Guida: progettazione di un cassone per Subwoofer

Dato che oggi sono a casa dal lavoro ho deciso di mettermi a fare una guida per la progettazione di una cassa per subwoofer.

Occorrente:

- WinISD (Software per windows gratuito e molto semplice per la progettazione di cassoni per altoparlanti)

- Dati tecnici dell'altoparlante interessato. (se il sub è prodotto da una ditta seria trovate facilmente tutte le informazioni che vi servono sul sito ufficiale.)


Per spiegarvi come funziona il programma ho preso per esempio il sub Hertz ES 300.

Sono andato sul sito ufficiale Hertz, ho cercato nella sezione subwoofer - Energy - Hertz ES 300.
Da li recuperate il file PDF delle caratteristiche tecniche cliccando su "dati tecnici".

Ora, dopo aver installato WinISD: (va bene qualsiasi versione, è un programma veramente semplicissimo, non dovreste avere problemi.)

- Fase 1
Aprite il programma e vi si presenterà questa finestra:



- Cliccate sulla voce "New"

Vi si aprirà una finestra "New Project", qui avete 2 opzioni:

- Program database: Subwoofer preinseriti dal programma, quasi tutti sconosciuti e non venduti in italia.

- Own drivers: La sezione che interessa a noi, in questa sezione andremo a inserire l'altoparlante che ci interessa.

Quindi per inserire il nuovo altoparlante clicchiamo sulla voce "new"



A questo punto vi si aprirà una scheda che richiede i dati tecnici dell'altoparlante, apriamo la scheda dal sito ufficiale e copiamo i dati nelle apposite caselle, nel mio caso del sub "hertz ES 300".

ATTENZIONE: Controllate bene che le unità di misura corrispondano a quelle dei dati tecnici, in caso contrario basta cliccare sull'unità di misura stessa all'interno del programma per cambiare i valori.



Gli unici dati che hertz dà per scontati sono:

Z= è l'impedenza, nella maggior parte dei casi è 4 ohm
PE= Potenza Elettrica, ovvero quella RMS che il sub può sopportare
SD= non è importante ai fini del test, potete anche lasciarlo vuoto

Completato l'inserimento, clicchiamo su OK.
Il vostro sub è stato inserito nel database! Chiudete pure la finestra e tornate alla schermata principale del programma.

- Fase 2
Ora testiamo il nostro subwoofer!

Aprite di nuovo la finestra "New" e vedrete che sotto la voce "Own drivers" sarà apparso il vostro subwoofer (nel mio caso sempre il solito Hertz)

Selezionatelo e clicchiamo su "Next"



Vi si aprirà la finestra: "Driver Usage"
Ora dovete configurare l'utilizzo del vostro sub, per semplificare il tutto io ne ho utilizzato soltanto 1 e ho selezionato la cassa normale (normal), ma quando avrete capito come funziona potete fare tutti i test che volete.

La voce "Iso-Barik" vi consente di fare dei test con caricamento push-pull che non tratterò in questa guida perchè sfruttabile con pochissimi tipi di sub.

Quindi selezioniamo solo un sub e clicchiamo su "next".



"Box type"

Da questa finestra potete decidere il tipo di caricamento, io vi mostrerò i 2 standard, gli altri sono di realizzazione e taratura molto complessa.

Quindi parto con "Closed" (Cassa chiusa) e clicco su next.



Bene, avete inserito il vostro subwoofer e vi apparirà questa finestra che indica la curva in frequenza:



La finestra più piccola indica i valori per tarare la cassa del vostro subwoofer, mentre per verificare la risposta in frequenza clicchiamo su SPL nel menù in alto.

- a questo punto avete la curva che indica quanta pressione farà il vostro sub ad una determinata frequenza, come potete vedere in cassa chiusa la risposta è molto lineare, ma è ancora tutto da tarare!
Il programma fà una stima teorica di come dovrebbe suonare il sub, ma propone in automatico una cassa decisamente troppo grande per l'utilizzo che ne dobbiamo fare noi, quindi vediamo come sistemarla.

Prima di tutto impostiamo la visualizzazione dei DB in alto a destra per aumentarla (non penserete che il vostro sub faccia soltanto 90 db di pressione, non gli abbiamo ancora dato il wattaggio!)

Quindi clicchiamo su: "Cursor" - "options"



e vi si aprirà questa scheda:



Nella voce Upper db impostiamo un valore che sia superiore a 140, io metto 160 per sicurezza, poi premiamo ok.

A questo punto impostiamo la cassa!

Vi ho fatto un grafico semplificato delle 3 finestre principali da impostare:

- Driver: è la voce che abbiamo impostato all'inizio riguardo al n° di altoparlanti ecc.. teniamola così come è. Vi lascia aggiungere tutti i sub che volete in un secondo momento!

- Box: Indica le dimensioni della cassa che volete ottenere e cambia il grafico della risposta in frequenza in base alla dimensione che volete dargli:

Il programma ha deciso di default una cassa di circa 80 litri, ma sono decisamente tantini per una cassa da mettere in auto! Quindi proviamo con una misura accettabile e proviamo ad aumentare o diminuire il litraggio in modo da ottenere la curva il migliore possibile.

Nel mio caso il miglior compromesso mi è sembrato attorno a 30 lt.

- Plot: amplificazione! l'unico valore da toccare è quello dei watt che intendete dargli. Questo non influisce sulla risposta in frequenza, ma se volete vedere quanta pressione farete è indispensabile.

Io ho ipotizzato circa 400watt.

Quindi ecco a voi un immagine per farvi capire di cosa parlo:



(il mio è solo un montaggio, non potete affiancare le 3 finestre, l'ho fatto solo per importare un immagine unica.)

Ed ecco il risultato!

Una risposta linearissima e circa 118db di pressione.

In cassa chiusa non poteva essere altrimenti, il difficile viene poi progettando una cassa in reflex, ma vi dà un idea del litraggio da fare per non compromettere troppo la discesa in frequenza!

Poi tenete conto che il grafico và letto da circa 80hz a circa 30hz, tutte le gobbe o curve strane che vedete sopra e sotto vanno ignorate poichè il sub andrà tagliato proprio in quel punto!

PROGETTO REFLEX

A questo punto vediamo come risponderebbe lo stesso sub con lo stesso ampli in una cassa reflex!
Quindi rifate lo stesso procedimento del primo progetto cliccando su "New" ecc.. ma con l'unica differenza di selezionare "Vented" nella finestra "Box type".



Ecco fatto! Avete aggiunto un nuovo progetto in cassa reflex!

Impostate i watt come avete fatto nel progetto in cassa chiusa (nel mio caso 400 watt) e l'unica differenza che noterete è la nuova voce: "Vents" nella finestra delle impostazioni della cassa.



Ora vedrete che il programma dà in automatico ben 160 litri per un utilizzo ottimale del sub, ma non spaventatevi, grazie al reflex è ancora tutto da tarare!

Quindi impostiamo un litraggio più accettabile, nel mio caso circa 50 litri.

Vi sarete accorti dell'aggiunta di una nuova voce sotto alla casella del litraggio:
- Tuning Frequency: e qui arriva il bello, è proprio da qui che potrete smanettare per modellare la risposta in frequenza (quasi) a vostro piacimento!

Ma prima diamo un occhiata alla nuova voce "vents", quindi clicchiamoci sopra.



La finestra "Vents" serve ad indicare diametro, forma e lunghezza del tubo. Da questa finestra dovete soltanto impostare il numero di tubi da inserire, perchè la lunghezza del tubo la imposerete grazie alla voce "tuning frequency" che abbiamo visto prima!
Ma non spaventatevi, per installazioni elementari come questa basta un solo tubo da 100mm, quindi non toccate nulla.

L'unica cosa che dovete tenere d'occhio da questa finestra è la voce: "Vent match" che indica i fruscii e la pressione che si creano all'interno del tubo. L'unica accortezza che si chiede è che rimanga verde! (il valore non ha importanza)

Ora...tariamo! tornate nella finestra "box" e aumentate o diminuite la voce "Tuning frequency" fino ad ottenere una risposta ottimale nell'arco di frequenza tra gli 80 e i 30 hertz, sempre tenendo sotto occhio la lunghezza che prenderà il tubo e il valore vent match.



Come potete vedere alla fine, questo altoparlante risponde meglio in cassa reflex, in quanto ottiene una pressione maggiore e una maggior discesa a discapito della morbidezza che è meggiore nell'installazione in cassa chiusa.

SPL

Tanto per informazione, per fare una taratura da gara SPL eseguiamo lo stesso identico procedimento che abbiamo usato per la cassa reflex, ma regaliamo molto più litri alla cassa (nel mio caso 160 litri) e aumentiamo il diametro del tubo (nel mio caso a 200mm), infine lavoriamo sul tuning frequency per creare un picco tra i 60 e i 40 hertz in base alla traccia poi utilizzata.

Come vedete, il risultato è questo:



Avete a confronto i 3 altoparlanti e le vostre 3 casse differenti.

Nel mio caso ho creato un picco a circa 50HZ, quindi quella frequenza verrà esaltata generando ben 128db contro gli scarsi 118 delle altre applicazioni.

Ovviamente non si ascolta la musica in configurazione SPL, perchè l'unica frequenza veramente violenta è a 50hz, mentre le altre risulterebbero bassissime!

La guida finisce qui, resto a disposizione per chiarimenti...

Spero di aver parlato una lingua comprensibile a tutti e di non aver esagerato troppo con la tecnica.

Nemmeno io sono un tecnico e vi assicuro che una volta capito il funzionamento risulta tutto veramente semplicissimo!