Calculo de Cajas Cerradas método de la masa agregada (Leo beranek)

[detrakx]

Buenas por aqui nuevamente.

En varias oportunidades di con varios post en lo que pedian planos para construir cajas.
Si bien se pueden obtener resultados satisfactorios, pero es algo al azar.
La mayoría de las personas se fian de los datos que nos dan los fabricantes a veces son pocos y nos faltan.
En otras ocasiones falsos de echo lo comprobé. Bajar 5 hz a una Fo, variar el QT o subirle unos dB de sensibilidad a la hoja de datos del parlante no es raro de ver en este mundo de la competencia comercial.
A pesar de ello los fabricantes poseen herramientas muy precisas y camaras anecoicas para la medicíon de los parlantes. Algo que se aleja mucho de la realidad. Lo anterior mencionado repercute directamente a la hora de diseñar una caja.

Me tomé el trabajo de explicar , y ejemplificar el calculo de las cajas cerradas. Con el metodo de leo beranek.
Uno de los padres de la acústica. Método que fue publicado en 1954. Mucho antes que se conocieran los parámetros T/s en fin Thielle & Small desarrollaron los mismos parámetros T/s en base a los planteado por beranek.

Dejo Un .Zip con un Documento Word 2003 donde figura el método completo. y una imagen con un ejemplo práctico.

SAludos

 

[Machimbre]

Gracias, muy bueno, bien resumido y muy prolijo... apuesto que también tenés los cálculos para bass reflex...

 

[detrakx]

Si lo tengo. Hay 2 métodos. Uno mas resumido y el otro un poco mas complejo.
En cuanto pueda lo armo y lo subo.

 

[Leitox]

muchisimas gracias me re sirve... Y bueno espero el del bass reflex

 

[carpio]

Hola detrakx, estuve haciendo estos cálculos para un woofer de 4" y me resultaron cualquier cosa, usando Fc = F0 el volumen me dio poco más de 1l, que me perece muy chico, revisé las cuentas una infinidad de veces, los valores de frecuencia medidos en el experimento no distan mucho de los del ejemplo, la pregunta es, ¿puede ser que no resulten para un parlante tan chico?, saludos y muchas gracias.

 

[detrakx]

Hola Carpio:
El Cálculo no varía. Se puede hacer perfectamente con un woofer de 4".
Antes que nada tene en cuenta un woofer de 4" tiene una Fc relativamente alta. En comparación a otros woofers de mayor díametro, Recuerda que la Compliancia Acustica = CAS , es la eslaticidad de la suspension x La susperficie del Cono elevada a la Cuarta.

O sea al tener una Fc alta de alguna manera el parlante es duro o mas bien su compliancia es baja.
Cuando se utilizan parlantes duros no se necesitan muchos litros para amortiguarlos con la caja.

Despues Algo que sucede en el cálculo que suele generar problemas es que hay que respetar la unidades a veces estas generan problemas. Tambien CMS, CAS y CAB, SD habría que utilizar los valores con las mayor cantidad de decimales posible para evitar un margen de error.

Si queres pasame los datos y le pego una mirada.

saludos. !

 

[carpio]

Gracias por la pronta respuesta!
Estoy seguro que las unidades y los valores están bien, revisé bien en que unidades estaban las fórmulas y usé una calculadora científica para hacer las cuentas, así que no corté ninguna cifra. Le puedo haber errado a alguna cuenta, es muy común que me pase je je
Las mediciones que tomé fueron las siguientes:
Fo=117Hz
Fo'=88,5Hz
M'=20g
el radio efectivo del cono 3,6cm
Con estos datos el volumen máx me da poco más de 1L.

 

[detrakx]

Hola Carpio:
Tus cálculos estan bien. Me dieron los mismos resultados.

VOL= 1.0745 litros @ 117hz.

Como que esta complicado meter el parlante en 1 Litro de Volumen jaja no hay problema incrementá el volumen de la caja que la Fc no se va correr. En cajas cerradas nunca la Fc es menor que la Fo del parlante.
Al incrementar el volumen de la caja en este caso. Lo único que varía es Q de la caja, mientras mas volumen le des mas suave será la pendiente de atenuacion en bajos.

