Come realizzare un diffusore a torre in scatola di montaggio – korriban Diffusore in Kit do it yourself

Korriban; diffusore tre vie composto da altoparlanti di ottimo livello, prende forma in tutta la sua imponenza sonica e strutturale. A giudicare dalle immagini proposte, il diffusore somiglia più ad una mini tower, ciò è camuffato dallo stretto baffle frontale di soli 21cm e dalla sua altezza relativamente nella norma per un diffusore di tal tipo (120 cm) . L’aver dislocato i sub-woofer e passivo da 26cm sulla parete laterale ha, ovviamente, permesso di poter restringere il baffle frontale conferendo delle indubbie migliorie a livello progettuale e di resa sonica. Vedremo nel dettaglio dell’articolo come è stato pensato e sviluppato tale diffusore, che ha saputo regalare differenti soddisfazioni in diversi ambiti. Alla fine dei giochi è sempre la stessa storia il difficile e raggiungere la semplicità nelle sue diverse forme, a partire dal nome. I più attenti di voi avranno notato il “semplice” nome attribuito a tale diffusore: Korriban. Pianeta della nota saga di Star Wars, dalle connotazioni aggressive, guerrafondaie e desertiche. Dalla veste “grezza” e povera di contenuti cromatici, conferisce a Korriban (il diffusore), un aspetto “cattivo” e “aggressivo”, che viene allietato solamente dalla componente sonica qualora non si esageri con la manopola del volume…

Scelta degli altoparlanti del kit korriban

Tweeter Scan Speak R29-700000 kit korriban

L’R2904/700000 è un tweeter della serie revelator della casa danese Scan speak. Caratteristica inequivocabile per questo tweeter nord europeo è la presenza del ring radiator posto sulla parte anteriore della cupola. Il complesso magnetico è al neodimio. La forma di quest’ultimo è una grossa ciambella dove al centro del foro, viene inserito del materiale assorbente per smorzare le possibili risonanze. Gli accorgimenti costruttivi e tecnologici sviluppati su questo tweeter, fanno si che la distorsione armonica e la compressione dinamica siano state ottimizzate al massimo. Tweeter coriaceo e grintoso, che se non domato a dovere potrebbe dare qualche problema soprattutto sulle sibilanti. Esprime una buona risposta in frequenza anche se nell’intorno di 20-40kHz manifesta un’increspatura della risposta che si aggira intorno ai 3dB sopra la media dei 92dB, che viene meno nella risposta fuori asse a 45°.

Full range tb speaker w5-2143 kit korriban

Il TBW5-2143 è stato scelto per le sue caratteristiche meccaniche e di composizione materica della membrana, al fine di garantire la risposta alla medie frequenze il più possibile naturale. I materiali che compongono la membrana sono: fibra di carta e di bamboo. L’altoparlante presenta un’ottima realizzazione costruttiva in termini di materiali e tolleranze meccaniche. Il cestello è di buono spessore, in alluminio pressofuso, con un dimensionamento delle razze abbastanza oculato. La sospensione è realizzata in santoprene. Quest’ultimo è un composto termoplastico che viene lavorato allo stesso della normale plastica. La differenza sta nel grado di flessibilità e durata nettamente a favore del santoprene rispetto alla normale plastica. I prametri di Thiele&Small dichiarati differiscono da quelli misurati di un certo quantitativo. Guardando la tabella a fianco, si nota come i parametri di cedevolezza e massa siano leggermente differenti dal datasheet del produttore, ovviamente tali differenze si andranno a ripercuotere sui relativi fattori di merito che devono essere presi in considerazione all’atto della simulazione del caricamento del trasduttore in cassa.

