projeto de caixas acusticas

7/28/2019 Projeto de Caixas Acusticas

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FAA VOC MESMO:

CAIXAS ACSTICAS DEQUALIDADE SUPERIOR

CAIXAS SELADAS - DUTADASSUBWOOFER

PARA O CARRO, CASA, TEATROS,SHOWS, ETC
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FAA VOC MESMO:CAIXAS ACSTICAS DEQUALIDADE SUPERIOR

CAIXAS SELADAS - DUTADAS - SUBWOOFERPARA O CARRO, CASA, TEATROS, SHOWS, ETC

Introduo:

Se voc j est lendo esta introduo porque certamentetem curiosidade e se interessa por udio e caixas acsticas. Destaforma acredito que tambm j imaginou porque certas caixasacsticas so to caras, enquanto outras so feitas sem o menorcritrio nos fundos de uma loja de instalao de acessriosautomotivos e o instalador garante que aquela caixa tem qualidadeindiscutvel. Ser que seria somente questo de marca, ourealmente existe um trabalho srio de projeto que resulta em umaqualidade que compense o preo? Ser que o tamanho e formatoda caixa so importantes? Ser que um alto falante de 10polegadas da marca X pode funcionar na mesma caixa onde estavainstalado um alto falante tambm de 10 polegadas de marca Y?Qual a potncia que posso colocar sem estragar o alto falante? O

tipo da madeira importante?Estas so perguntas freqentes que fazem com que quem vai

construir uma caixa se sinta meio perdido. Nesta apostila vamosver que realmente h muitas consideraes a se levar em contapara o projeto de uma caixa acstica.Atravs de informaes o mais claras possveis, clculoscomentados, exemplos de projetos e referncias bibliogrficas,procuro apontar o melhor caminho para que voc aprenda aprojetar qualquer tipo de caixa: Dutadas, seladas e bazoocas parao carro, subwoofers, domsticas, HI-FI, guitarra, palco etc.
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O que caixa acstica? Para que serve?

Uma caixa acstica trata-se de um recinto com certaspropriedades definidas de modo a condicionar as ondas sonorasproduzidas pelo alto-falante. Mais a frente veremos que a caixaisola em seu interior ondas sonoras que poderiam interferirdescontroladamente no funcionamento do alto-falante.Posteriormente, o correto clculo da caixapode utilizar-se destas ondas beneficamenteao invs de desperdia-las no interior dacaixa. Tenho ainda que ressaltar que se oclculo incorreto da caixa pode provocartambm distores no som e nodificilmente danos ao alto-falante.

O som e suas propriedades

Como aprendemos na escola, o som uma onda, vibrao,que se propaga somente por meios materiais, por exemplomadeira, ao, gua e tambm pelo ar. Sua velocidade depropagao no ar de aproximadamente 340 metros por segundona temperatura de 20C. Isto , 1220Km/h! Isso se d atravs de

ondas de presso e descompresso que sedispersam pelo ambiente a partir da fonte,crescendo em formato de esfera.Analogamente a representao em duasdimenses seria como uma onda sepropagando na superfcie da gua, visto decima.

Dependendo daspropriedades da onda edos objetos que eleencontrar pelo caminho,o som pode ser refletido,desviado ou absorvido.Voc pode inclusive fazer

estas experincias na gua, colocando alguns objetos no caminhodas ondas e observando como elas se comportam. Estas

propriedades bsicas devero ser levadas em conta no projeto de


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qualquer instrumento musical, e isto inclui nossas caixa acsticas.Tudo isso faz do som uma matria complexa e que apresenta umagama muito grande de variantes. Tome como exemplo a musica.Nunca soa igual em cada canto deste mundo. Nos causa sensaesdiferentes dependendo do instrumento que ouvimos, ambiente emque estamos, etc. Podemos logo perceber que cada instrumentotem seu som caracterstico, sua intensidade e tom.

Intensidade, timbre, freqncia, freqncia audvelQuando analisamos uma onda sonora captada por um

microfone por exemplo, mais ou menos como na figura abaixoque a vemos:

No sentido horizontal do pequeno grfico, corre o tempo, a

medida que o tempo passa podemos ver no sentido vertical comovaria a intensidade do som. Ainda nesta figura existe uma segundainformao sobre esta onda. o seu formato. A forma da ondadefine o timbre do som que estamos ouvindo. Por exemplo, oformato da onda acima poderia ser o som de um diapaso, quegera ondas de formato senoidal. Seriam muito diferentes osformatos de ondas do som de um saxofone ou de um violino, ouat da voz de pessoas diferentes.

A amplitude define a intensidade do som, o perodo, que otempo que dura uma oscilao, define e freqncia (Freq =1/perodo), que por sua vez define as notas musicais e adiferenciao grave-agudo.

Variaes nestes parmetros: timbre, intensidade, freqnciatornam possveis toda a gama de sons que ouvimos no dia-a -dia.Vamos tomar como exemplo a msica clssica. Sabemosclaramente a diferena entre os sons de uma flauta e de umviolino, mesmo que estejam tocando a mesma nota na mesmaintensidade. Isto porque o timbre dos dois bastante distinto.


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Uma harpa e um violino

Quanto a intensidade, tem relao com quo forte ouvimosum som. Cabe aqui uma ateno especial. O correto entendimentode como percebemos variaes de intensidade de muitoimportncia para ns.

A unidade de medida de intensidade sonora o decibel, ouseja 1/10 do Bel. Esta unidade foi criada para se tratar diferenasentre grandezas como voltagem, corrente, potncia etc. A razoprincipal para a criao desta unidade foi que por se tratar de umaescala logartmica, pode-se comparar e trabalhar intensidades desinal muito pequenas com outras muito grandes. Como se nobastasse, nossa audio tambm reage a estmulos de formalogartmica, de modo que o decibel torna-se uma unidade que secasa perfeitamente com nossa necessidade.

fcil entender porque percebemos sons em escalalogartmica. Veja na figura acima que se a escala fosse linear(vermelha), teramos muita dificuldades de ouvir sons fracos, comoum sussurro, mas se algum estourasse uma bombinha perto de


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ns, pensaramos que se tratava do fim do mundo. J a escalalogartmica (azul), devido a sua acentuada curvatura no incio daescala, permite que sons muito fracos sejam percebidos e sonsquando cada vez mais fortes, vo sendo comprimidos em um limitesuperior da escala. Por este motivo, as vezes no acreditamos queum som est alto demais, a partir de certo ponto no percebemosto bem as diferenas de amplitude.

O decibel definido como uma razo logartmica:

dB = 10 x log(P1/P0)

Onde P0 uma potncia de referncia e P1 a nova potncia. Porexemplo, a diferena em dB que consigo quando injeto 100W emuma caixa que antes tocava com 50W :

10 x log(100/50) = 10 x log(2) = 3dB

logo, se antes a caixa tocava 110dB a 50W, agora toca 113dB a100Wna prtica, quando se dobra a potncia o nvel em dB cresce tresunidades.

A menor variao de intensidade sonora que podemosdetectar 1dB, mas na prtica, devido a diferenas fisiolgicasentre as pessoas, a mdia corresponde a 3dB.

A intensidade sonora ou SPL, do ingls Sound PressureLevel, tambm varia com a distncia, por isso sempre que

especificar uma caixa ou alto-falante, deve-se dizer a que distnciao som foi medido, para que sirva como comparao vlida.

A frmula parecida com a anterior. Para avaliar o SPL em funoda distncia, troca-se a potncias pelas distncias de referncia(d0) e nova distncia (d1):

dB = 20 x log(d1/d0)

Voc perceber que na prtica o SPL cai seis unidades a medida

que se dobra a distncia de audio


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Nveis de presso sonora de alguns sons:

Nv e l

d B

Som ca r a c t e r s t i c o

0-10 Limite da audibilidade20-30 Dentro de casa madrugada em bairro tranqilo

30-40 Sussurro a 1,5metros40-50 Sons normais dentro de uma residncia50-60 conversa normal entre duas pessoas70-80 Nvel timo de conversao para mxima inteligibilidade

80 a 110 - nocivo aos ouvidos se exposto por longos perodos80-85 Dentro de um carro esporte a 80Km/h80-90 Perfuratriz pneumtica a 15m90-100 Rudos dentro de uma indstria100-110 Fones de ouvido em volume max.>110 - Dano auditivo permanente110-120 Show de rock em locais fechadosLimiar do desconforto

120-130 Decolagem de avio a jato a 50mLimiar da dor auditiva130-140 Sirene antiarea a 30m

... Continua at 200 = limite

Ouvir msica em volumes muito altos acaba provocandodesconforto e cansao mesmo que antes dos 100dB. O volumeideal para se ouvir msica de forma prolongada e sem queprovoque desconforto ou dores de cabea em torno de 65dB.

Outro ponto importante que no pode passar batido com

relao gama de freqncias que podemos ouvir. O ser humanojovem consegue ouvir sons entre 20Hz e 20000Hz. Se foremtocados uma srie de sons de 20Hz a 20KHz, todos de mesmaintensidade e timbre, vamos perceber que certas faixas ouvimosmelhor do que outras. Por exemplo, ouvimos muito bem os tonscompreendidos entre 200 e 9000Hz, coincidentemente(?!), a vozhumana encontra-se dentro desta faixa.

muito importante ter conhecimento da faixa de freqnciaque queremos reproduzir com uma caixa. Nosso desafio aqui serprincipalmente com as baixas freqncias. Voc poder ter mais

noo disto observando uma curva de resposta de uma caixaacstica:


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Este grficotrata daresposta defreqncia deuma caixa tipomonitor deestdio degravao. nela que osmsicosconferem oresultado doque acabaramde gravar,portanto, eladeve atender

certos requisitos de qualidade. O primeiro deles quanto aresposta de freqncias, mais especificamente a planicidade daresposta. a faixa de freqncias que a caixa consegue tocar comqualidade. Para se levantar dados para esta curva, faz-se com queum aparelho gerador de sinais de referncia, produza umavarredura de freqncias de intensidade constante, que comeaantes de 20Hz e vai at depois de 20KHz . Com um microfonecapta-se o som da caixa e a intensidade registrada para cada

freqncia.Repare que a curva torna-se plana a partir de 100Hz (apesar

das pequenas irregularidades, considera-se plana) e permaneceassim at 20KHz. Esta planicidade importante pois garante quetodos os sons compreendidos dentro desta faixa seroreproduzidos na mesma proporo com que foram gravados. Noteque abaixo de 100Hz, a intensidade dos sons da caixa cai quaseque linearmente. Isto perfeitamente normal, depende doconjunto falante-caixa. Como padro considerar uma tolernciade +/-3dB, pode-se dizer que esta caixa toca de 70Hz a 20KHz a

+/-3db. Este rendimento corresponde a quase todas as caixas deconjunto mini-system do mercado. Porm estas possuem outrascaractersticas de menor qualidade que um monitor de estdio.

