Estudio y viabilidad del contrachapado flexible para un BLH

Hola a todos,

La razón de este estudio es comprobar si es posible construir un BLH con maderas delgadas de 4-5mm. Si un Mi (sexta cuerda) de una guitarra clásica nos da 82-83Hz, ¿Por qué los altavoces no se fabrican con maderas finas? Bueno, hay fabricantes que tienen diseños con maderas delgadas, en algunos casos, de 7-12 mm para altavoces pequeños que derivan de los monitores de estudio BBC.  Aunque lo normal en altavoces de cierta enjundia es que los fabricantes apuesten por DM de espesor superior a 18mm. La gran paradoja de esto es que a más sellados están los recintos más espacio necesitan alrededor para poder reproducir la frecuencias con claridad. Las cajas inertes necesitan estar separadas de las paredes, mientras que las cajas con espesores bajos se acoplan mejor a los contornos de la sala, hasta el punto que hay cajas que deben situarse en las esquinas para tener una respuesta plana.

Con esta premisa me he aventurado a hacer un BLH con paredes de 5mm, analizar el resultado y ver que viabilidad tendría con horns más grandes que trabajen a ½ onda.

El diseño de partida es el que podéis ver en la foto.




Es una Voigt Pipe con doble pliegue hacia el interior y con cámara de desacople en la parte trasera del driver. En este diseño no se aprecia, pero la pared posterior al driver tiene agujeros para poder acceder a la cámara interior. Mide 92 cm de alto sin las puntas de desacoplo, 29,6 cm de ancho y 50 cm de profundidad en la parte inferior. El recinto está fabricado en abedul para las paredes exteriores y el triángulo de refuerzo interior que hace de estructura. La línea central es de contrachapado flexible de 5mm.

Con este altavoz quería hacer algo diferente y tomar ciertos riesgos constructivos para experimentar un poco. La finalidad es aprender y seguir creciendo. Como referencia siempre me han gustado las cajas que hacía Hans Kortenback de Musical Affairs, y por otra parte, me tiran las bocinas aunque estén diseñadas a ¼ de onda como estas. Por supuesto, en drivers ya ni me planteo salir del fullrange. Cabezota que es uno, que le vamos a hacer.

Por lo que respecta al driver he escogido un todobanda de 150 euros la unidad de la marca Dayton Audio, modelo PS-220-8. Es una marca muy conocida en EEUU por la relación calidad-precio y porque la publicita y vende Parts-Express. La decisión de trabajar con este driver es porque la sensibilidad es de 96db. Quería un driver realmente sensible, y además, que estuviera bien de precio. En las especificaciones técnicas del fabricante muestra una chepa entre los 2000 y 4000 hz que puedo corroborar que es real en mis mediciones con caja infinita de 125 litros. Bien por el fabricante por publicar mediciones reales. Este todobanda es un transductor  con una zona de corte entre la zona exterior del woofer y la interior con el whizzer un poco agresiva, al estilo de algunos Lowther o Fostex.

El driver



Respuesta según fabricante.




El recinto se ha modelado bajo las formulaciones de Martin J. King sobre horns o líneas de transmisión expandidas (http://www.quarter-wave.com/).  La simulación se ha hecho en Hornresponse.

Los altavoces se han calculado para trabajar a 0,5 radianes, o sea, para ir en las esquinas de la sala, o como mínimo ir pegados a la pared. El tiraje es de 2 metros y la boca tiene casi 1500 cm cuadrados. El litraje de todo el laberinto es de 70 litros aproximadamente.

Para el diseño tuve que hacerme con una buena plantilla para poder fresar la madera. Todo el proceso se ha hecho manualmente y sin ningún tipo de maquinaria de control numérico, que por otra parte, ya me hubiera ido bien como en otros proyectos anteriores. Hice 5 plantillas hasta conseguir una de buena.








La estructura principal sustenta el tablero flexible y también sirve para amortiguar las primeras flexiones producidas por las ondas traseras del altavoz. En los puntos donde hay curvaturas las fibras de la madera están en tensión y hay más rigidez. En las zonas rectas conviene reforzar la línea, por esta razón, en los tramos hay contrachapado de 18mm.