Scan Speak 26W-4558T00 Sub-woofer

Lo Scan Speak 26w/4558t00 è un sub woofer della serie Discovery, dalle buone caratteristiche meccanico/elettriche e da una generosa escursione (+/- 12,5mm). Dando un’occhiata più da vicino si può notare il grosso complesso magnetico formato da due magneti in ferrite da 147mm di diametro e 18 mm di spessore. La composizione del complesso magnetico è tipicamente denominata a sandwich, ovvero: i die magneti sono stati disposti in modo da formare un tutt’uno con le piastra polare anteriore e posteriore che vanno a cortocircuitare il campo magnetico. Strutturalmente, il grosso sub wooofer presenta un cestello in alluminio pressofuso con delle razze abbastanza spesse e larghe, tanto quanto basta per garantire buona rigidità all’intera struttura. Per una buona areazione della bobina mobile, da 51* 33 mm sviluppata su quattro strati, sono state previste otto “aperture” (del cestello) da 35*20 mm subito sotto lo spider, garantendo un buon ricircolo d’aria su tutto il complesso. Il cono dell’altoparlante è formato da alluminio anodizzato, garantendo buona tenuta e indeformabilità, il parapolvere è composto da fibra di vetro e carta. Per ultimo la sospensione in gomma NBR (La gomma nitrile, conosciuta anche come Buna-N, Perbunan o semplicemente NBR, è una gomma sintetica, un copolimero di acrilonitrile (ACN) e butadiene.) e lo spider in NOMEX danno vita a questo 26 cm tutto muscoli e carattere.

Disegni cad kit korriban

La proporzione del mobile (Figura 4) è stata curata al fine di ottimizzare il fenomeno delle onde stazionarie che si innescano all’interno del cabinet. Il sub-woofer è alloggiato in un volume netto di circa 40l senza considerare il fonoassorbente (Figura 5). Lo spessore consigliato per la struttura di un tal tipo di diffusori è di minimo 3 cm ad un massimo di 5 cm. Il legno utilizzato è il multistrato di betulla marino ma può essere anche adoperato il classico MDF a patto che si rispettino gli spessori ottimali.

Il diffusore, sviluppato per la maggiore in altezza (120cm), possiede un baffle frontale stretto e longilineo e la predisposizione agli angoli arrotondati. Tali accorgimenti sono da considerare in chiave, diminuzione del fenomeno fisico chiamato diffrazione. La diffrazione avviene ogni volta che l’onda acustica interessata incontra sul suo cammino una brusca variazione dell’impedenza di radiazione a causa di un ostacolo. Tale ostacolo deve avere dimensioni tali da poter essere “visto” dall’onda acustica. Riducendo la dimensione orizzontale del pannello frontale si riduce la differenza fra i tempi di arrivo dei segnali diretti e di quelli diffratti ai bordi, ottenendo una diminuzione della percezione di tale fenomeno.

Altro accorgimento predisposto sul disegno del cabinet, sono le due fresature ai lati degli altoparlanti. Dimensionando la larghezza di questi “canali” è possibile diminuire l’effetto della diffrazione localizzato alla frequenza paragonabile alla lunghezza d’onda pari alla larghezza del canale stesso. Ad ogni fresatura una parte dell’energia dell’onda principale viene diffratta in tutte le direzioni sottraendosi di fatto a quella dell’onda che prosegue il suo cammino lungo il pannello verso lo spigolo più lontano, ottenendo di fatto un’attenuazione dell’intensità dei segnali diffratti dagli spigoli più lontani.

Il materiale fonoassorbente adoperato (Figura 6) è un mix di densità e spessori che oltre ad aumentare il volume netto va ad assorbire e sottrarre energia alle risonanze interne che si vanno a creare, facilmente calcolabili grazie all’ausilio delle formule dell’acustica ambientale per i modi assiali. Da notare l’impiego di materiale assorbente ad alta densità nella camera del sub- woofer con uno spessore complessivo di circa 12 cm. Chiaramente tale spessore non è comparabile alle lunghezze d’onda in gioco, ma è comunque di buona efficacia al fine di smorzare le risonanze interne che si innescano. Il condotto adoperato è il PTD68L220 (6.8 cm*22 cm) che per ovvie ragioni deve essere leggermente rimaneggiato portando la lunghezza di quest’ultimo a 18.5cm. Si consiglia di verificare le dimensioni dal datasheet del fornitore. I binding post disegnati sono puramente indicativi, si consiglia par tale applicazione i BP08. Anche in questo caso verificare le dimensioni dell’apposito datasheet. Al fine di ottimizzare il processo di taglio si consiglia di verificare le dimensioni dei fori dai rispettivi datasheet degli altoparlanti: SS 26W/4558T00 e SS 26W/0-00-00.

Caricamento acustico

I circa 40 litri a disposizione per il poderoso Sub-woofer da 10″ permettono di ottenere una risposta alle basse frequenze come visibile in Figura 1. E’ possibile notare dalla simulazione effettuata, (i parametri caricati sul simulatore sono i parametri misurati) l’andamento dual slope che inizia la propria discesa da 100Hz in giù, fino a circa 50Hz per poi cambiare pendenza da 50 a 25Hz. Il primo tratto, partendo da 100Hz fino a 50Hz, ha un decadimento costante di 1.25 dB/oct, per poi incrementare il proprio decadimento di 3.5dB che sommandosi ai precedenti 1.25 si andrà ad ottenere un totale di 4.75dB/oct (25-50Hz). Per ultimo, l’andamento alle basse frequenze, andrà ad estinguersi per la quasi totalità nel range di frequenze da 10 a 25Hz con decadimento di circa 23.78dB/oct. Da questa disanima si può osservare dunque, che la prima ottava (50-100Hz) presa in considerazione, presenta un decadimento al diminuire della frequenza decisamente blando. Il range di frequenze 10-25Hz decade 5 volte più velocemente del primo. Ovviamente tale andamento è stato volutamente ottenuto tramite la scelta di una frequenza di accordo del sistema molto bassa. In tal modo è possibile ottenere un’ottima estensione a discapito di una curva lineare e ben tondeggiante alle basse frequenze.

La risposta a bassa frequenza, tipica di un accordo effettuato tramite passivo, manifesta una estensione e uno smorzamento di buona fattura. Al netto del fonoassorbente, il volume utile è di 36,4l che viene immediatamente “convertito” in circa 40l dopo l’inserimento di fonoassorbente a media e alta densità all’interno del volume. Con quest’ultimo, ci si può spingere ad un volume netto di circa 40l, mantenendo invariati i parametri del passivo. Oltre tale litraggio il simulatore ci avverte, in maniere inequivocabile della non congruenza dei parametri del passivo e del volume e frequenza di accordo scelti per il progetto in esame. Il messaggio di warning si traduce in un chiaro avviso nel diminuire la massa del passivo di circa 5g. Ovviamente tale accortezza non può essere effettuato poiché si è già provveduto ad alleggerire il più possibile il trasduttore in oggetto.

La Figura 2 mostra la simulazione di caricamento del w5-2143. In circa 16l con una fb di 50Hz si ottiene una riposta in basso con un ginocchio leggermente pronunciato ed un accenno di doppia pendenza come per il sub-woofer. Si è preferito un accordo abbastanza “alto” considerando l’aggiunta della terza via che va a rinforzare le basse frequenze.

Crossover

Il Filtro adoperato per tal tipo di diffusore, cuore pulsante della realizzazione, manifesta un’apparente complessità circuitale immediatamente risolta grazie allo schema di montaggio messo a disposizione. Un paio di note realizzative ed una buona dose di pazienza coadiuvata da tanta passione porterà l’autocostruttore anche meno esperto alla completa realizzazione.

Il Filtro adoperato per tal tipo di diffusore, cuore pulsante della realizzazione, manifesta un’apparente complessità circuitale immediatamente risolta grazie allo schema di montaggio messo a disposizione. Un paio di note realizzative ed una buona dose di pazienza coadiuvata da tanta passione porterà l’autocostruttore anche meno esperto alla completa realizzazione. Il passa basso elettrico (Figura B e C) formato da un quarto ordine con bobina in ferrite dischi di nutrita sezione del filo (1,2 mm o 1,4 mm come diametro) permette di ottenere una Rs di soli 0,2 Ohm, preservando di fatto lo smorzamento elettrico. La seconda bobina adoperata, questa volta su nucleo di ferrite, presenta anch’essa un diametro del filo di 1,2 mm garantendo basse perdite resistive. Quest’ultima viene posta sul ramo di ritorno del segnale (Figura A), ottenendo di fatto un aumento della definizione e del dettaglio. Per ultimo, ma non per importanza, il resistore da 4,7 Ohm 20W ceramico che collega il condensatore da 22uF a massa, la cui funzione è quella di variare la caduta del passa basso in relazione al valore di resistenza.

Il passa banda realizzato (Figura E e F) è di facile interpretazione se si focalizza l’attenzione sul primo ramo a sinistra dello schema di principio. Si nota immediatamente che per il filtro passa alto siamo in presenza di un secondo ordine elettrico formato da condensatore e bobina mentre per il passa basso, il compito di filtraggio è affidato ad una sola bobina da 1,5 mH in aria. Segue una cella di equalizzazione serie in parallelo al segnale e un attenuatore variabile formato da un partitore resistivo con resistori MOX da 10W intercambiabili fra di essi grazie alla possibilità di collegare il cavo da B in A e viceversa.

Per ultimo il filtro passa alto (Figura G) per il tweeter è fondamentalmente composto da tre sezioni: la prima, formata da un passa alto del terzo ordine elettrico che possiamo definire “canonico”. La seconda sezione, a cui diamo l’appellativo di “equalizzazione”, formata dalla bobinetta da 0,05mH il cui compito è quello di equalizzare la risposta del tweeter in una gamma di frequenze fra 6kHz e 15kHz e la cella serie in parallelo al segnale sintonizzata circa alla frequenza di risonanza del tweeter al fine di agevolare il compito della prima sezione del filtro. Per ultimo la sezione di “attenuazione variabile”, il cui compito sembra essere molto semplice ma in realtà cela diversi importanti migliorie in termini di allineamento di fase.

Caratteristiche rilevate

La sessione di misura si suddivide in due filoni: dominio della frequenza e dominio del tempo. Come ci ha insegnato il buon Fourier, in un attimo (avvalendoci, ormai di potenza di calcolo praticamente illimitata) possiamo visualizzare i due andamenti con “semplici” calcoli supportati dal nostro fidato PC.

La prima delle misure effettuate è l’impedenza in modulo e argomento (figura 1). Si notano immediatamente due cose: la fb del sistema di 21 Hz e la massima condizione di carico che vale: 1,92 Ohm @ 66Hz. La condizione di massimo carico si estende per un range di frequenze che va da circa 50 Hz a 150 Hz, fluttuando nell’intorno di 2.2 Ohm per poi passare a valori decisamente più alti. Tale range di funzionamento a basso modulo è da imputare al subwoofer adoperato che proprio in quella porzione di frequenze presenta, di sua natura, un modulo di circa 3,5 Ohm. Non ci sono problematiche di sorta al fine di pilotare un tal tipo di diffusore qualora ci si affidi ad un finale a stato solido dal carattere coriaceo che digerirà in scioltezza tal tipo di carico.

La risposta in frequenza (figura 2) manifesta un livello medio di 87dB, con una buona linearità su tutto il range di frequenza. Peculiarità di tale diffusore è il posizionamento laterale del subwoofer che comporta un fuori asse di 90° se assumiamo come riferimento il tweeter. Tale considerazione fatta, può essere notata dal grafico (figura 3) che rappresenta la ripresa fuori asse del diffusore, dove sono presenti tre misure ad angoli differenti, rispettivamente 0°, 30° e 45°.

Si può notare come la risposta a 45° in gamma bassa vari di livello al variare dell’angolo, manifestando un gap di circa 2 dB rispetto la risposta in asse al tweeter. Tale variazione ci aiuterà e non poco in sede di ascolto, quando il diffusore verrà posizionato in ambiente poiché una corretta inclinazione orizzontale ed una corretta “aria” a distanziare le pareti, permetteranno una facilità di istallazione non di secondo ordine, garantendo un ottimo risultato sulla scena riprodotta.

Infine, la distorsione armonica (figura 4), rilevata con un livello medio di pressione di 90 dB, mette in luce una seconda armonica di discreta entità con due picchi localizzati a 570 Hz e 6 kHz. In media il livello della seconda armonica è di -50dB a parte i due picchi che si innalzano per poi andare a decrescere dolcemente. L’entità delle armoniche dispari è di poco conto poiché entrambe le armoniche fanno un leggero capolino nel grafico per poi decrescere molto velocemente da -40 dB a -70 dB, fornendo un ottimo risultato sia alla misura che all’ascolto. Indubbio il merito di tale performance strumentale, da imputare in buona parte alla qualità indiscussa degli altoparlanti adoperati.

Chiudiamo l’ottetto di misure con due ultimi grafici raffiguranti la step response (figura 6) e la waterfall (figura 7). La prima offre un saggio dell’allineamento o disallineamento elettrico dei trasduttori montati. Il primo picco del tweeter manifesta una inversione di fase elettrica seguito dal secondo picco del full-range anch’esso invertito di fase. A 6.2ms circa si nota una leggera increspatura del decadimento temporale che ha tutta l’aria di essere il picco del sub-woofer, visibilmente attenuato e ritardato rispetto ai picchi della gamma medio alta. Non dimentichiamo la collocazione spaziale di quest’ultimo che consta di un fuori asse di 90° rispetto il riferimento di misura.

La waterfall presenta un decadimento da primato, la cura per ottimizzare le risonanze interne al diffusore ha dato ottimi frutti in termini di risonanze e strascichi di energie. Va rinnovato il merito alla bontà e qualità costruttiva di questi altoparlanti che hanno permesso tale risultato sfoggiando in poco meno di 3ms un decadimento da primato.

Il grafico dell’ETC (figura 5) a conferma di quanto detto fino adesso, presenta un ottimo connubio fra il picco del tweeter e quello del fullrange manifestando un’ottima coerenza. Il rapido decadimento in meno di 1ms, non viene più interrotto per tutta la durata della finestratura prima, ovviamente, dell’insorgere dell’apporto energetico dell’ambiente che nel grafico per ovvie ragioni non viene raffigurato. Una performance, anche nel dominio del tempo, da ottimo diffusore che sa far valere le sue caratteristiche di velocità e pulizia del suono.

Conclusioni

Un diffusore che non bada a sottigliezze e artefatti di circostanza. Elegante nelle proporzioni, un pò meno nella finitura, ma ciò è un fattore di secondaria importanza poiché può essere terminato in innumerevoli modi differenti e di proprio gusto. Per chi necessita di una soluzione non invasiva in ambienti medio/grande, con una discreta quantità di spazio dalla parete di fondo (almeno 50cm), a chi occorre un diffusore imponente e tellurico, Korriban è pronto a mettere in opera queste ed altre caratteristiche di sicuro interesse anche per l’utente più esigente. Ovviamente non sono tutte rose e fiori, la collocazione dei sub e del condotto sulla parete laterale e posteriore rispettivamente, complica il posizionamento in ambiente. Bisognerà tenere a debito conto dello spazio da dedicare a tale diffusore in modo da prevedere il mezzo metro (in realtà si può arrivare anche a 40-35cm dalla parete di fondo con una buona resa) dalla parete di fondo e circa 40 cm per lato. Avvicinando troppo alla parete di fondo ed alle pareti laterali si avrà, oltre ad un rigonfiamento della gamma bassa, una sensazione di appiattimento del suono e una diminuzione del soundstage verticale e orizzontale che in una sola parola si traduce in una diminuzione della scena riprodotta.