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Proyecto: Monitor 8+1

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Mensaje  warriord Jue 30 Abr 2020 - 19:34

Hola a todos,

Espero que estéis bien, en esta situación tan fuera de lo común. Llevo mucho tiempo siendo parte del foro, en compraventa y leyéndolo prácticamente todos los días. Aunque no publico mucho, me he permitido contaros sobre este proyecto que estoy llevando a cabo para poder sobrellevar esta pandemia. Disculpar si escribo alguna barbaridad pero no soy un experto, solo un aficionado, estadístico de profesión. Lo mismo para los errores de forma y fondo. Escribo este post por si os sirve de algo. Os cuento.

El proyecto DIY es un monitor de dos vías, con un "woofer" de ocho pulgadas y un tweeter de una pulgada en recinto cerrado de 21 litros útiles más o menos.  Siempre me ha fascinado el aspecto un poco "pro" de los monitores con esta configuración.  El sonido es especial también, buenos bajos,  pero peca de "beaming" (radiante según el traductor Shocked ). El woofer de 8 pulgadas pierde db fuera de eje desde los 1000 Hz y cuando llega a los 2000 hz, hasta 10 db, como en algunos carísimos Scan Speak. Según cálculos de Troels Gravesen, el evangelista de del DIY, debería ubicarse el filtro divisor de frecuencias por debajo de los 2000 hz.

La elección de los transductores. El tweeter tiene que poder bajar mucho y debe ser de calidad. EL elegido es el contrastado Scan Speak D2905/990000 "revelador."  Puede bajar hasta los 1700 hz o  un poco más en el filtro de cruce. No es barato, alrededor 200 euros cada uno. La alternativa el SCAN SPEAK D2904/710003  me gustaba un poco más, pero la recomendación de otros colegas de afición fue ir a por el revelador tradicional; menos chillón,  se acopla mejor al woofer,  etc.  El woofer es el también contrastado  SEAS CA22RNX (Fs: 29 Hz,  VAS: 97, QTS: 0.41).  Hay mejores, sin duda, pero va muy bien en recinto cerrado, tiene muchísima calidad  y de precio contenido, alrededor de 100 euros por unidad. En total el proyecto cuesta en transductores 600 euros.

La primera iteración del filtro divisor de frecuencias.  El filtro es lo que los entendidos llaman un LR2 (filtro de segundo orden) con frecuencia de corte 1850 Hz, un poco alto, para un 8 + 1.  El filtro del tweeter es muy simple. Un condensador de 4,7 uF en serie y un inductor de 0,27 uH en paralelo. Para ecualizar la sensibilidad del tweeter con el woofer se necesita una resistencia de 2.7 Ohm. El filtro de baja frecuencia es un poco más complejo. Es básicamente una adaptación del filtro para esta sección de un Arcadia de Sonics, que también usa el SEAS CA22RNX.  Comprende, un inductor grande de 2.7 mH en serie y un condensador de 15 uH en paralelo. Que implica una pendiente decreciente de 12 db desde los 400 Hz. Adicionalmente un filtro "Notch" que reduce 10 db en un rango  entre 1750 hasta 3000 Hz, para tratar un pico a los 2500 Hz. Es decir un condensador, inductor y resistencia en serie con el woofer, de 6,8 uF; 0,27uH y 10 ohm. También incluye un filtro zobel para aplanar un poco la impedancia alrededor del filtro de cruce.  

Una imagen vale más que mil palabras. El filtro tendría esta pinta:

Proyecto: Monitor 8+1 Ss990010


La simulación de la SPL y la Impediancia resultantes son estas:

Proyecto: Monitor 8+1 Ss990011
Proyecto: Monitor 8+1 Ss990012


La imagen es prometedora. Una respuesta prácticamente plana a partir de los 80Hz. Solamente un pequeño valle (dip)  de -3db alrededor de los 2000 Hz en la zone de cruce; el famoso BBC dip. La sensibilidad es de 85db más o menos, con una Fs -3db de 57 Hz. Un poco después de la primera octava. He decidido que sea un recinto cerrado a pesar de eso. Claro que con un puerto "bass reflex" puedes bajar hasta los 35 Hz probablemente, pero la respuesta del cono no es inmediata y vuelve a su posición original de forma amortiguada y le toma mas tiempo, además del tema de la fase. Vamos ensucia un poco, los bajos. Explico fatal el tema y lo entiendo peor, pero si queréis hay unos videos en youtube de Paul de PSAudio que lo explica fenomenal. Además, el recinto cerrado es menos exigente con la acústica de la sala. Los monitores pueden ir un poco pegados a la pared trasera,  y aunque no es lo óptimo, no penaliza tanto como un puerto reflex trasero.  Depende de la música que te guste, y yo puedo vivir sin escuchar a Maluma la verdad.

Finalmente, os muestro la SPL con la polaridad del tweeter invertida, para comprobar que que ambos transductores están en fase:

Proyecto: Monitor 8+1 Ss990013

que muestra una caída de mas de 40 db Very Happy

En una segunda entrega os cuento más detalles del filtro y su ensamblaje.

PS. Los gráficos y las simulaciones son VituixCad
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Mensaje  casito Jue 30 Abr 2020 - 20:40

estan hechas?, o es simple proyecto en el ordenata
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Mensaje  warriord Jue 30 Abr 2020 - 22:35

casito escribió:estan hechas?, o es simple proyecto en el ordenata

Esta primera iteración esta lista y la estoy probando desde hace dos semanas Very Happy Os sigo contando.
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Mensaje  warriord Vie 1 Mayo 2020 - 13:03

Filtro divisor de Frecuencias.  La lista de los componentes a continuación, extraída de Vituix, perdonar que esta en ingles y la numeración no es continua, pero no sabia como cambiarla:

Inductors L DCR        Wire
L1 2,7 mH 0,33 Ω 2,0 mm
L3 270 μH 0,064 Ω 2,0 mm
L4 270 μH 0,35 Ω 0.85 mm
Capacitors C ESR
C1 15 μF 10 mΩ
C3 4,7 μF 8,2 mΩ
C4 2,2 μF 10 mΩ
C5 6,8 μF 10 mΩ
Resistors R Pmax
R3 6,8 Ω 5 W
R4 10 Ω        5 W
R7 2,7 Ω 5 W

La selección de los componentes del filtro es complicado porque hay un sin fin de posibilidades y  presupuestos.  Como necesito pocos componentes me decidí por Mundorf para la mayoría de los componentes. Los condensadores son de núcleo de aire con hilo de cobre de 2 mm. Las bobinas de papel de cobre se ven bien pero son demasiado caras y los beneficios no están claros para mi.  La bobina de 2,7 mH con una resistencia de 0,33 ohm., puede resultar cara (alrededor de 55 euros cada uno), pero  es impresionante 10x9x7 cm:

Proyecto: Monitor 8+1 20200310

El condensador del filtro del tweeter un Mundorf Supreme de 4,7UF precedido de una resistencia Mundorf Supreme de 2,7 ohm.  para reducir la sensibilidad del tweeter unos 3db. La calidad de construcción de ambos componentes es impresionante, pero son un poco caros.  Los condensadores del filtro del woofer son Mundorf EVO OIL con resistencias Mundorf MOX de precios mas contenidos. Estuve tentado a comprar todo Supreme para el filtro del woofer pero el precio se dispara de manera absurda. Voy a probar estos componentes primero hasta tener una configuración definitiva, y luego si me animo pruebo todo supreme Cool.  Todos los condensadores incluyen un  condensador bypass Vishay Roederstein MKP1837 de 0,01 uF. Los comentarios de esta configuración son todos positivos, y aunque no entiendo la ciencia de añadir un condensador bypass, el costo es menos de un euro por cada uno.

Todo esta montado en una placa PCB de Intertechnik, que tiene prácticamente la misma configuración. La misma para el filtro del woofer,  y  con una sección adicional LPAD para el filtro de los agudos. Es algo que quiero probar par disminuir la sensibilidad del tweeter un poco más y con una pendiente negativa al final.  Soldar con estaño no es complicado y mi soldadora es bastante de andar por casa. Utilizo el estaño que recomienda Troels Gravesen.

Algunas fotos del proceso:

Proyecto: Monitor 8+1 20200312

Proyecto: Monitor 8+1 20200313

Proyecto: Monitor 8+1 20200311

Que estéis bien!
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Mensaje  warriord Sáb 2 Mayo 2020 - 17:08

Recintos. Los recintos son reciclados de unas infinity reference 20 que estaban tiradas en la esquina de mi casa, en un punto limpio. El tema de la ebanistería es lo mas complicado viviendo en el centro de Madrid. A posteriori me gustaría mejorar esta parte, pero los resultados obtenidos con estos recintos reciclados resultaron mejor de lo esperado.

Estaban bastante bien estéticamente, pero los transductores de graves estaban casi desintegrados. Como  estos originalmente montan un 8 pulgadas de graves no hay que hacer ninguna adaptación para colocar el CA22RNX. EL tweeter si que es más pequeño que el revelator. Con un Router y una fresa  hay que ensanchar  un poco el orificio, que originalmente era de 7 cm de diámetro, hasta los 10 cm necesarios. Nada complicado.  El aislamiento interior si que es diferente al original. Interiormente están forradas de "Silent Coat" que es un material mezcla de aluminio y una resina especial para evitar vibraciones.  Funciona bien, pero a posteriori hubiera elegido placas bituminosas STP. Todos esto se puede comprar en una tienda de Car Audio. Adicionalmente, tienen una espuma Gladen Aero, que se usa para aislar puertas en car audio. Este proceso me tomo un día de confinamiento sweatdrop  Pude probar los monitores antes y después de mejorar el aislamiento acústico es como la noche y el día.  La mejoría es brutal en medios graves y agudos.

El resultado final:

Proyecto: Monitor 8+1 20200412

Proyecto: Monitor 8+1 20200411

Proyecto: Monitor 8+1 20200410

Tienen una inclinación de 7 grados, más o menos,  para mejorar la alineación del tiempo de los transductores, "time align." Los soportes son provisionales para realizar pruebas y me permiten añadir inclinación o quitarla.
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Mensaje  warriord Sáb 2 Mayo 2020 - 20:26

Finalmente como suenan.  Las pruebas de escucha las estoy realizando con mi equipo habitual, un Naim Nait 5i con Naim cd5i. Adicionalmente tengo un DAC topping D30 que conectado con un ordenador con Tidal y Qobuzz. Mis anteriores altavoces son los Rega RS3 que sirven de regla de medida.

Los monitores 8 + 1 suenan brutal. Están a años luz de mis queridas columnas rega. La prueba empieza con Noise in the attic y Lover the Art Blakey.  Los platillos suenan mucho más claros y me impresiona el bajo. Es mucho más claro y esta muy definido. Las RS3 bajan hasta 47Hs teóricos con un bass reflex delantero, pero en los nuevos monitores el bajo es mas definido mas contundente, por tratar de explicarlo. En frecuencias altas las diferencias son abismales, pero el 99000 revelator es bien considerado no por nada.  Cambio de tercio con Nothing but the beat de David Guetta y aquí si que se nota la calidad del tweeter, alucino.  Con Dire Straits Brothers in Arms más de lo mismo. Con Love over Gold, las voces están un poco bajas, y no estoy tan impresionado lo que me lleva a dudar sobre el BBC dip, justo alrededor de los 2000 Hz.  El tema del recinto cerrado me convence aun más, no baja tanto pero es muy definido. Wide Open de chemical brothers suena como nunca lo había escuchado. Me pregunto porque no he hecho esto antes.

No tengo un equipo de medición apropiado. Tengo un micrófono que no esta calibrado y Room eq. En teoría, hasta los 5000 Hz debería poder realizar mediciones bastante precisas. La mediciones son a 50 cm en el medio, y  pegados a ambos transductores. Los primeros resultados muestran que las simulaciones son bastante cercanas a lo que puedo medir. El punto de cruce es un poco menor 1800 Hz. La SPL Muestra una subida no excesiva después de los 5000 Hz, que puede ser resultado de un equipo de medida pobre.   Son iniciales y estoy aprendiendo todavía, cuando tenga mediciones decentes hago públicos los gráficos.

Mejoras posibles. Inicialmente pensaba en añadir un LPAD al tweeter para reducir la sensibilidad especialmente  a partir de 4000 Hz, en pendiente negativa. Adicionalmente añadir 1 uF al condensador del tweeter para reducir el punto de cruce un poco más y reducir el BBC dip a 2 dbs. No estoy seguro ahora. La idea que me ronda es añadir un subwoofer a cada monitor también en recinto cerrado. Es decir un soporte modular que incluya un subwoofer, y que pueda conectarse y desconectarse. Estoy pensando en añadir el SB34 de 12 pulgadas de SB Acoustics, uno a cada monitor. Este modulo todavía en diseño.

Un saludo a todos!!!
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