Sejamos francos, qualquer alto falante, em qualquer caixa,vai gerar som quando for ligado a um aparelho apropriado. De fatotocar msica e provavelmente entenderamos todas as palavrasque o cantor dissesse. Ento voc deve estar se perguntando: Ohdiabos! Para que ento tanta ladainha? vamos logo construir estacaixa!

Calma que eu explico:


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Um alto falante trata-se de um aparelho que retm em siconceitos de engenharia e conhecimentos muito avanados. Umprojeto de um alto falante, pode demandar de meses a anos detrabalho, dependendo do grau tecnolgico da empresa. Duranteeste perodo so estudadas as maneiras para que este componentede mecnica fina reproduza o mais fielmente possvel a peamusical tal como ela fora executada no ato da gravao. Deve-seconsiderar ainda que o principal ator neste processo o ar e queeste altera drasticamente suas propriedades de acordo com atemperatura, presso, umidade etc. Imagine o esforo dosengenheiros em imaginar um modo de driblar estas variveis paraque o resultado final seja aproximadamente o mesmoindependente das condies do ambiente. Durante sua produo,todo o processo controlado nos mnimos detalhes para que cadapea fabricada seja igual a seguinte, com exatido de at trescasas decimais. Sendo assim no podemos pegar um alto falantenovinho e instala-lo em qualquer caixa, provavelmente estaramosjogando por gua abaixo todo o trabalho daquelas pessoas. Ofabricante no est nem a porque o preo salgado que vocpagou pelo falante acaba garantindo o salrio deles. Mas o piornesta histria que voc acaba comprando um timo produto, maspor colocar em uma caixa no adequada, este acaba por norender como voc esperava e a sensao de que voc que estjogando fora o dinheiro. Pergunte para quem trabalha comcampeonatos de intensidade sonora, qual a importncia de clculosprecisos. Ver a preocupao que eles tem em extrair o mximodos alto falantes, o que nem sempre se resume a colocar mais

potncia, mas sim um projeto de caixa mais preciso.Se a preocupao for com qualidade de reproduo, a voc

realmente ter que executar um trabalho que com certeza deixariaos engenheiros muito felizes. Isto porque estes veriam seu altofalante realizando exatamente o trabalho para o qual foraprojetado, que de tocar com qualidade e planicidade em toda suafaixa de trabalho. E fatalmente isto s conseguido por poucascaixas (para no falar uma caixa) dentro de uma infinidade demodelos em que voc poderia colocar o seu falante.

Por estas e outras que o leitor compreender de agora para

frente a importncia dos clculos das caixas acsticas, porquecomo o prprio ttulo diz, queremos aqui aprender a construircaixas de qualidade superior!


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Aspectos construtivos dos woofers

O primeiro conceito que devemos ter de um alto-falante que trata-se de um transdutor, ou seja, transforma um tipo deenergia (eltrica) em outro (mecnica). um sistema oscilanteonde existe uma massa, representada por todo conjunto mvel, eum efeito de mola e amortecimento provocado tanto pela borda ecentragem quanto pelas massas de ar que o cone movimenta.

O movimento do cone do alto falante baseia-se normalmentena fora magntica. A interao entre o campo do ima e o campomagntico gerado pela bobina quando esta percorrida porcorrente, cria a fora necessria ao seu movimento. A bobina est

rigidamente ligada ao cone e este se movimenta para frente e para


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trs juntamente com a bobina. O cone deve ser rgido o suficientepara que no se deforme em grandes oscilaes. Por isto, hoje emdia se constrem cones no s em papel resinado, mas emplstico, fibra de carbono , kevlar, e at cermica. O chassi do altofalante garante que sua geometria no se altere e deve ser o maisrgido possvel. A funo da borda e da aranha somente garantirque o movimento seja s de vai-e-vem, com todo o conjuntosempre centrado.

Como todo corpo com massa, o cone do alto-falante tambmpossui inrcia, que devido ao seu tamanho e constantes de mola desua estrutura vibrante, vai definir sua faixa de freqncia. Destemodo quase impossvel que um alto falante consiga reproduzirtoda faixa audvel. Comumente, cada tipo de alto-falante conseguereproduzir apenas uma pequena faixa:

Woofer - reproduz sons graves entre 50 e 3000Hz. Possui umconjunto mvel pesado, grandes dimenses e grande excurso docone. O cone rgido e no permite que seja deformado pelas asaltas potncias. Deve-se mover como uma superfcie firme. A suabobina deve ter capacidade de dissipar altas potncias.O sub-woofer um tipo especial de woofer, otimizado parareproduzir graves entre 20 e 150Hz.O alto-falante de mdios, antigamente chamado de squarker, vaireproduzir a faixa compreendida entre 500 e 5000Hz. Hoje em diaem sistemas profissionais para palco, utiliza-se cornetas, mid-ranges ou woofers que consigam reproduzir at +/-5000Hz

corneta de mdios

Tweeter - reproduz os agudos acima de 5000Hz. Temparticularidades interessantes, a comear do seu tamanho, muitoinferior aos anteriores, devido a maior eficincia da reproduo de

agudos e ao fato destes serem direcionais, ou seja so emitidos emuma nica direo. Por isso os bons tweeters possuem no umcone, mas apenas uma calota esfrica protuberante para ajudar adispersar os agudos pelo ambiente, veja a figura:


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Tweeter de domo

Normalmente estes modelos so carssimos. Para uso em trioeltrico automotivo e uso geral utiliza-se os modelos profissionais,piezoeltricos ou os de cone de papel, que so mais simples ebaratos.

Os tweeters so muito importantes em sistemas estreo, poisso os sons agudos e mdios responsveis pela formao daimagem estreo (veja ref. 3 e link 30). Para isso tweeterspertencentes a canais diferentes devem ser instalados o maisdistante possvel um do outro. Na verdade ideal que a distncia

entre os tweeters e a cabea do ouvinte forme um tringuloequiltero para a maior apreciao dos efeitos estreo. Pelo fatodos sons agudos serem to direcionais, qualquer obstculo entre oouvinte e o falante de mdios/agudos causa interferncias. Atmesmo telas. Por outro lado, os sons graves abaixo de 150Hz soto difusos que em nada contribuem para o som estereofnico, demodo que somente um subwoofer pode ser usado para suprir afalta das baixas freqncias, no importando nem a posio deleno ambiente.

O porque da necessidade de caixas

Caixas acsticas so na realidade um sistema eletro-mecnico, onde existe um motor, que a bobina do alto-falante, eacoplamentos mecnicos entre o alto-falante e o ar. Um altofalante, ao movimentar seu cone, gera uma onda de pressosonora na sua dianteira e outra de sinal contrrio em sua parteposterior. Em freqncias baixas, onde a onda sonora muitodifusa, ocorre o encontro das duas frentes de onda. Sendo aprimeira negativa e a segunda positiva, estas se cancelam antes dechegar aos nossos ouvidos. Voc nunca escutaria os sons maisgraves. A funo da caixa isolar as emisses frontais do altofalante das emisses de sua parte traseira, as quais devem sercompletamente absorvidas pelo interior da caixa ou aproveitadasde forma positiva, como ocorre nas caixas refletoras de graves.Para qualquer tipo de caixa, suas dimenses iro influir no s nasegurana do alto falante, mas principalmente em sua resposta defreqncias.


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O projeto de caixas acsticas est intimamente ligado a tresparmetros dos alto falantes:

VAS: conhecido como volume equivalente do alto-falante, pode ser entendido como o volume de ar que oferece amesma resistncia ao movimento do cone que a sua suspenso ouborda.

QTS: um fator de qualidade total do alto-falante.Para fazer suas caixas de sub graves, de preferncia a transdutorescom qts inferior a 0.7 ou mesmo 0.6 para que no resulte emcaixas muito grandes e de baixa qualidade

FS: a freqncia de ressonncia ou freqncia naturalde vibrao do alto falante ao ar livre.

Para comear o projeto de sua caixa voc deve estar de posse aomenos destes dados do alto falante que ir utilizar. Se este dados

no constarem no manual do aparelho, procure na loja de quemlhe vendeu, mas mais provvel que em uma ligao rpida aofabricante ou busca na internet, voc consiga estes dados e muitosoutros referentes ao modelo do alto falante que deseja usar.


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Dados importantes dos alto-falantesparmetros Thielle-Small

Entrar em detalhes de como acorre a interao entre alto-falante, ar e caixa est fora da finalidade desta apostila. Estetrabalho j fora traado em 1961 por dois pesquisadoresaustralianos: Neville Thielle e Richard Small.

Neville Thielle foi o pioneiro no estudo de caixas acsticasBass Reflex, aquelas que possuem um duto de sintonia. Seustrabalhos visavam encontrar um mtodo para a corretadeterminao do volume da caixa e sua freqncia de ressonnciaem funo das caractersticas dos alto-falantes. Richard Small veiologo depois e ampliou os trabalhos de Thielle. Como resultado,nasceu uma padronizao para a fabricao e medida deparmetros de alto falantes e caixas acsticas, uma srie deconstantes conhecidas como parmetros Thielle-Small.

Os parmetros Thielle-Small so constantes especficas decada alto falante, So as caractersticas mecnicas e eltricas dedeterminado transdutor reduzidas a nmeros.

Estes parmetros so os dados de entrada para os clculosde nossas caixas e muita ateno ser necessria pois um clculodescuidado no s ir contribuir para uma qualidade chula mastambm possvel que se cause danos aos alto-falantes. E altima coisa que queramos ver um alto falante novinho passar aarranhar tornando impossvel a audio. Este acidente emespecial se d normalmente por sobre-excurso do cone do altofalante. Este literalmente soca sua bobina no fundo do conjunto

magntico e a empena. Muitos acham bonito ver uma caixa quetenha um alto falante fazendo movimentos exagerados, mas o fato que a caixa do dito cujo foi projetada com deficincia. Nas baixasfreqncias, mesmo aplicando potncias muito inferiores asuportada pelo alto-falante, ocorrem movimentos vigorosos e abobina pode bater com fora no fundo do conjunto magntico. Nemsempre isto pode ser evitado, sendo necessrio adicionar um filtroque proteja o equipamento das freqncias muito baixas.

Parmetros de Falantes e caixas:

Fs: Freqncia de oscilao natural (ressonncia) do falante ao arlivre

Qes: Fator de perdas de eficincia do alto-falante ao ar livre,considerando apenas perdas eltricas.

Qms: idem, considerando perdas mecnicas.


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Qts: Fator de qualidade total do alto falante, inclui parcelas deperdas eltricas e mecnicas.

Vas: volume equivalente, pode ser entendido como o volume de arque oferece a mesma resistncia ao movimento do cone(complitncia acstica) que a sua suspenso ou borda

NO: Rendimento do alto-falante

Xmax: excurso mxima do cone em uma direo, para que abobina permanea dentro do campo magntico uniforme do ima.Este no o limite mecnico, se ultrapassar xmax iro ocorrerdistores no som devido a no-linearidade do campo magntico,mas isto no danificar o falante.

Vd: Volume de ar deslocado pelo alto falante quando semovimenta dentro dos limites de Xmax.

BL: densidade de fluxo magntico no gap, multiplicado pelocomprimento de bobina percorrido por este fluxo.

Sd: rea efetiva do cone do alto-falante

Re: Resistncia da bobina em corrente contnua, dada em ohmsassim como a impedncia, mas no igual

Le: indutncia da bobina medida em mH (milihenries)

Z: impedncia. Resistncia da bobina a passagem de correntealternada. Varia conforme a freqncia, portanto este o menorvalor assumido. (medido em Ohms).

PE: Potncia eltrica suportada pela bobina do alto falante, dadaem Watts

SPL: Sound pressure level - nvel de presso ou intensidadesonora, medido em dB. Refere-se tambm a eficincia do falante,

quando medida a 1m de distncia, sendo aplicado 1W.

Vb: Volume interno de uma caixa , em litros

Fb: Freqncia de ressonncia do sistema caixa+duto. Tambmconhecida como freqncia de sintonia do duto.

Fc: Freqncia de ressonncia de um sistema de caixa selada.


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F3: Freqncia da qual a intensidade sonora cai para a metade daintensidade de referncia, isto , freqncia onde a intensidade cai-3dB

Qtc: Eficincia de um sistema de caixa selada, na freqncia deressonncia. 0,71 o valor que proporciona a resposta mais plana,porm, e mais comum usar valores entre 0,9 e 1 devido aoreforo nos graves obtido.

No se preocupe em decorar nada, No momento em que estesparmetros forem necessrios nos clculos, basta voltar no texto erelembrar.

Qualidade , mercado e valores de potncia

O mercado de alto-falantes hoje em dia um campominado. Se voc procurar um pouco, poder encontrar muitacoisa boa, mas duvido que no v esbarrar em muita bomba quetem por a. Devido ao fato do pblico de som automotivogeralmente no conhecer de dados tcnicos dos alto-falantes, ofabricante abusa da publicidade e pecam na qualidade final.Falantes coloridos, que brilham, cromados etc. No tenho nadacontra, mas nem sempre esta maquiagem significa que tocammelhor. Como o foco da ateno dos fabricantes est sobre omercado automotivo e profissional, fica difcil encontrar alto-falantes destinados a outras aplicaes que requerem maisqualidade. O pessoal que gosta de som residencial e hi-fi acabou

prejudicado, pois nas lojas s se encontram os equipamentosprofissionais, que esbanjam robustez, mas no tem qualidade aaltura de um sistema hi-fi. E os automotivos, que possuemparmetros e at formatos otimizados para serem aplicados emveculos. A soluo recai sobre os importados. Isto no quer dizerque voc no pode usar um falante automotivo para fazer umacaixa para seu Home Theater, na hora dos clculos que voccomeara a ver grandes diferenas que iro definir sua escolha.

Com um pouco de vivncia com os parmetros tcnicos dosalto-falantes logo voc estar conseguindo separar as razes. De

incio, comece a desconfiar daquelas marcas que tentam lheenganar com valores de potncias absurdos, como est explicadomais abaixo. Tambm pense duas vezes antes de adquirir alto-falantes de imas pequenos e bordas estreitas para caixas de sub-graves. Evite falantes de QTS alto (>0,5) quando voc estiverquerendo sistemas compactos. Mas se, apesar do baixorendimento, quiser usar alto-falantes fora de caixas, como notampo, use aqueles de QTS maior que 0,5 e no compre falantescaros para isso, no compensa. Visualmente, o falante que lheproporciona bom rendimento em caixas sub-graves compactas o


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de ima grande (QTS baixo), borda larga e macia (baixacomplitncia = VAS baixo) e cone robusto.

muito importante observar a qualidade e rigidez do cone,bem como a qualidade das bordas e colagens. Observe sempre asensibilidade do falante (SPL). Deve estar especificada em dBW/m. Isto quer dizer que um alto falante de SPL=93dB W/m,ligado a um amplificador de 250W toca igual a outro de 90dB W/mligado a um sistema de 500W (lembre-se que ao dobrar a potncia,voc est aumentando a sensibilidade em apenas 3dB ( ref. 2).Baseie-se tambm pelos anncios e catlogos de fabricantes que jatuam a algum tempo com sucesso no ramo de sonorizaoprofissional e hi-fi. Isto porque equipamentos de m qualidade nosobrevivem nestes mercados e provavelmente a mesma tecnologiae ateno que do aos seus produtos top daro aos demais.

Sobre potncias e RMS x PMPO

Lembre-se, no existe alto-falante com potncia de X watts. Altofalante um componente passivo, que transforma energia, naverdade, um alto falante de 120W RMS suporta eletricamente120W sem queimar, porm se for ligado em um amplificador de50W , tocar igual a qualquer outro alto-falante parecido e demenor potncia: 50W. Isto sem contar que tem muita perda nocaminho antes de virar som. O fabricante que apresenta comoprimeiro dado de seu alto-falante o valor da potncia, tem a ntidainteno de te ganhar no papo, cuidado.

Com relao aos valores de potncia, o leitor j deve ter sedeparado com nmeros assustadores e no coerentes. Porexemplo, um aparelho tres-em-um a venda no supermercado temuma etiqueta que diz possuir 4000 Watts de potncia. bvio queesta informao no real. Isso seria admitir que este aparelhoconsome tanta energia quanto meu chuveiro eltrico. O queacontece nestes casos a unidade de medida que o fabricanteutilizou. Na maioria das vezes, potncia PMPO, ou seja, uma formade medir a potncia mxima que o aparelho pode gerar, mesmoque seja por um instante mnimo de tempo, at menor quecentsimos de segundo. Como no h padronizao para estamedida, o fabricante inventa como ele quiser a maneira que vaiutilizar para fazer a medio da potncia PMPO. Isto trata-se deuma jogada de marketing. Tanto que basta reparar: a potnciados novos aparelhos aumenta espantosamente enquanto estescontinuam diminuindo de tamanho. Ora ento porque osamplificadores para shows raramente passam dos 4000W econtinuam to grandes? - vai entender! A medio de potnciapadronizada pela ABNT a que vale. Medida em um perodo detempo padronizado onde se possa definir a potncia mdia que foitrabalhada pelo aparelho sem que ocorra sua queima. Esta a


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potncia RMS ou conhecida como potncia real mdia, esta servecomo parmetro de comparao e deve vir sempre especificadapelo menos no manual do fabricante. J me deparei com aparelhosque anunciavam 400W na frente de seu painel, mas no manualestava especificada a potncia RMS de mseros 6W por canal. Estemesmo raciocnio vale para alto falantes. Nossa referncia potncia RMS. Ainda temos um agravante. Esta potncia a que oalto falante suporta eletricamente. Na maioria das vezes o limitemecnico imposto pelo Xmax ocorre antes que toda a capacidadede potncia do alto-falante seja aproveitada. Por isso torna-seimportante o clculo e simulao da caixa antes da compra do alto-falante.

Em msica existe um parmetro conhecido como dinmica(ref: 3). Isto a diferena entre o som mais fraco que toca emuma msica e o mais forte. Qual quer aparelho em volume mdiodeve conseguir reproduzi-los todos. Vejamos o exemplo de umatpica musica de rock. Se tomarmos somente a variao dinmicaentre o volume mdio normal no decorrer da msica e osmomentos de pico, encontraremos uma variao de 12dB, istochama-se fator de crista (ref: 6). Agora vejamos, se o sujeitoestiver ouvindo em um volume onde o desenvolvimento normal damsica consome 2W do sistema. Quando em uma passagem maisforte da msica, como um grito do vocalista ou uma base deguitarra onde atinja 12dB acima do nvel mdio, veja qual apotncia necessria para reproduzi-lo:

Veja que no todo aparelho que fornece esta potncia.Imagine que voc estivesse tocando para uma multido, onde seusistema j desenvolvia em volume mdio de 50W. Se calcular vaiver que necessitaria de 750W nas passagens mais fortes!! Ouainda, se imagine ouvindo msica clssica, onde o fator de cristapode chegar a 30dB.


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Quando a potncia requerida maior que a do amplificador,a onda ceifada e ocorre distoro por saturao do equipamento.A onda perde seu formato, se torna quase quadrada e perde suasinformaes de timbre. Veja na fig. Acima, a onda ainda dentro doslimites do amplificador e a que excede a potncia max. Por apercebemos que alta potncia em um sistema funciona como umareserva de energia e no para escutar em volume mximo. Excetose o controle de volume do aparelho j fora projetado pensandoisso. A potncia PMPO tinha a inteno inicial de especificar acapacidade que certos aparelhos tinham de fornecer alta potncianestes momentos de maior dinmica, mas como no houvepadronizao, virou esta palhaada que conhecemos hoje.

Tipos de caixas, vantagens e desvantagens

Existem vrias configuraes possveis para que se construauma caixa acstica.So mais comuns hoje em dia as caixas seladas e dutadas devido asua menor dificuldade de construo e projeto. Esta apostila vai seconcentrar no estudo destas duas modalidades mas a saber,existem tambm as caixas band-pass, cornetas, eletroacsticas,linha de transmisso etc.

Obviamente cada caixa possui seus pontos fortes e suasdesvantagens tambm. Vejamos por exemplo a caixa selada:

Caixa selada

Normalmente apresentam boa resposta a transientes, queso variaes rpidas do som, como em um ataque da bateria.Caixas seladas apresentam a possibilidade de se conseguirrespostas planas. Devido ao bom controle do cone, apresentatambm baixa distoro e exatamente por este motivo, pode-seutilizar altofalantes de grande excursso, que devido ao volumeinterno fixo, torna-se fcil o controle de Xmax. Deste modosuportam potncias maiores sem danificar o alto-falante.Caixas seladas so boas reprodutoras de sons graves puros eprofundos. Tambm reproduz bem musica nacional, pop, rock,dance.


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Caixa selada para uso automotivo

Variando o volume de uma caixa selada podemos ter:- Menor Volume: FC e F3 sobem; Resposta de graves fica prejudicada e a curva de resposta

adiquire um pico proporcinal a reduo do volume. Na regiao do pico, os graves se intensificam; Pode-se injetar mais potncia Som seco, grave de ataque

- Volume maior: Fc e F3 caem Toca frequencias mais baixas A resposta se planifica Menor potncia aplicvel Graves profundos e naturais

Sem dvida a caixa ideal para o iniciante. de fcil clculoe montagem. Proporciona bons resultados e j consegue que oleitor se familiarize bem com os termos. Tambm trata-se de uma

caixa de tima qualidade, sendo a preferida de muitos puristas.