Sin embargo asi a ojo como es un parlante duro, y por sus otras carácterísticas tiene toda la pinta de ser un parlante para un bass reflex. De esa manera podes compensar un poco las bajas F.
Tambien por el corte que tenes en esos 4" esta ideal para armar un sub en un futuro. Yo me inclino mas a esa opción ya que un un reflex con esos parlantes con suerte llegas a cubrir hasta los 80hz.

Bueno suerte con 4" despues comenta como fue con las cajas.

saludos.

 

[carpio]

Je je, sí en un litro no me entraba el parlante! En este momento tengo uno de esos parlantes armados en un sub, pero no me convence mucho, como no sé mucho, y no tenía como calcular la caja para el sub, hice lo habitual, busqué en el foro y armé una cualquiera ( para sub claro) dimensionada para el tamaño del parlante, pero la curva de atenuación es un asco. Por eso cuando ví planteado el cáculo de la caja cerrada decidí intentarlo.
Tendré que buscar entonces como calcular la caja para un sub, no la veo muy sencilla .

Gracias detrakx.

 

[Dr. Zoidberg]

Acá tenes una guia general para relevar los parámetros e Thiele-Small y el software recomendado para diseñar cajas cerradas, bass reflex, bandpass, etc.

https://www.forosdeelectronica.com/f32/disenar-cajas-medir-parametros-thiele-small-parlantes-16852/

Tratá de validar con esto los resultados del método que usaste.

Saludos!

 

[detrakx]

Tendré que buscar entonces como calcular la caja para un sub, no la veo muy sencilla .

Carpio Como te comentaba anteriormente es un woofer de 4" parlante chico y duro para radiar bajas F.
Si quieres bajos la caja cerrada es la menos eficiente pero la mas simple de diseñar.
Puedes realizar un bass reflex. y obtener mas bajos.
Y si te das maña con la electrónica podes armar algunos filtros para realzar bajas frecuencias.

Como dijo EZ. entra en el link te explica como obtener los parámetros T/S con esos datos podes cargarlos en WINSD y simular los tipos de Cajas.. y asi evaluar que es lo mas conveniente.

SAludos. !

 

[Alfdorf]

Saludos desde Ecuador,

Cuando se tienen varios parlantes del mismo tipo, el volumen (cubitaje) total es la sumatoria de los parciales?

Cuando se tiene varios parlantes y son de distinto tipo (bajos, medios altos), el volumen (cubitaje) total es la sumatoria de los parciales?

Si se hace un caja porteada para varios parlantes, hay que poner un puerto por cada uno, o se puede poner uno solo y como se calcula el puerto?; como se hace para parlantes de distinto tipo?

Gracias y felicidades

 

[detrakx]

Buenas. te respondo en el mismo orden

1- Si
2- No. cuando son de distinto tipo para el ejemplo que citas, seria un sistema de 3vias En este caso el woofer y el midrange tienen que estar aislados uno de otro. y cada uno con sus respectivo cubitaje. (volumen). En el caso del Tw no suele ser necesario por lo general. ( Los TW de domos, o bala ), en caso de ser un Tw de cono algun 3" o 2" es recomendable aislar. ( Varios parlantes, midrange y Tw vienen aislados de fabrica con una campana de chapa ). Tambien a tener en cuenta que las cajas se rellenan parcialmente de material absorbente teniendo mayor absorcion en medias y altas frecuencias.
3- EL port tiene calculo, hay maneras muy simples. con pequenas formulas.
El concepto es simple una caja acustica tiene un volumen . A este se le hace un orificio este mismo tendra Largo, Radio y Superficie. Y dependiendo de estos valores la caja resonara a una frecuencia dada. ( resonador de helmholtz )

http://es.wikipedia.org/wiki/Absorbente_Helmholtz

Es decir que se puede calcular el port de una caja sin tener un parlante. Pero eso no sirve de mucho ya que el port depende directamente de como responda el parlante.
El parlante es el que manda en este caso. Dependiendo de sus caracteristicas y del volumen de la caja, se tendra que sintonizar a una f en la que extienda las bajas frecuencias. De esta manera se logra un sistema mas eficiente.

- En el caso de tener 2 parlantes iguales tener en cuenta lo de la pregunta 1.
- Si se usan 2 parlantes distintos pregunta 2. al tener distintos volumenes se puden hacer distintas afinaciones. o sea 2 tubos con 2 f distintas.

Tambien se pueden hacer varias perforaciones estas corresponden a la sumatoria de sus radios. Obteniendo un radio mayor.

SAludos.