El contrachapado de 5mm  se ha chapado en nogal.

En las primeras mediciones ya pude constatar vibraciones del recinto. Sobre todo en la parte inferior. Las zonas curvas interiores con solo 5mm tienen una rigidez enorme. En las zonas rectas la madera de 5mm va encolada con la de 18mm, pero en la boca del horn en la zona de transición entre las curvaturas cóncavas y convexas había vibraciones molestas.  Con una madera tan fina y desde un punto de vista constructivo, el punto crítico a tratar eran las vibraciones causadas por las ondas del altavoz. La solución la encontré analizando el interior de las guitarras clásicas y acústicas, mirando videos y leyendo sobre su construcción. Para combatir las vibraciones compré cadeneta de guitarra de cedro americano y la encolé por el interior y el exterior de la caja.

Pruebas de sonido

En las mediciones el altavoz motraba dos picos molestos en la zona de apertura del cono de agudos (whizzer). Estas medicones fueron tomadas en el punto mas céntrico del garaje (80 metros cuadrados).   Micro a 1 metro de distancia con el centro del cono. Gráfica a 1/24 smoothing.



Estas dos chepas a 2800Hz y 3500Hz se notan en el sonido especialmente en las voces dando agresividad y metiéndolas muy adelante. La escena que proyectan es en rombo con el cantante delante. Empecé a juguetear con filtros para ecualizar respuesta, pero al final, no me acabó de cuadrar el tema. Desde un punto de vista subjetivo y a mera opinión personal, tratar de convertir un todobanda en un dos vías es una gilipollez porque se pueden conseguir mejores resultados con un woofer y un tweeter. Con los filtros el sonido siempre acaba perdiendo parte de magia. Entiendo que hay filtrar si tenemos multi vías porque no queda otra, pero al final, cada componente que vas metiendo en la señal no solo la modifica sino que también la degrada. Aunque a veces, esa degradación es agradable al oído. Cada altavoz es lo que es. Hay transductores que son malos y otros que no lo son tanto. Mi filosofía es dejarles ser lo que son. O me adapto a ellos o los cambio. Con este Dayton pasó lo mismo. Tiene cosas muy buenas pero otras que no tanto. Tratar de modificar esas deficiencias hacen perder una parte de sus virtudes. Al final, siempre llegas a un compromiso. Así que metí los altavoces en el comedor y empecé a sacar medidas y a posicionar los altavoces en la sala (50 metros abiertos a 26 metros más. No tratado acústicamente). Con los altavoces rectos junto a la pared trasera y formando triángulo equilátero de 2,5 metros con el micrófono. 1/24 smoothing



Las dos chepas siguen estando pero se minimizan y el sonido deja de ser agresivo en medios-altos. Típica respuesta de algunos todobanda en la zona entre 2000-4000Hz donde empieza la radiación del cono interior. Uno de los trucos para mitigar esa agresividad es la de situar los altavoces mirando hacia adelante y escuchar a 20-25 grados. Lo malo es que solo hay un punto dulce y si te desplazas de ese punto vuelves a notar esos picos molestos. Por cierto, ¿os habéis fijado hasta dónde llegan estos todobanda en agudos? Casi siempre voy buscando supertweeters y con estos no hace falta, pero hay que pagar el peaje de esos picos indeseables.

Pero claro, estos altavoces se han concebido para meterse en las esquinas para aprovechar los contornos de la sala y acoplar la impedancia acústioa del altavoz a la sala. Finalmente, sitúo los altavoces en las esquinas de un dormitorio de los niños de unos 12 metros cuadrados.  Gráfica 1/24 Smoothing




A parte de otras condiciones de sala para bien y para mal, también se puede observar como los dos montículos se han atenuado. El micro se situó en triángulo en el punto de cruce de los altavoces. Con el altavoz acoplado a la sala la respuesta es más lineal. Tal vez no se aprecie del todo en la gráfica porque se hizo la medición en una habitación dormitorio con su mobiliario, mesa, silla, cama, armarios, estantes, cajones con juguets, etc.. dispuestos tal como está montada la habitación. De haber sido una sala de escucha los elementos hubieran estado ordenados de otra forma. La gran diferencia aquí és que en el comedor el micro está entre los altavoces y estos miran al frente. Hay unos 20-25 grados.