A prxima caixa que vamos tratar a dutada. A primeiradiferena que enxergamos o duto de sintonia:

Voc pode pensar que trata-se de apenas uma caixa com umfuro a mais, mas acredite que este tubo de suma importnciapara seu funcionamento.

O duto tambm funciona como emissor sonoro, contribuindonas respostas de baixas frequncias . O duto apropriado desobrigaque o alto falante tenha alta excurso de cone para que renda bemem baixas frequencias, de modo que possvel a utilizao de

falantes de maior sensibilidade, devido a estes possuirem conjunto


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mveis mais eficientes (os conhecidos bordas-secas usados emsom profissional).

Caixa dutada B&WRepare o tweeter no alto, o

duto embaixo e o woofer entre eles

As caixas dutadas fornecem uma melhor resposta de graves,alto SPL, boa resposta a transientes, mas inferior s seladas. Boapara quem deseja graves reforados ou utilizao ambientesabertos, por ter +3dB de vantagem sobre a selada.

Permite muitas variaes de utilizao a partir de alteraesna frequencia de sintonia e volume da caixa

Boa para batidas graves extendidas, como sinfnicas, jass,ax, etc.

A excurso do cone abaixo de fb cresce muito rpido, demodo que necessrio cuidadoso clculo ou utilizao de um filtrosubsnico (barra as frequencias baixas que fazem o cone entrar emsobre excurso).

Muitos purista no gostam de caixas dutadas pois dizem queintroduzem distores no som, que eles chamam de coloridos.Porm elas continuam ainda sendo utilizadas em larga escala nosmais modernos aparelhos HI-FI.

Home theaters e micro systens pequenos de baixo custoutilizam em sua totalidade caixas dutadas, por que, de outra

forma, seria necessrio um amplificador duas vezes mais forte paraalcanar a mesma presso sonora com uma selada.

Existem ainda as caixas tipo band-pass, so utilizadas semprecomo sub-woofers e apresentam um spl maior que as dutadas em3dB, e logicamente 6dB maior que as seladas. Contudo, alm deser de mais difcil clculo e construo, no permite que ouamosas distores provocadas por sobre excurso do cone do falante,podendo o estar danificando sem que estejamos sabendo.


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Consistem de dois volumes, um selado e outro com umduto sintonizado. O alto falante posicionado entre osdois recintos acsticos, os quais possuem dimensescrticas, e no fica visvel. Fica interno a caixa. chamada tambm de radiador indireto, pois somente

o duto irradia presso sonora para o ambiente. Seu clculo deveser minucioso e no vamos fazer aqui, porm os softwares queindico fazem com preciso.Caixas como esta criam graves vigorosos em shows e cinemas,utilizando alto falantes profissionais. Seu uso tambm sedisseminou em som automotivo com grande sucesso. Adesvantagem desta caixa o seu tamanho avantajado.Veja a figura:

Caixa Band-Pass automotiva comparede frontal de acrlico e iluminao

para que os alto falantes internos fiquem visveis

Quando se procura um grave realmente poderoso no interior deambientes, como automveis, salas, ou quando ao ar livre, todasestas caixas podem ser projetadas de modo a produzirem um picona curva de resposta, prximo a freqncia de ressonncia dolocal. Em veculos por exemplo algo entorno de 70Hz. Osfabricantes de som automotivo sempre sugerem caixas para seusalto falantes que apresentam um pico de quase 4dB nesta regio.Quando no h a possibilidade de se instalar caixas de gravespotentes em salas grandes como teatros ou cinemas, costuma-seinstalar caixas picos grandes para compensar as absores nosestofados e platia (em +/-50Hz) e aproveitar o reforointroduzido pela ressonncia do local. Apesar de produzir um somintenso, na verdade a resposta de graves fica prejudicada.

Aspectos construtivos e mecnicos das caixas

Chegado a este ponto, depois de ver que uma caixa dependede tantos parmetros, voc deve estar se perguntando qual aimplicao do tipo de material e mtodos de construo noresultado final da caixa.

Se recapitularmos a finalidade da caixa acstica, veremosque a funo de isolar as ondas sonoras em seu interior s podeser cumprida se as paredes forem suficientemente rgidas para que


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no vibrem junto com o alto falante. Seno seria como admitir queo alto falante no o nico gerador de som da caixa. As paredesda caixa no podem apresentar vibraes e devem isolar todas asondas sonoras que possam prejudicar o resultado final.

Mesmo tomando todos os cuidados, no existe um materialto rgido que no vibre. Este efeito produz um som reverberantemuito desagradvel, como quando algum fala com a cabeadentro de um balde. razovel imaginar que a vibrao aconteapois, dissemos que as ondas da parte de trs do falante soaprisionadas pela caixa. Estas ondas possuem certa energia que transferida s paredes da caixa quando as tocam. Para evitar esteefeito existe a necessidade de absorver esta energia antes que setransforme em vibrao ou que amortea as paredes para quecessem logo de vibrar. Faz-se isso adicionando material de altadensidade, pesados, internamente caixa como, borrachas densas,como aquelas usadas para forrar bancada de oficinas ou camadasvigorosas de betumem (piche ou manta asftica). Uma caixa bemamortecida deve apresentar um som seco e sem sustentaoquando voc der soquinhos em suas paredes.Portanto podemos perceber que uma caixa acstica deve possuirparedes que ofeream tanto rigidez quanto amortecimento. Viuporque boas caixa nunca so leves demais! Na seo de links, emfabricantes de caixas, procure por desenhos das caixas para teralguns exemplos.

Se dissemos que algumas paredes podem vibrar, temosalguns fatores que promovem este efeito, como baixa resistncia a

flexo e a baixa espessura do material (j viram como vibramaquelas caixas de mini-systems feitas de plstico?).

Paredes feitas em materiais de alta densidade e rgidos, somuito boas acusticamente, necessitando apenas de uma forma dese amortecer as vibraes menores. Por exemplo, o ao rgido, enecessita de muita potncia para faze-lo vibrar devido a suagrande massa. Porm sem amortecimento, mesmo pequenasexcitaes fazem suas paredes ecoarem como sinos. Outrosmateriais mais nobres apresentam muitas vantagens juntas:rigidez, amortecimento e alta densidade, como o granito ou

concreto por exemplo. Mas caixas construdas nestes materiaispodem ser inviveis devido ao peso e dificuldade de construo. Omaterial que atualmente representa o melhor custo benefciocontinua sendo a madeira. Apesar de ser menos rgida e densa queos granitos, oferece vantagens em toda fase de fabricao dacaixa.

As madeiras mais utilizadas para se construir caixas so ocompensado, o aglomerado e o MDF. Cada qual com suasvantagens. No comum utilizar madeira macia, pois no se tempropriedades uniformes ao longo da pea, mas voc pode

experimentar tambm.


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O compensado utilizado aquela madeira formada de vriascamadas sobrepostas. um material muito rgido e fcil deencontrar. Resiste a impactos e fcil de se trabalhar. No servecompensado virola porque oco. E nem aqueles pintados deroxo para usar em obras, porque so de baixssima qualidade eseparam sua camadas.Quanto ao aglomerado, muitos j devem conhecer, ele aquelematerial feito de serragem de madeira prensada com cola, eleesfarela se for exposto a umidade e no suporta se aparafusadomuitas vezes no mesmo furo. Tambm no suporta impactos detransportes, portanto esquea este material para usar emequipamentos para shows. Use compensado. Mesmo assim ele um bom material no ponto de vista acstico, rgido e barato. Sefor fazer uma caixa para usar em casa, ou uma caixa que no serto judiada, escolha este material. Mas cuidado, ele exige certaprtica para montar, pois no aceita pregos e costuma lascar asbordas.

Quando for comprar aglomerado, certifique-se da qualidade,apesar de ser serragem prensada, tem aspecto liso dos dois lados,veja um pedao cortado e confira se a serragem uniforme e fina.No compre se houver pedaos grandes de madeira ao invs deserragem em seu interior. Agora se a grana estiver sobrando, omelhor material o MDF.

MDF uma sigla em ingls que significa fibras de mdiadensidade. parecido com o aglomerado, serragem prensada,mas uma serragem muito mais fina, tipo p. uma madeiramuito rgida e pesada (densa), que apresenta boas qualidades de

amortecimento. Tambm tem aspecto liso e claro de ambos oslados. Porm um pouco mais cara que o compensado. Como oaglomerado, trabalhe com parafusos. Esta madeira comumenteusada para se fazer armrios e cozinhas planejadas, em qualquermarceneiro voc consegue ver. Tambm fica a dica, voc podeadquirir a madeira j cortada nos tamanhos com marceneiros oudistribuidores, mas procure bem porque o preo varia muito.

Lembre-se que quanto mais espessa for a madeira melhor.Uma boa forma de averiguar a espessura necessria para se teruma boa caixa considerar que ela deve ser ,mais ou menos, 1/20

da maior dimenso da caixa.

Alguns fabricantes inventam outros tipos de materiais, na intenode melhorar as caractersticas da caixa, mas tambm de facilitar oseu processo produtivo e diminuir custos. So o caso das caixasinjetadas em plsticos de alta densidade ou resinas misturadascom minerais.

A maneira de se montar uma caixa tambm influi em seuresultado final. Todo corpo possui uma freqncia natural de

vibrao. Isto inclui as paredes da caixa tambm. Cada parede ter


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um modo de vibrao que vai depender de suas dimenses, massa,etc. Aqui vemos que o pior formato para uma caixa seria o cubo,pois teramos seis paredes vibrando igualmente, somando osefeitos citados anteriormente.

Para se fornecer maior rigidez a paredesde caixas acsticas, as vezes sonecessrios reforos de modo que estesapoiem o painel, dividindo-o em duas oumais partes menores, maspreferencialmente de dimenses nomltiplas entre si.Veja esta figura de uma caixa para somHi-Fi, repare que j logo atrs do Wooferh um reforo horizontal, seguido deoutro um pouco acima e outro vertical,mas repare que eles no dividem asparedes em partes iguais. Reparetambm que o reforo vertical forma umvolume para o alto falante de mdiosdentro da prpria caixa de graves. Outracaixa dentro da caixa. Isto perfeitamente possvel desde que fiquebem vedado depois de fechada. Htambm outros menores, que esto atinclinados. Deste modo ,mesmo depoisde tantos reforos, se ainda houverem

vibraes, pode-se garantir que estas no ocorrero na mesmafreqncia e no haver soma de efeitos. Note que o reforohorizontal logo atrs do woofer no divide o volume da caixa, eletem ranhuras que ainda permitem a comunicao da parte inferiorda caixa com a parte superior, a funo mesmo s reforar aparede. A prtica mostrou que o tipo de escora mais eficiente aquela colada longitudinalmente a maior dimenso da caixa.