 

[gls2000]

Para agregar la masa necesaria para implementar prácticamente este método ...

Para agregar masa al cono yo utilizo imanes pequeños distribuidos en diferentes partes del cono.
Coloco un imán encima del cono y otro debajo del mismo, los mismos quedan sujetados por la fuerza magnética de los mismos.

Me resulta la forma mas sencilla y rápida de implementar este método.

 

[detrakx]

hola gls parece práctico el método, pero no sabria decirte si es certero el cálculo utilizando el magnetismo de los imanes, ahi tendrias una fuerza agregada que no es de la naturaleza propia del parlante. guarda con eso.

Lo que podrias hacer para corroborar buenos resultados es despejar CMS y luego CMS´ :
es decir CMS se obtiene, teniendo en cuenta el peso de la bobina + el cono + la carga de aire frente al cono. Por eso ( MMS+MMD )
Y CMS´ debería ser el mismo resultado teniendo en cuenta que Wo varia por el peso agregado, sería Wo´ y utilizando MMS+MMD+M´.

si CMS=CMS´el cálculo es correcto.

saludos.

 

[gls2000]

detrakx ... He probado el método comparándolo con otros métodos y no hay diferencias significativas, evidentemente el campo de los imanes que uno coloca sobre el cono no llega a afectar en nada (algo muy ínfimo).

Además hay que considerar que el campo magnético disperso es practicamente nulo... fijate...

imán ◙◙◙
cono -------↨↨↨↨---------
imán ◙◙◙

Al estar cada imán pegado uno el flujo magnético corre de uno a otro y el campo magnético hacia afuera se cancela.

Muchas Gracias!

 

[Abel2050]

Hola detraKx. estube leyendo el manual de diseño que subiste yy me gusto por ser claro, pero hay una consulta. en la formula de de CMS y CMS hay unos variables que no se aque representa es (Wo)2

le agradesco su atension.

Oh alguien que lo sepa pr favor les suplico que nos explique Gracias

 

[detrakx]

Observa la siguiente imagen, con esto se te va aclarar la duda.
Saludos

 

[Abel2050]

Gracias por su pronta respuesta, ya lo entendi, te agradesco. y digame una vez que tengo esos parametros en que programa caluclos las dimeciones de la caja? estuve al final aqui me sale en Litros ese dato donde le pongo para que me arroge las medidas?

Gracias Por COmpartir su conocimento. DetraKx

Saludos



Me olvidaba comentarle estale en mi pc el WInsd Pro.
la pregunta es me servira eso y si tienes otra programa para hallar dimenciones a partir de los litro, Fo, Wo,SD que se Obtiene en estas formulas?
y que madera me recomienda para la caja acustica ps soy primeriso en este proyecto

GRacias

 

[detrakx]

Ten en cuenta que el resultado es obtenido en m^3 (metros cubicos); 1m^3 = 1000 Litros.
Lo puedes observar en la hoja del ejemplo practico.
No hace falta ningun programa para calcular el cubitaje, es muy simple hacerlo.

Ej: Si tienes que hacer una caja de 30Litros. y quieres que sea totalmente cubica. (un cubo)
30L raiz^3 = 31,07 cm

Es decir:
Largo = 31,07cm x Ancho = 31,07cm x Profundidad= 31,07cm = 29,99 L

Ahora bien, hay una manera de optimizar las cajas cerradas, respecto a cuestiones del bafle step y/o resonancias generadas dentro de la caja.

El bafle step refiere a la respuesta de la pendiente por debajo de la fo del conjunto (caja + parlante). la manera es modificando la geomietria de la caja respetando el volumen calculado.
Por otra parte las resonancias se corrigen ubicando material absorbente (lana de vidrio, fieltro) en el interior de la caja.
Existen dimensiones tambien llamadas (golden ratios) para distribuir estas resonancias y lograr que estas sean poco abruptas, (amortiguadas).
Luego las paso ahora no las tengo a mano.

Con respecto al WinISD, te faltarian datos como Qms, Qes, Qts, los tendrias que calcular y asi ingresarlos al programa, luego con el volumen que obtuviste calculando, lo cargas en el proyecto y podrias observar la respuesta del sistema (caja + parlante).

Pasate por este link para aprender a relevar los datos T/S
https://www.forosdeelectronica.com/f32/disenar-cajas-medir-parametros-thiele-small-parlantes-16852/

Saludos.