Conclusiones

1. Creer que para que un altavoz funcione correctamente a bajas frecuencias es preciso una caja inerte no es verdad absoluta. El enemigo es la rigidez del conjunto.  También tengo que reconocer que si en lugar de un todobanda estuviéramos hablando de un subwoofer de 12 pulgadas sería muy complicado, sobretodo porque se tendria que hayar una estructura interior capaz de aguantar impacto del driver.

2. En las zonas en donde el contrachapado flexible está doblado formando una semicircumferencia, la rigidez és optima. Siendo más rígido cuan menor sea su radio. En radios superiores a 10-15 cm conviene reforzar. La zonas rectas son las que peor aguantan el impacto de las ondas y las más vulnerables.  A las vibraciones.

3. Una vez el recinto está completamente sellado y rígido no he notado coloraciones de ningún tipo que desvirtuen la escucha.

4. Las cajas agradecen ir pegadas a las paredes o a las esquinas para mostrar todo su potencial y sonar planas, porque así compensan las pérdidas por difracción y la respuesta creciente del driver.

5. Es viable la construcción de recintos a 1/2 de onda con este material para drivers fullrange  si se apuesta por controlar las vibraciones de la caja. Ya estoy trabajando en otras. Esto es una p... enfermedad.

Asombroso trabajo Zeno. Concepto, diseño, ejecución, todo de primerísimo nivel.

Víctor

Alucinante  

Impresionante y enhorabuena ,un trabajo "muy profesional". Como bien dices es una enfermedad, pero una enfermedad gratificante, ya que escuchar algo que has creado tú no tiene precio. Bueno si, normalmente un precio muy inferior al que supone comprar unas buenas cajas comerciales

Muchas gracias a los tres.

La verdad es que sí que un gustazo hacerte tus propias cajas. Al final cacharreamos igual, pero de diferente forma.

Gran Trabajo !!!!  

Una pregunta sobre el contrachapado flexible ... ¿Has llegado a probar el radio de curvatura mínimo que soportaría el de 9 mm?

Hola Naiserix,

Pues el de 9 mm no lo sé porque trabajé con 5 mm. Normalmente a mayor espesor y mayor amplitud tenga la pieza es más difícil doblarlo, pero también dependerá de marcas y tipos de contrachapado. Con el de 5 mm hay que tener cuidado con una semicircunferencia de 10 cm (25 cm de amplitud) porque si lo haces de golpe, rompe. Le puedes ir aplicando vapor con una plancha y al doblar es mejor hacerlo sucesivamente una cuantas veces tratando de doblarlo cada vez un poquito más hasta el punto que necesites. En cuanto a la rigidez, el de 9 mm será superior lógicamente y mucho mejor para drivers más grandes o que tengan mucho Xmax.

Saludos

Impresionante trabajo, felicidades. Envidia sana de espacio y herramientas. Y efectivamente, hacerte tus propios cacharros es una satisfacción comparable con muy pocas cosas, en mi caso equiparable al placer de disfrutar del equipo, por no hablar que disfrutas de equipos muy superiores a la media alta HI-FI por precios de media baja.

Saludos

Muchas gracias, Jazz.

Lo bueno del HUM es saber donde pones del dinero y porqué.

zeno's escribió:Muchas gracias a los tres.

La verdad es que sí que un gustazo hacerte tus propias cajas. Al final cacharreamos igual, pero de diferente forma.

Hola Zeno,s
Solo decirte que

No todo el mundo es capaz de sentir la satisfacción de crear algo por uno mismo.
Has dado una gran lección.

Saludos

¡Hombre, Celestino!!!! Qué alegría leerle!, después de las noticias que han corrido por el foro.