Para toda caixa que possuir pelo menos duas paredes

paralelas, existiro uma srie de ondas que possuem comprimentomltiplo inteiro das distncias entre as paredes. So ondasestacionarias. Estas ondas ,que provocam ressonncias internas,podem ser minimizadas com projetos de caixas que no possuamparedes paralelas, ou com o auxlio de materiais que as absorvam.


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L de Vidro

Manta acrlica, l de vidroou rocha, pasta dealgodo, espuma acstica,

so alguns do materiaisutilizados para absorverestas reflexes internas acaixa. So encontradasem casas de materiaispara refrigerao oumesmo sonorizao. Noso muito eficientes se

forem coladas nas paredes, a no ser que em camadas vigorosascomo a figura abaixo:

Uma outra forma de se aplicar estes materiais ao invs de seremcolados s paredes da caixa, serem colocados prximo a centro devolume, enrolados nas travessas de reforo ou em formato decaracol, mas sempre em quantidade que ocupe +/-50% de todo ovolume da caixa. Vale lembrar que a adio de material absorventecausa uma elevao virtual de aproximadamente 15% no volumeda caixa, ou seja, na hora dos clculos, insira na frmula um

volume um pouco maior que o real caso voc estiver utilizandomaterial absorvente. Em caso de caixas de competio, no use,pois a caixa perde um pouco de rendimento.

A ordem e aplicar primeiro algum material amortecedor nasparedes caso estas tenham tendncia de ficarem vibrandoprolongadamente, e sobre ele, aplicar o material absorvente.

Ainda pode-se reduzir tais ressonncias, pela adoo dedimenses para a caixa no mltiplas entra si. As propores maisaceitas hoje em dia entre as dimenses de uma caixa para que as

ressonncias sejam mnimas so: 2,6 - 1,6 - 1. No importando o


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que altura, profundidade ou comprimento. Mas pode-se utilizaroutras propores, desde que no sejam mltiplas. Vemos aquinovamente que o pior formato o cbico.

Monte os falantes, na medida do possvel, no mesmo nvel damadeira, para isso pode ser necessrio fazer um rebaixo no furodos falantes para que eles encaixem. Veja a figura:

Ainda importante dizer que o correto funcionamento deuma caixa depende muito de sua vedao. Todo vazamento de arconstitui perdas e reduo de rendimento. Portanto depois deconstruda, deve-se passar massa de calafetar, massa plstica, ouat cola misturada com serragem bem fina, por todas as junesinternas da caixa. No alto-falante, use massa de calafetar na suajuno com a face da caixa. No use silicone, pois enquanto seca, acola de silicone exala gases cidos que podem danificar o falante.

Feche a caixa travando com parafusos e cola de madeira. Emcertas caixas, a presso no interior fica to grande que se colocarpregos, a caixa pode comear a abrir.O furo do alto falante deve ser justo, mas no apertado para nocorrer o risco de empenar o falante. Use parafusos de fenda Philipspara no correr o risco da chave de fenda escapulir e furar o alto-falante novinho.

Veja valores dos dimetros aproximados dos furos para o falante :

Fa l a n t e ( p o l e g .) D ia . Fu r o ( m m )

8 18510 23212 28015 35218 420


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Definindo o sistema

Quando iniciamos um projeto de caixa, devemos comearpela definio do que queremos e o resultado final que esperamos,para que possamos escolher alto falantes, configuraes, materiais,etc.

Vamos comear pela utilizao: Ser um sub-wooferautomotivo, para home-theater, ou ser uma caixa para retorno depalco ou para guitarra? A partir destas definies podemoscomear a estabelecer os limites para as escolhas. O custo sempreser um dos principais limites para qualquer projeto, tenha noode quanto dinheiro voc pode gastar. Vamos listar os pontosimportantes:

Qual a resposta de freqncia desejvel?O custo final da caixa importante ou no?O spl da caixa mais importante que a qualidade ou no?O tamanho final da caixa um fator crtico?

Partindo destas definies voc saber se compensa pagarmais caro em um falante que renda bem em caixas pequenas, ouse ser necessrio um tweeter ou outro falante para completar aresposta de freqncia, ou se poder construir uma caixa com

falantes mais baratos, se poder investir no acabamento da caixaetc. O importante que voc pesquise, no se atenha a s umfabricante e consulte principalmente os dados tcnicos que todomundo tem preguia de ler, pois ali que esto os nossos dados.

Clculo de caixas

Bom, finalmente voc chegou a melhor parte desta apostila,vamos agora calcular algumas caixas. Abaixo sero relacionadas

frmulas para que seja possvel o clculo, mas vale ressaltar quedevido a necessidade constante de se refazerem clculos torna-semuito recomendvel que se adquira um software especfico paraajuda-lo. Existem excelentes freewares destinados ao clculo decaixas acsticas. Eles calculam caixas seladas, dutadas e at band-pass. Os melhores que j usei e que recomendo foram o WINISD eo LSPCAD LITE. A vantagem destes programas consiste no fato deque voc pode alterar o projeto a qualquer tempo e em real timeobservar os grficos de desempenho. Tambm fazem outrasanlises alm da resposta de freqncia, como por exemplo a

importantssima anlise do XMAX (s o LPSCAD). Caso voc no os


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encontrar nos endereos abaixo vale procura-los pela internet, poisso fceis de achar e a ajuda valiosa.

WINISD: www.linearteam.dkLSPCAD e outros: www.speakerbuilding.com/software/

A princpio podem parecer complicados de se trabalhar,porm aps compreender os exemplos sero extremamente fceisde mexer. Tenha em mos tambm daqui para frente uma boacalculadora.

Algumas recomendaes: Se uma caixa possui alto falantesdiferentes, ou que toquem freqncias diferentes, estes no devemcompartilhar o mesmo volume, devendo existir uma repartiointerna na caixa. Exceto se o falante for selado e no tivercomunicao do seu cone com o interior da caixa, como osTweeters e cornetas.

Para caixas Hi-fi, os alto falantes de mdios que comuniquemcom o interior da caixa, tambm devem ter seu volume separado,e de preferencia, preenchidos com material absorvente.

Formulas para projeto de uma caixa selada

Para comear o clculo da caixa, ser necessrio primeiroconhecer o valor da freqncia de ressonncia do sistema, ou seja,Fb. para isso, alm de Fs e Qts do falante, voc deve definir o valordo QTC do sistema. Volte na definio dos parmetro caso tiver

dvidas de como definir o QTC.

(1)

O volume Vb em litros para valor do QTC escolhido ser dado por:

(2)

Se o QTC que voc escolheu foi 0,71 , ou seja, aquele que d aresposta mais plana possvel, o volume que voc encontrar acima o volume timo da caixa. Se este volume j te satisfez, deve-seconferir agora a freqncia de corte a -3dB, F3, que diz qual amenor freqncia sua caixa toca sem que se perceba reduo naintensidade do som.
http://www.linearteam.dk/http://www.speakerbuilding.com/software/http://www.speakerbuilding.com/software/http://www.linearteam.dk/http://www.aerodinamica.hpg.com.br/


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Se o volume calculado no for conveniente, pelo fato de ser, porexemplo, muito avantajado, podemos partir de um volumedesejvel e verificar se os valores de F3 e Qtc a serem calculadossatisfazem as necessidades de projeto.Note que ao diminuir o volume ser aumentada a frequncia decorte F3 e o valor de Qtc.Inversamente, ao ser aumentado o volume, ser diminuda afrequncia de corte F3 e o valor de Qtc .A partir do volume proposto determina-se a frequncia deressonncia do sistema, fb, por:

(3)

e o novo Qtc:

(4)

O novo F3 ser:

(5)

Se Qtc e F3 no forem satisfatrios, deve-se repetir os clculosutilizando-se outro valor de volume. Lembre que quando o volumeaumenta, F3 e Qtc diminuem e vice-versa.Como vimos, inicia-se o clculo de uma caixa selada a partir deuma condio tima (Qtc = 0,71).Se a freqncia de corte (F3) ou volume da caixa no satisfazem,deve-se retornar e calcular novamente. Desde o incio, apartir denovo Qtc, ou partindo j do volume desejado e analisando as

implicaes deste novo volume no resultado final.Com um pouco de prtica torna-se bastante rpido o clculo dacaixa, mas pode acontecer que por mais que se tente no sechegue a um resultado bom, isto porque o alto falante no sejaindicado para se trabalhar neste tipo de caixa. Para averiguar antesde fazer os clculos se um alto falante ter melhor rendimento emuma caixa selada ou em uma refletora de graves, use a seguintecomparao:

EBP (Efficiency Bandwidth Product) = Fs / QES

Se no existir informao para calcular o QES, use o QTS mesmo


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se EBP for:50 ou menos = selada ou Bandpass quarta ordem.50 ou mais = dutada ou Bandpass sexta ordem.

O EBP servir como uma referncia importante para comear oprojeto, mas a definio ser sua, baseada em suas necessidadesde projeto. No raro ter de se escolher outro alto falante.

Formulas para o projeto de uma caixa dutada

Estas frmulas so mais apropriadas para alto falantes comQts maior que 0,3 e menor que 0,8. Para valores fora desta faixa,prefira usar um software. Esta preocupao importante porque osonofletor tipo refletor de graves muito mais sensvel a erros declculo do que uma caixa selada.

Vamos iniciar pelo clculo do volume timo em litros:

(6)

Este volume s ser ideal se o alto falante possuir Qts prximo a0.338. Com este valor a curva de resposta a mais plana possvel.

Se o nosso falante no possuir este valor de Qts, teremos quecalcular o volume de caixa que dar maior extenso de graves eresposta mais plana possvel.

Ao alterar o volume da caixa, sabemos que a curva de respostaser deformada, temos agora que ponderar o quanto estadeformao ir se desviar da referncia.O fator R pode ser calculado pela frmula abaixo e corresponde aovalor do desvio em decibis.

(7)

Este fator deve ser o mais prximo possvel de zero, mas emvirtude das outras avaliaes que devemos fazer, isto nem sempreser possvel. Desta forma tentamos mante-lo menor do que 3dB.Variaes maiores do que esta podem ser percebidas por ouvidosmais treinados e devem ser evitadas. A no ser que seja

proposital. Note que para sons de qualidade, picos na resposta de


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freqncia de graves podem se manifestar como um somressonante, conhecido como som de barril, totalmenteindesejvel.

