Procedimiento para calcular el volumen de una Caja Acustica. 1. Hacer medición del espacio disponible en la cajuela del automóvil
para colocar la caja acústica (Ancho, Altura, Profundidad). Restar 2¨ como margen para maniobrar la caja al interior de la cajuela al meterla o sacarla. 2. Revisar la hoja de especificaciones del fabricante del Subwoofer que
queremos instalar el cual nos indica el volumen interno de aire que debe ¨mirar¨ el Subwoofer. Cuando nos indica el volumen ¨Neto¨, esto sto se refi refier ere e al volu volum men que que nos nos debe debe resu result ltar ar al rest restar ar el desp despla laza zam mient iento o del del Po Port rt y el desp despla laza zam mient iento o del del motor otor del del subwoofer. El volumen ¨Bruto¨ se refiere al volumen interno de la caja VACIA cuando aun no se coloca el Port y el Subwoofer. Ejemplo: El fabricante nos indica en la hoja de especificaciones un volumen Neto de 1.75 ft3 para para una una ca caja ja ac acúst ústic ica a Vent Ventila ilada da co con n un Subw Subwoo oofe ferr de 12¨. 12¨. Debemos calcular el volumen que desplazara nuestro Port y tomar de la hoja hoja de es espe peci cifi fica caci cion ones es el desp despla laza zam mient iento o del del motor otor de nue nuestro stro subwoofer, lo cual debemos sumar a nuestro volumen Neto para obtener el volumen Bruto. Volumen Neto = 1.75 ft3 Volumen Desplazamiento de un Port de 4¨x4¨x16¨ largo = 256 in3 ÷ 1728 = 0.148 ft3 Volumen Desplazamiento de Subwoofer (dado por el fabricante) = 0.096 ft3 1.75 + 0.148 + 0.096 = 1.994 ft 3 redondeado a 2 ft3 Volumen Interno Bruto. Entonces debemos calcular la caja a 2ft3 para que al agregar el Port y el Subwoofer nos quede un volumen interno Neto de 1.75 ft3 apro aproxi xim madam adamen ente te,, debe debem mos reco record rdar ar que que so solo lo es un cá cálc lcul ulo, o, una una aproximación, así que nuestra caja puede variar en un 20% ± y aun así tendrá un buen sonido.
Inches2= Base x Altura. 4 x 4 = 16 in2
Área de un Port Redondo = π x Radio2 x Diámetro •
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Fórmula para calcular desplazamiento de Port Redondo de 4" x 16" = π x Largo x Diámetro. = 3.1416 x 16" x4 " = 201.0624 in3. Para convertir a ft3 = 201.0624 ÷ 1728 = 0.116 ft 3. Para obtener el desplazamiento de un Port cuadrado de 4" x 4" x 16" = Base x Altura x Profundidad = 4" x 4" x 16" = 256 in 3. Para convertir a ft3 = 256 in3 ÷ 1728 = 0.148 ft3. Para calcular el desplazamiento de un subwoofer debemos calcular el volumen del Cono y después el volumen del Imán (cilindro)
Esta es la fórmula para el Cono: V = π x r2 x h ÷ 3 Donde: h = altura del cono r = radio de la base circular del cono 1. Mide el radio. Ve a la base del cono, la parte circular. El radio es la
distancia del centro del círculo a cualquier punto en la orilla del círculo. 2. Calcula el área de la base del círculo . Esto se hace elevando al
cuadrado el radio y multiplicando por pi (aproximadamente 3.1416). Escribe el resultado del área de la base. La fórmula para calcular el área del círculo de la base es Abase = πr2. 3. Mide la altura del cono. Asegúrate de que sea una medición
precisa y con las mismas unidades del área de la base. 4. Multiplica el área de la base por la altura del cono .
Simplemente toma la respuesta del paso 2 y multiplícala por la altura. La fórmula matemática es así (donde h es la altura y Abase es el área de la base): hAbase. 5. Divide el resultado entre tres . Este paso es más fáci si lo haces
con una calculadora. Toma el resultado del paso anterior y divídelo entre 3. Una vez que hayas calculado esto, habrás calculado el volumen. La ecuación matemática es la siguiente (donde P es el producto del paso anterior): v = P/3.
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Volumen del cono
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Para calcular su volumen se emplea la siguiente fórmula: Volumen del cono = (área de la base × altura) ÷ 3
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El volumen de un cono cualquiera equivale a un tercio del volumen de un cilindro de igual base y de igual altura que ese cono. Por ello es que basta dividir por tres (3) o multiplicar por un tercio (1/3) el volumen del cilindro para conocer el volumen del cono allí contenido.
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Ejemplo:
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Si se tiene un cono cuya base es un círculo de 5 cm y su altura es de 12 cm, entonces el volumen será de: • •
Volumen =
3,14 × 52 × 12 ——— = 3
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3,14 × 25 × 12 ——— = 3
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El volumen encontrado es de 316 centímetros cúbicos
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El volumen se expresa en unidades cúbicas.