Espero que esté estupendamente, y ante usted, soy yo el que se quita el sombrero por iluminarnos en el camino del HUM en este país.    

Un abrazo,

Respeto

hola, buen trabajo de carpinteria, pero creo que si lo enfocas como un recinto acustico, no debes de basarte en instrumentos musicales, por que ellos si necesitan las resonancias y la modificacion del sonido original de la fuente, en cambio un recinto acustico deberia ser la mas neutro posible, por que sino añade algo que no hay en la grabacion, el problema es que es algo dificil de conseguir y ademas estan los transductores de sonido que tampoco son ideales, otra cosa es que a ti te guste el sonido que consigues con tus cajas, amen de satisfacion del trabajo realizado, al final el sonido es muy subjetivo, me acuerdo cuando iva al estudio de gravacion de un amigo y veia gente haciendo maquetas y las mesas de mezclas imponentes con las gravadoras de carrete Studer, y yo escuchaba lo que gravaban en sus monitores de estudio , y a mi no gustaba nada, luego lo oias todos ya montado en tu equipo de casa y te sonaba mucho mejor que lo que habias escuchado en el estudio, conclusion si a ti te gusta perfecto, pero no busques hacer una caja perfecta con ese enfoque.

Hola Alfp,

Bueno, cajas hay de muchos tipos. Unos las prefieren rubias y otros morenas. En esta afición no todo son cajas bassreflex o cerradas, sino que hay diferentes tipos de configuraciones hasta el punto que hay gente que prefiere no tener caja como en el caso de los open. Y la verdad es que todavía no he encontrado recinto que supere en tridimensionalidad y escena a un open. Así que los que prefieren este tipo de configuración no van tan mal encaminados. Por lo que respecta a las cajas resonantes, únicamente comentarte que se han hecho en el pasado y se seguirán haciendo. Un ejemplo son las famosas Kiso, otro las Musical Affairs Grand Crescendo. Ahora mismo en este foro, hay activo un hilo de los Open de Lii audio que ha hecho el compañero Benjaminit y que parece que Jazz también se ha animado a construir. Este fabricante chino tiene en su catálogo un modelo de 10 pulgadas que se recomienda montar en una caja semiresonante. Esta caja se inspira en las variantes DIY que se han diseñado para albergar transductores vintage Saba Greencones. Con esto quiero decir, que el tema sobre el tipo de caja está ya muy manido y hay opiniones a favor y en contra. Sin salir del mundo bassreflex hay fabricantes como Audio Note que prefieren recintos poco inertes y controlar las resonancias a través de refuerzos interiores, y al contrario, otros fabricantes que buscan sellar al máximo la caja. Desde mi punto de vista, la razón por la cual no se fabrican más cajas resonantes es por complejidad en el cálculo y ajuste del recinto, pero ante todo, porque los recintos son muy grandes. El sistema bassreflex es el que consigue mejor respuesta con menor tamaño y por eso los fabricantes han apostado mayoritariamente por él. Pero eso no quiere decir que sea el mejor sistema, sobre todo, si el tamaño no importa. Además, aquí entran valoraciones muy subjetivas y los gustos de cada cual.