Clculo das frequncias de corte e ressonncia da dutadaComo na caixa selada, devemos saber qual a freqncia de cortea -3dB , F3. E tambm, para que a caixa dutada realmentefuncione, devemos calcular a sua freqncia de ressonncia, queposteriormente nos levar ao clculo do duto de sintonia. Somenteassim a caixa ir conseguir transformar as ondas de presso emseu interior em som pelo duto. Por isso a caixa dutada possui 3dBde vantagem sobre a selada, alm do alto falante, o duto tambmproduz som.

Freqncia de corte

(8)

e freqncia de sintonia :

(9)

Calculo do Prtico (duto sintonizado)

O prximo passo de suma importncia, refere-se ao clculo dodimetro e comprimento do duto de sintonia. O corretofuncionamento da caixa depende deste clculo.Escolha um dimetro que seja mais fcil para voc trabalhar, comoum tubo de PVC, o dimetro de uma serra copo que voc tenha,etc. Somente tome o cuidado de no escolher um dimetro muitopequeno, pois isto faria com que o ar passasse muito veloz pelo

duto provocando um rudo de flauta, muito desagradvel.

Para no errar no dimetro, escolha algo prximo ao resultadodesta frmula

(10)

onde:

D = dimetro do duto (cm).


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Dfal= dimetro do falante (cm) (mea at a metade da borda)fb= ressonncia da caixa.

Porm se a caixa trabalhar com potncias baixas e o alto falanteno for de pular muito, pode-se usar dimetros menores que ocalculado acima.

comprimento do duto:

(11)

onde:

L = comprimento (cm).

d = dimetro escolhido

Vb= volume da caixa (litros)

Fb= frequncia de ressonncia.

Se acontecer que o clculo de Lv resulte em um valor negativo oumenor que a espessura do painel frontal, torna-se necessrioaumentar o valor escolhido para dv. Se o valor do comprimento forigual a espessura da madeira, basta fazer um furo nesta.

Calculando as dimenses da caixa

De posse do volume da caixa, agora nos resta definir as

dimenses para poder cortar a madeira e montar.

Se voc estiver calculando uma caixa para dois alto falantesiguais, que tocaro juntos, proceda da seguinte forma: Calculetudo para um s, depois construa uma caixa com o dobro dotamanho e o dobro de dutos calculados (no altere o tamanho dosdutos, s a quantidade). Coloque uma diviso no meio da caixa demodo que cada alto falante ocupe um volume. N prtica, amaioria das pessoas retira esta diviso mas, apesar de no sermuito recomendvel, funciona.


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Se for uma caixa retangular o trabalho fica muito fcil. Vocnecessita definir primeiramente a espessura da madeira que irusar e duas dimenses da caixa e substituir na frmula abaixo.Lembre-se de colocar todas dimenses em cm e volume em litros

(12)

Aqui, D1, D2 e D3 so as dimenses externas da caixa. D1 e D2voc deve colocar na frmula, D3 ser a dimenso que restaencontrar. A espessura da madeira ( E ) deve tambm ser colocadana frmula

Se sua caixa for do tipo Bazooca, ou seja, em formato de cilindrobasta fazer o seguinte:Como normalmente j temos um tubo com dimetro definido,vamos calcular o comprimento do cilindro, mas nada impede quevoc inverta as variveis e resolva para o dimetro em funo docomprimento.

(13)

Onde E continua sendo a espessura da parede da caixa em cm e D,o dimetro externo em cmAs caixas bazooca fornecem graves bem firmes e agradveisdevido a sua geometria cilndrica que reduz as vibraes dasparedes. comum utilizar para sua construo tubos de papelo(concretubo).

Para caixas trapezoidais, mais comuns em carros:


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Vamos definir a altura da caixa (h) em funo do volume em litrosVb, da largura L, da base maior B e menor b.E a espessura da madeira em cm

(14)

Quando voc tiver a informao do ngulo de inclinao do banco (normalmente 70) e altura da caixa (h), saiba que:

b = B - (h / tangente de alfa) (15)

neste caso, calcule L em funo de todo resto:

(16)

Para iniciar a construo da caixa, separe primeiramente asferramentas que ir necessitar: Lpis, rgua ou trena, serramanual ou eltrica. A serra tico-tico facilita muito o trabalho, masexige ateno ao realizar cortes retilneos, eles podem no sair toretos assim. Separe tambm os parafusos, chave de fenda e outrasferramentas que julgar que podem ajudar seu trabalho como umafuradeira por exemplo.

Veja que mesmo que voc no tenha intimidade comferramentas e no goste de realizar o trabalho com a madeira,voc j tem conhecimento suficiente para desenhar a caixa e levara um marceneiro para que a monte para voc. Normalmente oservio no fica caro e agora voc sabe o que est sendo feito.


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Exemplos de caixas calculadas

Caixa selada---------------------------------------------------------------------

Vamos como exemplo calcular uma caixa para um alto falante.Vamos usar o modelo street bass de 12 da da Selnium

Os dados deste alto falante so:fs = 33,8 HertzQts = 0,45Vas = 144 litros

A frequncia de resonncia do sistema Fb calculada por (1):

Vamos calcular a freqncia de corte F3 por (5):

Repare que para QTC=0,71 , Fb=F3.

Como esta freqncia de corte me agrada, vamos agora calcularVb por (2):

97 litros vai dar uma caixa muito grande para se colocar em umcarro, vamos ver o que acontece se reduzirmos um pouco este

volume. Vamos passar para 45L, digamos que eu j tinha umacaixa deste tamanho e quero ver se possvel aproveita-la:

ento por (3) e (4):


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A nova freqncia de corte ser por (5):

Este QTC ainda perfeitamente aceitvel de modo que escolho acaixa de 45L, apesar de que de teremos uma pequena perda naextenso de graves (o F3 a 97L era mais baixo). O fato quequando voc diminui o volume timo, sua caixa ir falar menosgrave e aparecero picos em sua curva de resposta, mas paraaplicaes automotivas perfeitamente possvel ir at QTC = 1,3.QTCs em torno de 1 So de grande agrado popular, porque o altofalante suportar maiores potncias devido ao volume reduzido dacaixa, dando batidas secas muito fortes, tpicas da msicabrasileira. Mas esta caixa (QTC=1,3) no falar mais graves que aprimeira caixa que calculamos (97L)Veja a simulao em software da curva de resposta:

Caixa dutada---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Exemplo de projeto

Vamos utilizar o mesmo alto falante do exemplo anteriorfs = 33,8 HertzQts = 0,45Vas = 144 litros

A primeira operao determinar o volume timo por (6):


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Este valor impraticvel, vamos ento escolher 60L e ver o quantoa curva desvia da referncia pela frmula (7):

Tudo bem, est em cima do nosso limite de +/-3 dB mas vamosusar assim mesmo. Com certeza este o menor volume quepodemos usar se no quisermos sacrificar a qualidade da caixa.Para este novo volume necessitamos calcular a freqncia de corte(F3).

Usando a frmula (8):

F3=49Hz . Veja como uma caixa que fala mais grave que aanterior selada.Devemos agora calcular a freqncia de sintonia paraposteriormente calcular o duto

Veja a simulao da curva de resposta:

Para iniciar o clculo do duto vou escolher o dimetro de 10cm,pois poderei usar um tubo de PVC padro para construi-lo.Para este tubo teremos um comprimento de:


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Pronto, a caixa est calculada. Se preferir utilizar dois ou maisdutos basta alterar o dimetro de modo que a soma das reas dosdimetros sejam iguais a rea do primeiro dimetro calculado.Lembre-se que tanto o duto quanto o alto falante ocupam um certovolume dentro da caixa. Encontre este volume e adicione caixaquando for construi-la. Alguns fabricantes fornecem o valor dovolume ocupado pelo alto falante, quando no tiver esteinformao faa uma estimativa e construa uma caixa um poucomaior.

Para analisar se o deslocamento do cone est dentro dos limites,utilize o LSPcad, pois o clculo de tal parmetro mais complicado.

Vamos para continuar os exemplos, analisar as caractersticas dealgumas caixas prontas ou sugeridas pelos fabricantes.

A Novik recomenda para seu alto falante automotivo DoubleBass de 12 uma caixa selada de 33 litros.

Novik Double Bass 12poleg.VAS 176 LQTS 0.66FS 30 Hz

Fazendo o EBP (45.4) obtemos que este falante realmenteindicado para caixas seladasQuando simulamos esta caixa em um software, a curva que

obtemos esta:

Repare o pico de5dB que a curvaapresenta pertode 80Hz. No por acaso, esta normalmente afreqncia de

ressonnciadentro do decarros pequenos

e tambm a freqncia prxima das batidas das msicas funk,dance, ax etc...A caixa foi projetada para valorizar o falante, para que todospensem que ele d mais graves. Para esta curva ser plana, estealto falante necessitaria ser instalado em uma caixa de 1200L! Pora vemos que a utilizao deste alto falante fica restrita aautomveis, campeonatos de SPL , enfim onde se queira somente


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esta faixa de graves em detrimento da qualidade. Mesmo assim,subgraves mesmo s se a caixa tiver f3 prximo a 45Hz.

Repare este outro exemplo de uma caixa monitor de estdio, aquio alto falante um VIFA- PL18W0, de 7 polegadas. Um alto falantede alta qualidade.Os dados do alto falante so:

VIFA PL18WoVas : 24,0Qts : 0,35Fs : 39,00

A caixa dutada tem 28 litros e sintonizada em 45Hz

Repare queapesar dotamanho do altofalante, por ser

de boaqualidade,apresenta umF3 em 40Hz,bem inferior que

o anterior, e seu pico de resposta, discreto, ocorre perto de 50Hz,onde estas freqncias costumam em parte ser absorvidas peloambiente. Deste modo , o pequeno reforo em 50Hz faz com queeste efeito seja compensado e ns ouviramos uma respostabastante plana.

Vejamos agora o exemplo de uma caixa para PA full-range (cobretoda faixa de freqncias) que a Selnium recomenda para seufalante WPU1505 de 15. Uma caixa para PA deve ter uma boaresposta em toda a faixa de freqncias, e um bom rendimento degraves, mas no necessita ser inferior a 45Hz,uma vez quefreqentemente ir funcionar em locais ao ar livre onde os gravesse dispersam mais e freqncias inferiores a isso so absorvidaspela platia e estofados das cadeiras. Deve ter sim um reforo nafaixa de 60 e 70Hz para compensar estas perdas e deve ter boa

eficincia. Isto j nos leva a escolha de uma caixa dutada.


