Olá, bom dia!
Venho aqui compartilhar um projeto que executei há alguns meses atrás, mas que ainda não havia divulgado.
Eu projetei e construí um subwoofer praticamente do zero, com exceção da manufatura do cone e das aranhas, utilizando ímãs de neodímio-ferro-boro (NdFeB), que compõem o conjunto magnético torneado em aço de baixo carbono.
Após a construção do subwoofer, fiz o fitting da curva de impedância utilizando o REW, e com isso consegui extrair os parâmetros de Thielle-Small, que por sua vez foram utilizados para o projeto de uma caixa Band Pass de sexta ordem com sintonia paralela.
Para compor o sistema 5.1, utilizei 5 pares de falantes full-range de 6” da NAR e 3 tweeters da Aiyma, compondo 3 caixas para o palco (esquerda, direita e central) e 2 surround, com crossovers passivos projetados no BassBox para atender os cortes de frequência requeridos. Os detalhes do projeto dessas caixas ficará para um artigo futuro.
Por ora, colocarei apenas uma descrição do projeto do subwoofer.
PROJETO DO SUBWOOFER
Primeiramente foram deduzidas as expressões matemáticas que calculam a densidade de fluxo magnético (erroneamente chamado de campo magnético ‘’B’’) no entreferro (gap) em um meio linear. Com as expressões em mãos, fiz uma rotina de otimização no Mathcad (software matemático) que tem como função objetivo a maximização de uma expressão composta pelo produto do rendimento de referência e o erro relativo à resistência DC desejada na bobina.
Como o projeto do circuito magnético com as deduções matemáticas à mostra merece um artigo separado, não irei me aprofundar aqui, mas basicamente a rotina de otimização me dá como resposta o diâmetro da bobina, qual fio utilizar (AWG), quantas espiras, quantas camadas, altura do entreferro, etc.
Um dos parâmetros de entrada da rotina de otimização é o Xmax do alto-falante, parâmetro que geralmente é deixado de lado, mas que é de suma importância para a reprodução de frequências baixas.
Com o Xmax definido no cabeçalho da rotina como 25mm em uma direção, e tendo o resultado da otimização em mãos, o subwoofer foi mecanicamente projetado utilizando o Fusion (software de modelagem mecânica, estilo Solid Works).
Depois de projetado no Fusion, as peças de aço que formam o conjunto magnético foram feitas no torno, e após ficarem prontas, foram zincadas para evitar oxidação.
Para fazer a bobina, primeiro fiz uma bobinadeira – também impressa em 3D – com um cubo rolamentado de bicicleta. Depois de enrolada a bobina em Kapton e confeccionada com resina epóxi de alta temperatura, foi só deixar secar por alguns dias.
Com o conjunto magnético montado, é hora de imprimir a carcaça. A carcaça foi impressa em uma impressora Creality Ender 3 MAX, que é capaz de imprimir peças de 30x30x40 cm.
Depois de montado o subwoofer com dupla aranha (as maiores que encontrei pra comprar, com 26 cm de diâmetro externo, foram feitos os primeiros testes.
Com o subwoofer pré-validado, eu utilizei um circuito simples ligado à saída de áudio e à entrada LINE IN da placa de som do computador juntamente com o REW (software de análise geral de áudio e afins) para extrair os parâmetros de Thielle-small do subwoofer.
Com os parâmetros em mãos, utilizei o BassBox para projetar uma Band Pass de sexta ordem com sintonia paralela, com banda passante de aproximadamente 20Hz à 100Hz.
Com o projeto da caixa em mãos, eu imprimi os dutos customizados e as molduras das janelas de acrílico.
Como o projeto feito corretamente, envolvendo análise do sistema físico e modelagem matemática criteriosa, é bem complicado e envolve conhecimentos que geralmente não são dominadas por quem não tem uma formação na área, vou deixar de lado aqui e focar apenas nos resultados nesse post, mas caso haja interesse de bastante gente, eu posso pensar em formalizar em forma de artigo as partes complicadas.
As fotos do projeto do subwoofer estão anexadas aqui.
Peço que, se gostarem, me sigam no Instagram, pois lá tem bem mais fotos de toda a construção do sistema, além de outros projetos: https://www.instagram.com/insanity_bass/
Qualquer dúvida, podem perguntar que assim que possível eu respondo.