En mi caso, he querido hacer una línea de transmisión (LT) con una caja resonante para ver hasta que punto funcionaba la cosa, y con vistas de aplicar el invento en bocinas. Por lo que respecta a la línea de transmisión es un diseño de Paul Voigt de 1934, de aquí el nombre de Voigt pipes también conocido como TQWT o TQWT. Este señor fue ingeniero y cofundador de Lowther y el primero en utilizar crossover mecánico (whizzer) en un transductor. Este tipo de caja es una LT expandida, o sea, un cruce entre un horn y una LT. Para reducir el espacio he hecho un doble pliegue hacia el interior de la caja y además he añadido una cámara de acople posterior. La razón de esta cámara es la de compensar la caída en frecuencia del efecto del horn. Esto es debido porque en una LT no se mantiene la progresión logarítmica de expansión exponencial por lo que se quedan ondas estacionarias en el tubo y tampoco se consigue compensar la respuesta creciente del driver. Para corregir esto último hay que filtrar, o bien, trabajar en el litraje de esa cámara de acople. Esta idea la introdujo Martin J. King en sus diseños de LT expansivas y que pude perfeccionar y aprender hace unos años porque pertenecí a los grupos de Yahoo para humitas que el mismo tenía. Cuando cerró los grupos hace casi tres años y pasó a Facebook, ya no le seguí. En mi diseño tampoco hay puerto en la boca del tubo, y en lugar de eso, la LT acaba como un tractix horn. Con esto se pierden unos 12Hz por abajo, pero la respuesta entre 100-500Hz es más lineal porque es la zona en donde está trabajando el efecto bocina y también porque no hay tantas ondas estacionarias y no necesita apenas material de relleno en esa parte final de la línea.

Por otra parte, experimentar y probar cosas nuevas siempre ha sido una motivación para mí. No concibo esta afición como sota-caballo-rey, sobre todo porque estamos en un momento en donde las decisiones de los departamentos económicos pesan más que las de diseño. Y porque creo que esta parte más experimental y romántica se está filtrando en la actualidad a través del DIY.  Habiendo probado diferentes tipos de recinto y a mera opinión personal, poco hemos evolucionado en los últimos 100 años, aunque parece que con la entrada del mundo digital se intuye que habrá cambios tarde o temprano.

Un saludo,

Hace unos años me hice un proyecto con Fostex 206E en realización HORN Dallas II en tablero aglomerado de espesor 40mm. Entonces hice una investigación de materiales para cajas. Me consulte en varios foros con gente ya que tiene experiencia con esto. Los materiales con parámetros adecuados para realizar cajas para altavoces debe de tener un alto decremento de resonancias y vibraciones. Es decir que el concepto que el material para instrumentos musicales debe de valer para cajas de altavoces es completamente equivocado. El material debe de tener una densidad y peso alto. Material homogéneo en todos los sentidos. El tablero contrachapado no es el material correcto. Es decir el aglomerado, OSB, MDF son materiales con mejores resultados que el contrachapado. El contrachapado de abedul es excelente para cajones flamencos pero no para altavoces. Por lo visto hay unos tableros MDF especiales con densidad alta. Cuando lo levantas y dices: Que es esto? Es una piedra? Parece que tienen carga mineral y los ponen a tarima flotante etc. Mi investigación sin llegar a probar un material de composite ha llegado a la conclusión que las resinas sintéticas con carga mineral como por ejemplo arena se silicio son lo más sofisticado. Es decir la arena se conoce como un buen material para apagar vibraciones.
Efectivamente para tener un decremento alto de resonancias es necesario masa y volumen, con materiales finos no se puede conseguir. Tampoco con materiales ligeros o poco homogéneos. Las maderas masivas son bonitas, pero el criterio principal es el diseño acústico.

zeno's escribió:Hola Naiserix,

Pues el de 9 mm no lo sé porque trabajé con 5 mm. Normalmente a mayor espesor y mayor amplitud tenga la pieza es más difícil doblarlo, pero también dependerá de marcas y tipos de contrachapado. Con el de 5 mm hay que tener cuidado con una semicircunferencia de 10 cm (25 cm de amplitud) porque si lo haces de golpe, rompe. Le puedes ir aplicando vapor con una plancha y al doblar es mejor hacerlo sucesivamente una cuantas veces tratando de doblarlo cada vez un poquito más hasta el punto que necesites. En cuanto a la rigidez, el de 9 mm será superior lógicamente y mucho mejor para drivers más grandes o que tengan mucho Xmax.

Saludos

Enhorabuena y aunque ahora ya está hecho solo comentar que yo, hace muuuuuuuucho tiempo, para dar una forma curvada a una cajas BR y como no tenía ni práctica ni herramientas adecuadas hice algo parecido con trasera de 3mm, encolando tableros hasta el grosor que consideré adecuado en aquel momento.

Saludos