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WPU1505VAS = 162 litrosQTS = 0,35FS = 38 Hz

O projeto cita que devem ser colocados 2 alto falantes em umacaixa de 177 litros e com 2 dutos de 100mm de dimetro por20mm de comprimento ( s um furo na madeira). Ajustando osparmetros no programa, descobrimos que a freqncia de sintonia prxima de 53Hz e a curva ficou da seguinte maneira:

Como espervamos, um corte em 50Hz que muito satisfatrio, eum pequeno reforo por volta de 70Hz. Para completar a faixa defrequencias, a Selnium recomenda dois tweeters ST302 e umacorneta D300 ou D305, com divisor de frequencias (veja apndice).Estas caixas dutadas com alto-falantes profissionais, quando bemcalculadas so responsveis por aquelas batidas que voc sentecomo um soco no peito.

Por a vemos que para se fazer o projeto de uma caixa,primeiro deve-se imaginar a utilizao que esta caixa vai ter, seser ao ar livre, se o objetivo dar o mximo de graves, ou se irotrabalhar ao ar livre, se exigiro qualidade, ou se ser um meiotermo de tudo isto. Aps definido isto, deve-se rascunhar a curvade resposta desejada. E o melhor treinamento para isto comcerteza ouvir, ir a shows, campeonatos, lojas, musicais ao vivo,

ouvir e observar outros aparelhos, procurar simular a caixa quevoc ouviu e associar s curvas que voc consegue no programa.Aps sair a procura de alto falantes que lhe atendam tantoquanto a preo, quanto tecnicamente.

BOA SORTE E BONS PROJETOS!

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Apndices

--------------------------------------------------------------------------Apndice -A

O divisor de freqncias

Como vimos no incio desta apostila, existem alto-falantesespecficos para cada faixa de freqncias, e quase impossvelque apenas um alto falante reproduza todo o espectro defreqncias audveis. Como agravante, se um alto falante trabalharcom freqncias abaixo de sua faixa de operao pode-se ocorrerde danifica-lo. Portanto, torna-se necessrio um artifcio eletrnicopara que garanta que todos os alto falantes do sistema receberoas freqncias especficas dentro de suas faixas de operao eainda que a sobreposio de uma faixa sobre a outra produzaefeitos benficos para o som. O circuito que realiza este trabalhochama-se divisor de freqncias ou crossover.

O crossover, como o da figura acima, na verdade o que sechama circuito RLC. Ele composto de resistencias (R), indutoresou bobinas(L) e capacitores(C) ligados em associaes srie eparalelo.

Apesar de j existir no mercado muitos modelos de divisores,este texto vai explicar por alto seu funcionamento e como feitoseu clculo, pois pode ser que voc queira um modelo especfico, e

a construo destes circuitos no complicada.

Vimos que toda caixa possui sua curva de resposta, e esta setorna plana em um certo ponto e desejvel que prossiga destaforma por um grande intervalo de frequencias. Mas sabemos quese a caixa for dotada somente de um woofer , esta s reproduzirbem at um certo valor, digamos, 5Khz. Depois, a eficienciacomea cair at um ponto que a caixa no reproduz mais.Sabemos que um tweeter poderia reproduzir estas frequenciasacima de 5000Hz que o woofer no conseguiu e completar a faixa


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dinmica at 20000Hz. Teramos que dizer ao Woofer para irparando de tocar suavemente quando a frequencia fosse ficandomaior que 5KHz e passando a resposabilidade ao tweeter, tambmsuavemente para que o ouvinte no perceba. Queramos algoparecido com a figura abaixo:

Curvas de respostas dos falantes e resultado

Veja que a soma ou o resultadoficou quase plano

Devemos compreeder que em corrente alternada, como soos sinais de audio, os capacitores oferecem baixa resistncia apassagem de frequencias altas e os indutores oferecem granderesistencia a passagem de frequencias altas. Por a podemosimaginar a funo do pequeno capacitor que colocado em sriecom os tweeters e cornetas automotivos, trata-se de um divisor

elementar, onde ele deixa passar somente as frequencias altas,mas barra as frequencias baixas que podem danifica-los.

O divisor de 1 ordem a montagemmais simples que existe. Trata-se desomente uma bobina em srie com owoofer, que filtra os graves e umcapacitor em srie com o tweeter parafiltrar os agudos. Este divisor possui uma

taxa de atenuao de 6 dB por oitava, ouseja, o nvel do sinal do woofer cai 6dB acada oitava musical, enquanto o dotweeter eleva. Na freqncia decruzamento, o nvel dos dois esto 3dB

abaixo da referncia. Apesar de ser o preferido devido a suavidadecom que realiza a transferncia e a sua coerncia de fases, estecrossover atenua to devagar as sinais que o tweeter escolhidodeve possuir uma faixa de operao que comece ,pelo menos, 2oitavas antes da freqncia de corte (cruzamento). E o woofer

deve terminar sua faixa de operao 2 oitavas depois.


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Obs.: Subir uma oitava corresponde a dobrar a freqncia atual.Se voc est em 2500Hz, subir duas oitavas corresponde em ir a5000Hz e depois a 10000Hz. Duas oitavas abaixo de 2500Hz seria2500/2= 1250, 1250/2= 625Hz. Em midos, se a freqncia decorte for projetada para 2500Hz, o woofer deve ter resposta planaat pelo menos at 10000Hz e o tweeter deve comear sua faixaem 625Hz, tarefa difcil.

O filtro de 2 ordem atenua duas vezesmais rpido o sinal do que o de 1. Agoraa taxa de 12dB/8. Se utilizarmos omesmo exemplo acima, o woofer agora sprecisa tocar at 5000Hz e o tweeter devecomear sua faixa de operao em1250Hz. Como desvantagem, este divisorinverte as fases dos falantes nafreqncia de corte, isto , um toca ocontrrio que o outro, o que resulta emum cancelamento nesta faixa. Inverter a

ligao entre os falantes resolve o problema apenas nocruzamento, pois no restante da faixa o filtro entrega o sinal com apolaridade correta.

O divisor de 3 ordem (18dB/8) maiscomplicado de se construir, pormapresenta vantagens sobre os doisanteriores. A sobreposio defreqncias dos falantes que ocorria nosoutros dois agora pode ser bem menor,menor que uma oitava, e apresenta a

mesma coerncia de fase que o de 1ordem, sendo portanto o mais indicadopara caixas de qualidade. Os divisores de

ordem mais alta so muito custosos e de difcil construo, soindicados somente em caixas profissionais onde se deseje umcontrole minucioso dos falantes. recomendvel que quem queiraprojeta-los tenha grandes conhecimentos em engenharia eltrica.Comece seu projeto por crossover mais simples e se habitue slimitaes que freqentemente ocorrem. Se quiser conhecer maissobre crossovers, consulte a bibliografia, existem excelentestrabalhos nacionais sobre o assunto.


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Frmulas para clculo dos divisores:

Para o filtro de 1 ordem:

Onde:C= capacitncia procuradaL= Indutncia da bobina procurada

f = freqncia de corteZw = Impedncia do WooferZt= Impedncia do tweeter

Para o filtro de 2 ordem, primeiro se calcula C e L pela frmulaanterior, e segue-se:C1=1,4xC

L1=1,4xLC2=0,7xCL2=0,7xL

Procedimento perecido para o filtro de 3 ordem:

L11=1,5xLC11=1,33xCL12=0,5xLC21=0,67xCL21=0,75xLC22=2xC


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O desafio agora consiste em otimizar o clculo at encontrarcapacitores que existam a venda no mercado ou uma forma fcilde se fazer associaes at chegar a um valor.

Quando for comprar capacitores para esta aplicao,compre capacitores de filme plstico ou polister,como os da figura. Use capacitores eletrolticossomente em ltimo caso (neste caso compre dois como dobro do valor procurado, ligue-os em srie unidos

pelos plos negativos). J os indutores, em geral devem serconstrudos. Existe um timo programa em portugus na internetpara se calcular indutores, tente procurar por Calcbob. O clculode indutores na unha e difcil e perde-se muito tempo para umresultado no to bom assim.

O indutor constitudo por voltas de fio esmaltado paratransformador, enrolados em uma frma de material nomagntico, o mais compacto e uniforme possvel.

Veja este exemplo:

Seguindo a tabela, voc ter uma idia de como construirseu indutor, as letras correspondem as dimenses (desconsidere D,

a, c) da figura acima.

Indutncia(mH)

Espiras d(mm) b(mm) Resistncia doindutor (ohm)

Comprimentodo fio (m)

Dimetro do fio(mm)

0,5 187 12 10 0,5 12,2 0,71 251 12 10 0,8 18,5 0,72 263 20 20 0,9 30 0,83 383 20 20 1,2 38 0,85 460 20 20 1,4 55 0,97 463 30 30 1,1 73 1,29 515 30 30 1,25 85 1,2

11 560 30 30 1,45 96 1,2


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------------------------------------------------------------------------Apndice - B

atenuao dos falantes

muito comum encontrar no meio de sonorizao,principalmente automotiva, instalaes onde no so respeitadosos nveis de potncia transferida aos alto falantes. Normalmente osmdios e agudos, leia-se cornetas e tweeters, mais cedo ou maistarde viro a se queimar em virtude das potncias elevadssimas aque so submetidos. Fora este fato, a maior potncia produz umdesagradvel desconforto uma vez que a alta eficincia destesfalantes elevar muito a intensidade do mdios e agudos. Aatenuao se faz necessria nestes casos com a finalidade dereduzir a potncia que transferida ao falante, protegendo-o enivelando o nvel de presso sonora que este produzir em relaoaos demais transdutores do sistema.

Com a frmula abaixo voc pode encontrar a potncianecessria para um correto equilbrio do sistema em relao aosdiferentes nveis de eficincia entre os falantes.

Paten. a potncia que dever ser aplicada no driver da cornetaou tweeter para que este produza na mesma intensidade sonora dacaixa. Para saber o spl que sua caixa produz a 1W/m basta obter asensibilidade de seu falante de graves e adicionar 3dB, pode-sedeste modo obter uma boa aproximao. Uma forma rpida deconferir esta potncia observar as curvas abaixo.


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Para usar o grfico acima, primeiro saiba a diferena entre assensibilidades da caixa e da corneta (Spl), e a potncia que estsendo aplicada a caixa. Cruze os dois valores e veja qual curvalogartmica passa mais prximo do ponto encontrado. Esta curva a potncia que deve se aplicar ao driver.

De posse da atenuao, deve-se encontrar o valor de Ra(resistncia de atenuao), que ser posta em srie com o falanteque se deseja atenuar. Para isso usa-se o grfico abaixo, onde aatenuao necessria est no eixo X e a resistncia Ra se encontrano eixo Y. Use a curva correspondente a impedncia de seu driver.Encontre a atenuao necessria no eixo X , suba at que encontrea curva correspondente a impedncia do driver e reflita no eixo Y.