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948 —— = 3
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316 cm3
http://www.hometheatershack.com/forums/enclosure-volume-calculator/
CALCULANDO EL TUBO DE SINTONIA
(Extraído de “Loudspeaker Design Cookbook” de Vance Dickason) Los tubos de PVC usados en instalaciones hidráulicas son el material más fácil de encontrar y de ser utilizado en la confección de tubos de sintonía (port). Se encuentran disponibles en diversos diámetros (2”, 3”, 4”, etc) y pueden ser cortados con facilidad, para la sintonía. En cuanto a los ports rectangulares pueden ser construidos en madera y no esta limitado su tamaño a la disponibilidad en el mercado de una determinada medida, pero alterar su longitud es algo muy trabajoso. Para un tubo circular, montado al ras con la pared de la caja, su longitud esta dada por:
Donde: L= longitud del port en pulgadas R= radio interno del port en pulgadas (el radio es la mitad del diámetro) Vb= volumen interno del bafle en pies cúbicos Fb= frecuencia de sintonía del bafle en Hertz Notas: (por Alejandro Docampo)
1.- El término “1.463 x R” es el factor de corrección utilizado para el caso del port montado al ras del bafle. Si modifica el montaje entonces cambia el factor de corrección. 2.- Si desea utilizar múltiples ports, puede usar la misma fórmula pero primero divida el volumen interno del bafle “Vb” por la cantidad de ports que desea utilizar, y coloque ese valor en la fórmula para calcular la longitud de cada port. 3.- Si su diseño es con puertos rectangulares, también puede usar la misma fórmula pero en este caso R será igual a:
Donde: A= área del puerto (ancho x alto) en pulgadas cuadradas pi= 3.141592
Ahora bien, sabemos que en la frecuencia de sintonía “Fb” prácticamente toda la potencia es irradiada por el tubo de sintonía, y por esto un tamaño mínimo de port debe ser garantizado, con el objeto de evitar elevadas presiones dentro del tubo. Un indicador del diámetro mínimo necesario esta dado por la siguiente fórmula propuesta por Vance Dickason y adaptada en sus unidades por Alejandro Docampo:
Donde: dmin= diámetro mínimo en pulgadas Fb= frecuencia de sintonía del bafle en Hertz Vd = volumen desplazado por el subwoofer en pies cúbicos en su total
excursión pico a pico. (Para calcular Vd hay que obtener la superficie efectiva del cono Sd y multiplicar ese valor por el Xmax provisto por el fabricante) A título de orientación general, Richard Small en “Vented Box Loudspeakers Systems” propone otra expresión, un poco diferente de la anterior, que luego de ser adaptada a las mismas unidades anteriores:
Para un subwoofer de 10” y Vd 0.0263 pies, instalado en un bafle sintonizado en 33.5 Hz, el diámetro mínimo del port sería de 9” con la primer fórmula y de 6” con la segunda. Conclusiones: No obstante la diferencia de valores, se observa que los
diámetros son mayores que los normalmente utilizados. Simulaciones hechas en computadoras y pruebas empíricas muestran que casi todos los diámetros aceptables, en la práctica tienen un comportamiento no lineal. Los resultados obtenidos con programas de computadora para cuatro diferentes diámetros (6”, 4”, 3” y 2”) en una misma caja, con igual frecuencia de sintonía y todos a 1 watt de potencia, mostraron variaciones en la curva de impedancia. Esto es que todos los tubos estaban operando de modo no lineal, o sea, que fueron incapaces de mover el volumen de aire necesario en las velocidades requeridas. Otra simulación con diferentes niveles de potencia (1, 5, 10, 20 y 40 watts) mostró alteraciones en la frecuencia de corte “F3”. Para el tubo de 2”, las curvas de impedancia mostraron algo como si el tubo prácticamente no existiese para potencias mayores a 5 watts. En conclusión, prácticamente ningún diámetro de port opera de forma completamente lineal, habiendo necesariamente un compromiso entre desempeño y funcionamiento en alta potencia. O sea que las fórmulas anteriores permiten obtener un valor mínimo, pero ese valor todavía implica bastante no-linealidad. Ports de mayor diámetro siempre tendrán mejor desempeño. En aplicaciones de alta potencia es conveniente utilizar ports con área aproximadamente igual a la del subwoofer, si fuera posible. En términos generales podemos decir que para tubos de PVC, los de 1” son adecuados apenas para bocinas de 4”, los de 2” para bocinas de 4” y de 5”, los de 3” para bocinas de 6”, los de 4” para woofers de 8 a 10”, los de 6” para woofers de 12” a 15”, pudiendo ser utilizados para
bocinas menores siempre que el tamaño de la caja pueda soportarlo en cuestiones de longitud. Para woofers de gran tamaño, la utilización de más de un port es una solución bastante práctica. La combinación de dos tubos con diámetros d1 y d2, resulta en un área equivalente de diámetro mayor dada por:
