do Bravox UXP.

 

 

 

Edit: Uma sugestão... Eu acho que se a carcaça for pintada de branco, vai dar um visual bacana, principalmente no acabamento final da caixa com carpete de tons escuros.

Editado 24 de Janeiro de 2017 por Dudu Lima

[Dudu Lima 92]

Olá!

Realmente carecemos de fabricantes de qualidade, mas temos algumas opções interessantes (já pesquisei)!

1- Cones, um dos melhores materiais (ainda hoje) para se fazer cone, é o celulose(claro temos outra opões interessantes aqui no Brasil, alumínio tb dá bom som); claro de boa qualidade, ele influencia significativamente no timbre do som!

2- Carcaças, temos tb de boa qualidade, alumínio injetado!

3- Centragens tb temos, inclusive fazem de nomex,algodão tratado, etc....

4- Ímãs, temos tb, anéis nem se fala....

Como visto, vai depender do capricho e habilidade em se desenvolver um AF. realmente competente em reproduzir o som!

2- Bobinas temos boas opções hoje no mercado, de alumínio, fibra de vidro, kapton,etc...

 

Por onde eu andei lendo, sempre falava que a celulose é o melhor material para cone de alto-falantes e para borda do mesmo, o melhor material é a espuma.

 

Pra mim saindo um sub com BL de 20Tm pra cima, Qts abaixo de 0,5, Vas pequeno, Xmax de 15mm em diante e Fs na casa dos 20, 21, 22, 23, 24, 25Hz... 28Hz e baixa potência (até 400Wrms), já estará bom demais!

 

Eu sei que não devemos analisar os parâmetros individualmente, mas pra mim um sub com essas características é primordial!

Editado 24 de Janeiro de 2017 por Dudu Lima

[pyztm 0]

Acompanhado

[CristianoLO 126]

Cláudio, que tipo de estudo, simulação, ou teste dos materiais e métodos serão executados?

[DAD 56]

Cláudio, que tipo de estudo, simulação, ou teste dos materiais e métodos serão executados?

Olá!

Vou seguir 2 tutoriais básicos para levantar e aferir parâmetros de 2 estudiosos no assunto!

 

1)  2) Outro Tutorial que pretendo seguir:

Paulo F. C. Albuquerque

http://sites.mpc.com.br/albuquerque/cursos/cursos.htm

 

São duas pessoas que realmente entendem do que falam!

 

Algumas decisões pessoais de como construir e selecionar materiais!

Editado 25 de Janeiro de 2017 por DAD

[CristianoLO 126]

Isso é PÓS prototipagem/criação

Mas e PRÉ?

A escolha de materiais, modelos geométricos de cone e carcaça, rigidez da centragem, etc... Vai ser como?

 

Um material interessante que juntei nos últimos dois dias enquanto procurava uma coisa nada a ver com o assunto

Parte tb não tem nada a ver com o teu projeto, mas só copiei e colei o que eu tinha salvo no meu email

 

http://www.audioholics.com/loudspeaker-design/loudspeaker-drivers/diaphragm-material 

 

http://resources.prismsound.com/tm/LOUDSOFT_Cones_stiffness_ALMA_2003.pdf

 

http://forums.audioholics.com/forums/threads/a-couple-questions-about-cone-breakup.81696/

 

http://www.diyaudio.com/forums/multi-way/58817-cone-breakup.html

 

http://www.troelsgravesen.dk/Jenzen-D/DiamondStudy.pdf

 

http://forums.audioholics.com/forums/threads/i-want-to-learn-about-cone-woofer-break-up.72811/

 

http://www.nutshellhifi.com/library/speaker-design1.html

 

http://www.nutshellhifi.com/library/speaker-design2.html

 

http://www.bodziosoftware.com.au/Break_Up_Investigation.pdf

 

https://engineering.purdue.edu/ece103/LectureNotes/SRS_Loudspeaker_Parameters.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Bilder/Test_Objects/KLIPPEL%20Speaker%20Component%20Measurements.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Files/Know_How/Literature/Papers/Loudspeaker%20regular%20signal%20distortion%20caused%20by%20design_part%201_Klippel_Werner.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/Loudspeaker_Nonlinearities%E2%80%93Causes_Parameters_Symptoms_01.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Files/News/Comprehensive%20Tools%20for%20Speaker%20Component%20Testing.pdf

[DAD 56]

Isso é PÓS prototipagem/criação

Mas e PRÉ?

A escolha de materiais, modelos geométricos de cone e carcaça, rigidez da centragem, etc... Vai ser como?

 

Um material interessante que juntei nos últimos dois dias enquanto procurava uma coisa nada a ver com o assunto

Parte tb não tem nada a ver com o teu projeto, mas só copiei e colei o que eu tinha salvo no meu email

 

http://www.audioholics.com/loudspeaker-design/loudspeaker-drivers/diaphragm-material 

 

http://resources.prismsound.com/tm/LOUDSOFT_Cones_stiffness_ALMA_2003.pdf

 

http://forums.audioholics.com/forums/threads/a-couple-questions-about-cone-breakup.81696/

 

http://www.diyaudio.com/forums/multi-way/58817-cone-breakup.html

 

http://www.troelsgravesen.dk/Jenzen-D/DiamondStudy.pdf

 

http://forums.audioholics.com/forums/threads/i-want-to-learn-about-cone-woofer-break-up.72811/

 

http://www.nutshellhifi.com/library/speaker-design1.html

 

http://www.nutshellhifi.com/library/speaker-design2.html

 

http://www.bodziosoftware.com.au/Break_Up_Investigation.pdf

 

https://engineering.purdue.edu/ece103/LectureNotes/SRS_Loudspeaker_Parameters.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Bilder/Test_Objects/KLIPPEL%20Speaker%20Component%20Measurements.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Files/Know_How/Literature/Papers/Loudspeaker%20regular%20signal%20distortion%20caused%20by%20design_part%201_Klippel_Werner.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/Loudspeaker_Nonlinearities%E2%80%93Causes_Parameters_Symptoms_01.pdf

 

https://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Files/News/Comprehensive%20Tools%20for%20Speaker%20Component%20Testing.pdf

Puxa! descrevi muito do material que vai ser utilizado no início do tópico....

1- Carcaça em alumínio injetado

2- Cone exponencial fundo, em celulose com fibras á vácuo

3- Bobina e, corpo de alumínio anodizado de 2 polegadas (4ohms)

4- Ímã de bário com 134x18 mm

5- Centragem reforçada com 5 ondas em algodão.

6- Campo Magnético uniforme e alto com 2pol de altura, bobina não sai dentro do campo, como nos convencionais!

7- Bornes de ligação por pressão, grandes.

Ainda falta alguns detalhes!

[Gen_Luiz 1]

Acompanhando

[CristianoLO 126]

Acho que não me fiz enteder bem

No primeiro post tu cita alguns pontos relacionados a cada parte do que escolheu, mas são pontos que eu considero comuns a praticamente todo produto de qualidade

 

Por exemplo, o cone

O cone de um sub pode ser qualquer material, papel, alumínio, PP... Oq vai diferenciar a qualidade sonora não é o material em si, mas sim a rigidez que se consegue com esse material, a capacidade de alta aceleração, a não geração de harmônicos relacionados aos modos vibraciobais, a geometria para jogar o cone break up pra longe da faixa de uso, etc

Sob esse aspecto, que tipo de teste do material ou especificação dada ao fabricante do cone foi feito?

Dizer pro fabricante "quero um cone fundo de papel prensado a vácuo" não quer dizer muita coisa

 

Bom... Talvez querer saber tudo isso seja demais, mas estamos falando de produto hi-fi, que em tese passa por esse tipo de P&D

[igortbq 36]

Meus parabéns!