Il subwoofer “barricato”

Questo progetto nasce dall’unione di molti desideri e da una fondamentale esigenza: estendere la gamma bassa dei piccoli diffusori che uso nella mia “sala giochi”, ovvero il locale dove ho il mio laboratorio elettronico da hobbista.

I diffusori da complementare li costruii forse più di 30 anni fa con materiali di recupero, suonano bene, ma a causa delle ridotte dimensioni e caratteristiche elettromeccaniche dei miniwoofer hanno una risposta che cade sensibilmente al di sotto dei 100-120 Hz. Il suono è quindi un po’ “leggerino” e talvolta si desidera qualcosa di più.

Ovviamente esistono molte soluzioni commerciali, ma da buon autocostruttore non potevo perdere l’occasione di provare a progettare e realizzare qualcosa di originale, col proposito di condividerlo e farlo diventare buona base per altri progetti e migliorie.

Obiettivi

Obiettivi del progetto erano dunque:

• costi ridotti

  
  Figura 1: Il ​​ Daytonaudio DC 160-8 impiegato in questo progetto

• buona riproducibilità

• componenti facilmente reperibili

• originalità

• ingombri possibilmente ridotti

L’altoparlante

Mescolando ben bene i punti appena elencati, la scelta dell’altoparlante è caduta sul Daytonaudio DC 160-8, un moderno 6” di costo contenuto e noto per la sua frequenza di risonanza particolarmente bassa, di soli 36Hz. Il QTS di 0,34 ne suggerisce un impiego in un diffusore reflex.

La cassa

Scelto l’altoparlante rimaneva la definizione della cassa vera e propria in cui farlo suonare. Per uscire dall’ovvia forma a parallelepipedo senza peraltro avere una falegnameria a disposizione ho unito le passioni per la buona musica con quella del buon vino e... ho scelto di impiegare una botte!

La scelta, forse ardita e certamente non priva di qualche controindicazione, offre sufficienti vantaggi per essere provata. Vediamoli:

• forma originale

• facile lavorabilità

• rigidità

• ampia scelta di prodotti commerciali a costi contenuti

Così, disponibili cassa e altoparlante, non rimaneva che completare il progetto.

Visto il valore di Vas di 17,9 litri dell’altoparlante scelto e l’intento di contenere le dimensioni del diffusore, il prodotto commerciale più adeguato sono le botti da 15 litri nominali. Io ho acquistato la mia da una nota azienda di Marsala (TP) che in pochi giorni me l’ha recapitata a casa. E’ rigida, ben costruita e stagna (ovviamente). Le dimensioni interne sono:

diametro minimo = 200mm (dm)

diametro massimo = 250mm (Dm)

altezza: 340mm (H)

Per calcolare il suo valore reale di capacità interna possiamo impiegare la seguente formula approssimata:

V=π15⋅H⋅(8⋅D24+4⋅dm⋅Dm4+3⋅dm24)V= {%pi} over {15} cdot H cdot left ( {8 cdot D ^{2}} over {4} + {4 cdot dm cdot Dm} over {4} + {3 cdot dm^{2}} over {4} right)

Introducendo i valori prima misurati, otteniamo un volume interno netto di circa 15,4 litri.

Nella scelta della botte e prima del suo acquisto è bene verificare che la spaziatura dei cerchi permetta l’inserimento dell’altoparlante prescelto.

Il calcolo dei condotti reflex

Fissato il volume interno e i parametri dell’altoparlante, non rimane che calcolare i condotti del bass reflex. Per questo ho impiegato l’ottimo foglio Excel denominato Woofer Box and Circuit Designer.xls messo a punto da Jeff Bagby, liberamente scaricabile al link in bibliografia, a cui si rimanda anche per i dettagli operativi e teoria di funzionamento.

Di uso abbastanza intuitivo, il foglio elettronico con le sue potenti macro permette di simulare la risposta di vari altoparlanti e allineamenti. E’ possibile aggiungere liberamente trasduttori al suo database, semplicemente introducendone i parametri Thiel & Small principali. Oltre ad essere un buon tool per la progettazione di massima, è utile anche per simulare e sperimentare soluzioni differenti, prendendo così confidenza sull’impatto di ogni modifica.

Ritornando a noi, per quanto riguarda i condotti reflex possiamo ricordare che:

• aumento l’area del condotto → aumenta la frequenza di risonanza

• aumento la lunghezza del condotto → diminuisce la frequenza di risonanza

la velocità dell’aria nel condotto dovrebbe essere limitata per contenere perdite di carico e fenomeni di turbolenza, specie nel caso (non nostro) di diffusori per alte potenze.

In questo caso sia per disponibilità dei materiali sia per aspetto estetico ho optato per una soluzione a due condotti, di diametro interno di 36mm e lunghezza 200mm realizzati con tubo in PVC irrigidito esternamente con vetroresina. L’accordo dei condotti è a circa 43Hz.

Vediamo alcuni grafici di comportamento simulato con il foglio elettronico prima utilizzato: