PCP V1 y V2

 

CÓMO HACER UNOS ALTAVOCES SIN TENER NI IDEA

El motivo de hacerme yo mismo mis altavoces fue en un principio, el precio. Puedes hacerte unos altavoces de potencia desorbitada por mucho menos de lo que te costaría comprarlos.

Ahora ya no pienso lo mismo, (bueno, es parecido). Posiblemente, en el mundo haya altavoces cuyas características sean exactamente las que tu quieres. El primer problema es encontrarlos, y el segundo, pagarlos.

Estas son las ventajas de hacértelos tú mismo. Haces exactamente lo que quieres. No hay que claudicar ante nada. Si quieres hacer una caja de 500 litros, puedes. Si quieres hacer un 5 vías, allá tu. Y la segunda razón es el precio.

 

 

METODOLOGÍA (ERRÓNEA) DE DISEÑO

En el resto de Europa hay más afición que en España al DIY audio. Por eso el más fácil encontrar drivers de todo tipo. Aquí, en car audio, sí hay más afición, y es posible encontrar muchos modelos de diferentes marcas. En hi-fi, casi la única opción es Beyma, Monacor, o ya nos vamos a precios bastante altos.

Lo más normal es encontrar un woofer que se ajuste a las características requeridas y LUEGO diseñar la caja en función de los parámetros del woofer.

Yo no lo hice así. Primero hice una caja, y luego enmendé los errores del diseño. Traté de reciclar el diseño de unas cajas que tenía de hacía 30 años que tenían la suspensión podrida. Era algo así como hacer un dos vías bass-reflex, y reutilizar el filtro de las viejas.

 

LA CAJA.

Algo que sí hice bién fue hacer la caja razonablemente grande. En principio, pensaba basarme en la caja que tenían los altavoces anteriores, pero haciéndola completamente en madera y con otras proporciones.

Al final, no sé por qué, pero se me ocurrió hacerla 30 cm más alta. Eso me salvó.

La madera elegida fue pino de 3 cm de espesor para el frontal y las partes superior e inferior, los laterales en panel de 18 mm y la parte traseda de MDF de 16mm.

 

LOS ALTAVOCES

Los altavoces elegidos fueron:

Woofer: Repro W08-100

Tweeter: Emminence Speakers M80

El repro es un altavoz de 8" y 100WRMS, con la membrana de papel tratado y la bobina de aluminio, y es sumamente barato. Hasta 800 Hz suena muy bién, pero a partir de ahí tiene una coloración horrible, y una falta de dinamismo muy grande. No es nada especial en un 8" de papel.

Su FS es de 38 Hz y el rango recomendado es 35-3500 Hz, pero bueno, supongo que esto estará medido solamente por el rango donde la respuesta en frecuencia no decae por debajo de algún valor, sin mirar la distorsión ni la coloración.

No parecen existir ni gráficas de respuesta en frecuencia ni mediciones de los parámetros Thielle-Small, ni nada, y tampoco he hecho mediciones precisas..

 

El Emminence es una trompeta corta de 60WRMS, con membrana fenólica usada para sonorazación profesional de salas. De ésta tampoco hay gráficas de respuesta en frecuencia, Los únicos datos que tenía eran esos, y no servían de mucho.

Su eficiendcia es de 105 dB, y la del woofer, 93 dB, los dos a 1W y a 1m.

La descompensación en increible. Esto se vió cuando los probé por primera vez.

 

EL FILTRO

Lo primero que había que hacer era atenuar los agudos. Empezé a añadir resistencias en serie y paralelo y finalmente llegué a un punto en el que mas o menos estaban equilibrados los agudos y los graves.

Utilicé los componentes del filtro de los altavoces viejos. La frecuencia de corte era unos 1600 Hz. Los filtros eran los dos de primer orden

A baja potencia no sonaba nada mal, pero a alta potencia, los medios sonaban horriblemente mal. La coloración era altísima y se creaban picos en la respuesta de frecuencia que eran realmente desagradables de oir.

Nunca me llegó a gustar cómo sonaban los V1. Repito que a bajo volumen sonaban bién, pero cuando los ponías más alto, la calidad del sonido era muy pobre, para tener 100W

 

EL PORT

Esto fue lo más duro de todo: ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ DONDE PONER EL PORT !!!!!!!!

Poner el port abajo suena diferente de ponerlo en medio o arriba, y tampoco es lo mismo ponerlo por delante o por detrás, por mucho que los teóricos cuadriculados de los altavoces ignoren el tema

Las diferencias son tan sutiles que resulta imposible llegar a decidir cómo suena mejor. Tras varias horas escuchando las mínimas e incontrolables diferencias sientes estrés auditivo y te pueden llegar a pitar los oidos aunque no hallas puesto la música alta. Esto se produce porque las células de la cóclea se estresan, literalmente, y hacen oir un pitido de alta frecuencia durante uno o dos dias. A veces, al salir de algunos bares ocurre. Conviene tener calma y reposo (auditivo) para recuperarse... no es una buena idea quedarse sordo mientras hacen unos altavoces.

Al final decidí ponerlo detrás y a 25cm del suelo.

La longitud del port la calculé sin usar fórmulas, porque no había datos, y si usaba valores de woofers estándar de 8" de papel, con la longitud que decía la fórmula retumbaba toda la habitación, era muy desagradable. Fui probando longitudes hasta que encontré una que sonaba bien, y ya está. Esto no es recomendable, es preferible usar la fórmula, (y datos precisos, y una habitación anecoica, jeje), pero el caso es que te tiene que gustar cómo suenan tus altavoces, no puedes aceptar algo que es teóricamente correcto pero no funciona.

Cuanto más abajo se pone el port, más "saturación" de graves produce. Esto se debe a que la proximidad del suelo hace que se refleje una gran parte del sonido. La onda reflejada por el suelo y la producida por el port se encuentren casi en todo momento en fases muy próximas, y esto produce que se refuerce el sonido.

Cuando el port está más alto, lo primero es que la "cantidad" de sonido reflejada en el suelo es menor, y además, los errores de fase son mayores, por lo que no se produce refuerzo.

Convienen no abusar de poner el port muy abajo, puede añadir mucha coloración. La música no debe tener coloración. Cuando un frecuencia sobresale sobre el resto, puede que en alguna canción esté bién, pero seguro que no quedará bién en todas.

Para un equipo de cine en casa esta propiedad puede ser la panacea. Conseguir que un sobwoofer de 50W cree unos graves super potentes es difícil, pero esto puede ayudar. Se puede encontrar en muchos diseños que el altavoz apunta hacia el suelo.

 

ACTULIZACIÓN A V2

La máxima potencia en los graves era un poco baja, para ser un altavoz de 100W, principalmente por que el port estaba sintonizado a una frecuencia muy alta, y el altavoz de graves llegaba a sobrepasar su Xmax muy rápido.

La coloración en medios era alta, sobre todo al aumentar la potencia. Además, la descompensación entre graves y agudos seguía siendo muy notable, a pesar de la atenuación.

Decidí poner dos woofer en paralelo. Así, el rendimiento aumentaba en 6 dB. (+3dB por el doble de superficie y +3dB por recibir el doble de corriente, en total). Que el rendimiento nominal sea 93 no quiere decir que sea exactamente 93dB en toda la curva, por lo menos si los datos no son demasiado fiables, y debería estar calculado por ordenador, no "a ojo", por lo que creo que el rendimiento no será exactamente 93, sino un poco menos.

De esta manera sonaban mejor, más compensados. La potencia en graves aumentó bastante, y ahora es dificil hacerlos sobrepasar el Xmax

nuevo agujero para el nuevo woofer

Aunque se debe cambiar el port, ya que todos los parámetros cambian, decidí no volver a pasar por la tortura en un tiempo. Finalmente lo puse por delante porque cambiaba demasiado de tenerlos cerca o lejos de la pared.

 

PENÚLTIMA ACTUALIZACIÓN DEL FILTRO DE LOS V2.

Realmente, no sonaban mal con el mismo filtro, a pesar de que las cosas cambiaban, pero yo pensaba que algo se podría mejorar.

Al dividir por 2 la impedancia, la frecuencia de corte del filtro de paso bajo de los graves también se dividía por 2, pero como es un filtro de 1er orden, no había un cambio muy brusco. Incluso ayudaba a mitigar la coloración en la zona de medios.

La trompeta seguía sin convencerme. La zona de medios tenía una alta coloración y los agudos extremos no se oían con claridad, aparte de tener menos potencia que los medios.

Decidí poner otro filtro de paso alto en paralelo con el ya existente, con menos atenuación en los agudos... y funcionó. Asombrosamente, pero funcionó. Ahora los agudos se oían con una brillantez increible.

Nuevo diseño del filtro

Los agudos y los graves ya estaban solucionados, pero no los medios. Decidí anular parte de la resonancia de la trompeta, porque creía que era la causa de la coloración. Puse tiras de un material que imita al terciopelo y se pega sólo, formando una especie de paso de cebra en la trompeta, y esta fue la solución. La coloración bajó bastante, ahora ya era posible escuchar las guitarras eléctricas y a Fredy Mercury sin morir en el intento.

Decidí cambiar el condensador de 8,2 uF por uno de 4,7uF, para alejar la frecuencia de corte un poco más de la zona de medios. Pasó de 1650 Hz a 2800 Hz. Ahora los medios ya sonaban bién. La frecuencia de corte de los graves es 640 Hz, por lo que en algunas canciones se perciben las voces un poco lejanas, pero por lo menos se ha eliminado la coloración.

 

ÚLTIMA ACTUALIZACIÓN DEL FILTRO Y CABLES

Cuando terminé este filtro, iba un poco mal de tiempo y le puese cables provisionales, es decir, los más cutres que encontré por casa. Un día decidí cambiar los cables y sustituir la mayor parte de los conectores Faxton por soldaduras. Puse dos cables de 2,5 mm2 unipolares trenzados, no por nada en especial, sólo porque había que mantenerlos unidos de alguna manera. La sorpresa fue increible.

Yo había pensado siempre que un cable es un elemento ideal, como en los libros, y me parecía que eso de los cables libres de oxígeno y demás eran una manera de sacar dinero a los audiófilos locos. Ese día vi que no era así.

Los graves subieron su potencia espectacularmente, tanto que pensé en remodelar el filtro. La claridad y definición en medios y agudos aumentó notablemente.

Nueva versión del filtro, cableada

Y una mejora tan sustancial se había conseguido sólo con 500 pts. Sólo con cables de línea eléctrica para las casas, de los que se compran en cualquier ferretería, y soldando directamente los cables a los terminales de los altavoces.

Conviene apreciar el array de resistencias de film metálico

A partir de ahí decidí rehacer el filtro de nuevo, partiendo de cero, pero con los datos que ya tenía. (que por fin eran los necesarios para diseñar un filtro)

Diseñé el filtro por ordenador, con Spice, calculé los valores para minimizar los errores de fase y obtener la respuesta más lineal posible.

El filtro quedaba muy parecido a lo que había, pero sin el segundo filtro paso alto del tweeter, el que dejaba pasar con menos atenuación los agudos extremos

Lo primero que hice fue quitar todas las resistencias bobinadas y cambiarlas por grandes combinaciones de resistencias de film metálico de 2W. Decidí usar los condensadores y bobina que había, ya que los valores eran prácticamente idénticos.

Sonaba bién, pero con los agudos atenuados. Supuse que, como muchos tweeter, el rendimiento sería mayor en las frecuecuencias medias que en las altas, y por eso decidí volver a poner el segundo filtro de paso alto en el tweeter, pero con resistencias de film metálico, y esto ya fue definitivo. Sonaban mejor de lo que habían sonado nunca. La respuesta en frecuencia era excactamente igual que antes, pero ahora tenían una claridad y una definición que nunca habían tenido.

El siguiente paso supongo que será cambiar los condensadores de poliéster por los de polipropileno.

 

żY EL FUTURO?

Nada se sabe sobre las siguientes modificaciones que tendrán estos altavoces...

Posiblemente les cambie el material absorbente y les ponga algo más consistente, porque creo que la coloración de los medios son responsabilidad de la fina capa de material absorbente. Cuando se acerca el oido al port, se oyen los chillidos en el interior causantes de la coloración, pero todavía no he tenido tiempo de comprobarlo.

También estoy estudiando la posibilidad de cambiar de posición el port, y variar su longitud.

Incluso poner una tabla encima del port, así tal vez decrezca la frecuencia de sintonía, además de contener la oscilación a altos SPL de los woofers.

Calcular la función de transferencia a estas alturas me parece un poco tardío, además iría en contra de la filosofía errónea de diseño.

 

El futuro hecho presente: Enmendar los errores.

Ahora, sabiendo lo que hay que hacer, decidí cambiar radicalmente varias cosas. no me gustaban los medios, y después de oir unos tweeter buenos, decidí que los agudos sonaban bastante mejor que la media, pero se podía mejorar.

Por eso hice la versión 2.5 de estos altavoces..