Até mais!
Venho aqui compartilhar um projeto que executei há alguns meses atrás, mas que ainda não havia divulgado.
Eu projetei e construí um subwoofer praticamente do zero, com exceção da manufatura do cone e das aranhas, utilizando ímãs de neodímio-ferro-boro (NdFeB), que compõem o conjunto magnético torneado em aço de baixo carbono.
Após a construção do subwoofer, fiz o fitting da curva de impedância utilizando o REW, e com isso consegui extrair os parâmetros de Thielle-Small, que por sua vez foram utilizados para o projeto de uma caixa Band Pass de sexta ordem com sintonia paralela.
Para compor o sistema 5.1, utilizei 5 pares de falantes full-range de 6” da NAR e 3 tweeters da Aiyma, compondo 3 caixas para o palco (esquerda, direita e central) e 2 surround, com crossovers passivos projetados no BassBox para atender os cortes de frequência requeridos. Os detalhes do projeto dessas caixas ficará para um artigo futuro.
Por ora, colocarei apenas uma descrição do projeto do subwoofer.
PROJETO DO SUBWOOFER
Primeiramente foram deduzidas as expressões matemáticas que calculam a densidade de fluxo magnético (erroneamente chamado de campo magnético ‘’B’’) no entreferro (gap) em um meio linear. Com as expressões em mãos, fiz uma rotina de otimização no Mathcad (software matemático) que tem como função objetivo a maximização de uma expressão composta pelo produto do rendimento de referência e o erro relativo à resistência DC desejada na bobina.
Como o projeto do circuito magnético com as deduções matemáticas à mostra merece um artigo separado, não irei me aprofundar aqui, mas basicamente a rotina de otimização me dá como resposta o diâmetro da bobina, qual fio utilizar (AWG), quantas espiras, quantas camadas, altura do entreferro, etc.
Um dos parâmetros de entrada da rotina de otimização é o Xmax do alto-falante, parâmetro que geralmente é deixado de lado, mas que é de suma importância para a reprodução de frequências baixas.
Com o Xmax definido no cabeçalho da rotina como 25mm em uma direção, e tendo o resultado da otimização em mãos, o subwoofer foi mecanicamente projetado utilizando o Fusion (software de modelagem mecânica, estilo Solid Works).
Depois de projetado no Fusion, as peças de aço que formam o conjunto magnético foram feitas no torno, e após ficarem prontas, foram zincadas para evitar oxidação.
Para fazer a bobina, primeiro fiz uma bobinadeira – também impressa em 3D – com um cubo rolamentado de bicicleta. Depois de enrolada a bobina em Kapton e confeccionada com resina epóxi de alta temperatura, foi só deixar secar por alguns dias.
Com o conjunto magnético montado, é hora de imprimir a carcaça. A carcaça foi impressa em uma impressora Creality Ender 3 MAX, que é capaz de imprimir peças de 30x30x40 cm.
Depois de montado o subwoofer com dupla aranha (as maiores que encontrei pra comprar, com 26 cm de diâmetro externo, foram feitos os primeiros testes.
Com o subwoofer pré-validado, eu utilizei um circuito simples ligado à saída de áudio e à entrada LINE IN da placa de som do computador juntamente com o REW (software de análise geral de áudio e afins) para extrair os parâmetros de Thielle-small do subwoofer.
Com os parâmetros em mãos, utilizei o BassBox para projetar uma Band Pass de sexta ordem com sintonia paralela, com banda passante de aproximadamente 20Hz à 100Hz.
Com o projeto da caixa em mãos, eu imprimi os dutos customizados e as molduras das janelas de acrílico.
Como o projeto feito corretamente, envolvendo análise do sistema físico e modelagem matemática criteriosa, é bem complicado e envolve conhecimentos que geralmente não são dominadas por quem não tem uma formação na área, vou deixar de lado aqui e focar apenas nos resultados nesse post, mas caso haja interesse de bastante gente, eu posso pensar em formalizar em forma de artigo as partes complicadas.
As fotos do projeto do subwoofer estão anexadas aqui.
Peço que, se gostarem, me sigam no Instagram, pois lá tem bem mais fotos de toda a construção do sistema, além de outros projetos: https://www.instagram.com/insanity_bass/
Qualquer dúvida, podem perguntar que assim que possível eu respondo.
Até mais!