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Caso o valor que voc procura esteja fora da rea do grfico, bastautilizar a frmula que encabea cada grfico para inclusive obterum valor exato.

Segue agora um exemplo de clculo para facilitar oentendimento:

Suponhamos a caixa dutada construda com dois alto falantescom as seguintes caractersticas:

Fs= 38 Hzpe= 300W rmsspl= 97dB (1w/1m)qts= 0.28

vas= 151 LitrosUma anlise preliminar indicou que a referida caixa produz

um pequeno pico que chega a 101dB (1w/1m) em sua faixa deoperao, vamos utilizar este valor para nossa anlise. Desejamosincluir no sistema duas cornetas para cobrir a faixa de mdios.Cada uma possui uma sensibilidade de 109dB(1w/1m) e suportauma potncia de 75W rms.

As duas cornetas possuem juntas uma sensibilidade de112dB (1w/1m), logo a diferena entre esta sensibilidade e asensibilidade da caixa de 11dB. Com esta diferena e a potncia


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da caixa (600W), podemos observar no grfico-1 que a potnciaque queremos est um pouco acima da curva de 50W, tomemosento 55W. Como fizemos os clculos para as duas cornetassimultaneamente, a potncia ser 55/2= 27.5W para cada.J sabemos que a diferena entre as sensibilidades de 11dB ,ento, no grfico-2, vamos retirar o valor de Ra, a resistncia queir em srie com cada corneta. Agora vamos considerar ascornetas individualmente, a impedncia de cada uma 8 Ohms porisso a resistncia Ra pelo grfico igual a 20ohms. Usar resistorcom dissipao de potncia de pelo menos 0.8*(75W - 27,5W) =5,30w.

====================================Dicas

-Construa caixas dutadas com alto falantes de alta sensibilidadepara utilizar em palcos, teatros, instrumentos musicais, trio eltricoautomotivo e ao ar livre.

-Uma caixa mal vedada pode perder at 10dB no resultado final,sele bem a caixa por dentro, at mesmo se esta for dutada.

-Softwares que analisam o deslocamento do cone do falantenecessitam de mais dados do que simplesmente Vas, Qts e Fs.Repare que os problemas com deslocamento ocorrem emfreqncias muito baixas, de modo que voc pode resolver

abaixando um pouco o nvel dos graves no aparelho de som.

-Alto falantes pequenos movimentam muito pouca massa de ar,portanto se quiser graves de 40Hz em locais maiores que seuquarto, esquea os de 5". principalmente se tiverem poucaexcurso.

-Se quiser impressionar, procure descobrir a freqncia deressonncia do local onde voc quer tocar sons graves e construauma caixa com um pico de resposta nesta freqncia. Apesar da

batida forte da caixa na regio do pico, bom para msicasdanantes, a extenso de graves ficar prejudicada. E a audioprolongada pode causar fadiga devido ao som de barril.b

-Nas bass-relfex os dutos podem ficar para trs da caixa, desdeque voc no a encoste na parede. no permita que extremidadeinterna do duto fique prximo das paredes da caixa (pelo menosum dimetro de dist.), e o posicione o mais distante possvel doalto-falante.


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-Carros grandes, do tipo tres volumes, no transferem bem osgraves do porta-malas para o interior do veculo. O ideal construir uma caixa band-pass, coloca-la no porta-malas e fazeruma passagem para comunicar o duto com o habitculo.

-Quando dois ou mais alto falantes esto ligados juntos, lembre-sede observar a impedncia resultante, para que seja compatvelcom a impedncia de amplificador. Veja o link n 23

-Se os alto falantes estiverem ligados juntos, via divisor defreqncias, Ex: um tweeter, um woofer e um mid-range, todos de8ohms de impedncia, a resultante tambm ser 8ohms poisdevido ao divisor, o amplificador "enxerga" cada falanteindividualmente.

-Msicas populares possuem suas batidas graves perto de 70Hz, aoprojetar caixas que toquem ao ar livre e locais amplos, procurecriar um pico de no mximo 4dB nesta regio.

-Amplificador mais potente que o alto falante no problema (alis o correto), o pior amplificador fraco que distorce em altosvolumes. A distoro aquece as bobinas e queima fcil os falantes.

-Para a ligao interna da caixa, use cabos de bitola coerente coma potncia do falante.

-No coloque nada no duto que interrompa a passagem do ar, nem

mesmo telas. No deixe tambm material absorvente prximo aextremidade interna do duto, nem em seu interior.


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Se voc se interessa por estes assuntos e caso queira seaprofundar mais nesta rea fascinante que inclui at mesmoconhecimentos de psico-acstica, recomendo que consulte estasreferncias e endereos web abaixo. Selecionei os melhores sitessobre o assunto para que aqui voc no fique sem respostas equem sabe, descubra se esta realmente sua vocao. Prepare umlanche, o refrigerante, e se v navegar:

L I N KS I MPORTAN TES E I N FORMAES COM PLEMENTARES

Fabricantes de alto-falantes:

1. Selenium(br) www.selenium.com.br2. JBL www.jbl.com e www.jblpro.com3. Bravox(br) www.bravox.com.br4. Bravox USA www.bravoxaudio.com5. Bomber(br) www.bomber.com.br6. VIFA www.ampslab.com

7. Audax www.audax.com8. Snake www.snakepro.com

Fabricantes de caixas:

9. Castle www.castle.uk.com10.B&W www.bwspeakers.com11.Tannoy www.tannoy.com12.Staner www.staner.com13.Dynaudio www.dynaudio.com14.Klipsch www.klipsch.com15.Behringer www.behringer.com

Sites sobre o assunto:

16.Basic car audio www.bcae1.com17.Audio HiFi DIY www.audio-nova.com/Innehall/audionova_DIY.htm18.Audio HiFi www.members.tripod.com/nanhifi19.DIY subwoofers www.diysubwoofers.org20.EPanorama www.epanorama.net21.Audio List(br) www.audiolist.cjb.net22.Autosom (artigos) (br) www.autosom.net23.Associao de falantes(br) www.bravox.com.br/textostecnicos_associacoes.asp24.Speaker building www.speakerbuilding.com25.Dicas sobre audio(br) www.infobrasilia.com.br/som1.htm

26.Curso de acstica(br) email.feb.unesp.br/~jcandido/acustica/27.Informaes gerais(br) www.paginadosom.com.br28.Softwares para calculo www.speakerbuilding.com/software29.Projetos e artigos HiFi(br) www.geocities.com/CapeCanaveral/9096/lt.htm30.Glossrio(br) www.performancenet.com.br/glossario.htm31.STUDIOR artigos(br) www.studior.com.br/suporte.htm

Sobre divisores de frequencia:(veja tambm nos links: 1 e 31)32.www.bcae1.com/xoorder.htm33.www.the12volt.com/caraudio/cross.asp34.www.termpro.com/articles/xover2.html
http://www.selenium.com.br/http://www.jbl.com/http://www.jblpro.com/http://www.bravox.com.br/http://www.bravoxaudio.com/http://www.bomber.com.br/http://www.ampslab.com/http://www.audax.com/http://www.snakepro.com/http://www.castle.uk.com/http://www.bwspeakers.com/http://www.tannoy.com/http://www.staner.com/http://www.dynaudio.com/http://www.klipsch.com/http://www.behringer.com/http://www.bcae1.com/http://www.audio-nova.com/Innehall/audionova_DIY.htmhttp://www.members.tripod.com/nanhifihttp://www.diysubwoofers.org/http://www.epanorama.net/http://www.audiolist.cjb.net/http://www.autosom.net/http://www.bravox.com.br/textostecnicos_associacoes.asphttp://www.speakerbuilding.com/http://www.infobrasilia.com.br/som1.htmhttp://www.paginadosom.com.br/http://www.speakerbuilding.com/softwarehttp://www.geocities.com/CapeCanaveral/9096/lt.htmhttp://www.performancenet.com.br/glossario.htmhttp://www.studior.com.br/suporte.htmhttp://www.bcae1.com/xoorder.htmhttp://www.bcae1.com/xoorder.htmhttp://www.the12volt.com/caraudio/cross.asphttp://www.the12volt.com/caraudio/cross.asphttp://www.termpro.com/articles/xover2.htmlhttp://www.termpro.com/articles/xover2.htmlhttp://www.termpro.com/articles/xover2.htmlhttp://www.the12volt.com/caraudio/cross.asphttp://www.bcae1.com/xoorder.htmhttp://www.studior.com.br/suporte.htmhttp://www.performancenet.com.br/glossario.htmhttp://www.geocities.com/CapeCanaveral/9096/lt.htmhttp://www.speakerbuilding.com/softwarehttp://www.paginadosom.com.br/http://www.infobrasilia.com.br/som1.htmhttp://www.speakerbuilding.com/http://www.bravox.com.br/textostecnicos_associacoes.asphttp://www.autosom.net/http://www.audiolist.cjb.net/http://www.epanorama.net/http://www.diysubwoofers.org/http://www.members.tripod.com/nanhifihttp://www.audio-nova.com/Innehall/audionova_DIY.htmhttp://www.bcae1.com/http://www.behringer.com/http://www.klipsch.com/http://www.dynaudio.com/http://www.staner.com/http://www.tannoy.com/http://www.bwspeakers.com/http://www.castle.uk.com/http://www.snakepro.com/http://www.audax.com/http://www.ampslab.com/http://www.bomber.com.br/http://www.bravoxaudio.com/http://www.bravox.com.br/http://www.jblpro.com/http://www.jbl.com/http://www.selenium.com.br/http://www.aerodinamica.hpg.com.br/


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BIBLIOFRAFIA RECOMENDADA:

1. DICKASON, Vance - Caixas Acsticas e Alto-Falantes - ed: H.Sheldon

2. JBL PROFESSIONAL - Sound System Design Reference manual -disponvel em www.jblpro.com

3. MIROL, Victor A. - A janela sonora e as palavras que a definem -disponvel na WEB em www.clubedoaudio.com.br/metodo.htm

4. SELENIUM ALTO-FALANTES - Projetos de sonorizao -disponvel na WEB em www.selenium.com.br

5. SETTE, Homero - Anlise e sntese de sistemas de radiaodireta pelo mtodo de Thiele-Small - Revista Saber EletrnicaN 228 - 231 1992

6. STUDIO R - Interface amplificador falante em regime de altapotncia disponvel em www.studior.com.br/aes2000.pdf
http://www.jblpro.com/http://www.clubedoaudio.com.br/metodo.htmhttp://www.selenium.com.br/http://www.studior.com.br/aes2000.pdfhttp://www.studior.com.br/aes2000.pdfhttp://www.selenium.com.br/http://www.clubedoaudio.com.br/metodo.htmhttp://www.jblpro.com/

projeto de caixas acusticas

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