Linee guida e best practice per il montaggio degli altoparlanti

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di Ryan Smoot, Same Sky

Il modo in cui un altoparlante è integrato in un progetto può fare una netta differenza nella qualità del risultato, indipendentemente dalla qualità dell’altoparlante stesso. Un altoparlante eccellente può avere prestazioni inferiori al previsto in situazioni di vita reale, lasciando molto a desiderare, mentre un altoparlante di bassa qualità, se ottimizzato in modo efficace, potrebbe almeno soddisfare le aspettative e talvolta persino superarle. Dal volume utilizzabile alla risonanza corretta, l’arte di montare gli altoparlanti è un’abilità fondamentale, ma spesso sottovalutata. Non importa se l’altoparlante andrà a integrarsi in un piccolo dispositivo elettronico portatile o in una grande piattaforma mission-critical, il processo per ottenere un suono ottimale richiede sempre un’attenta considerazione.

Anche prima di selezionare l’altoparlante, è fondamentale comprendere appieno l’ambiente in cui verrà utilizzato il prodotto finale. Sarà utilizzato in ambienti rumorosi in cui l’aspetto più importante è che tutti lo sentano? O in ambienti silenziosi dove l’obiettivo è ottenere una riproduzione perfetta del suono sorgente? Dovrà essere portatile? Sapete dove si troverà l’utente finale rispetto alla posizione di questi dispositivi? Dopo aver risposto a queste domande vi sarete fatti un’idea migliore della risposta in frequenza di cui avete bisogno, dei livelli di volume che potete ottenere, nonché delle restrizioni relative a consumo di energia, peso, tipi di materiale da utilizzare e altro ancora. Queste domande e le relative risposte non solo restringeranno la scelta del tipo di altoparlante da utilizzare, ma forniranno anche informazioni importanti su come verrà montato. Dopo aver selezionato un altoparlante specifico, troverete le best practice e i consigli nelle schede dati fornite dalla maggior parte dei produttori di qualità. L’ampia varietà di altoparlanti di Same Sky può essere visualizzata qui.

Anche il post nel blog, All You Need to Know About Speakers in Audio Design, fornisce una buona panoramica delle specifiche chiave degli altoparlanti, dei materiali dei coni, dei tipi di magnete e molto altro per aiutarvi a scegliere i dispositivi corretti.

Montaggio degli altoparlanti e modelli di terminazioni

Gli altoparlanti sono spesso dotati di opzioni di terminazione come fili, cuscinetti di saldatura, contatti a molla, terminali a montaggio superficiale e terminali con foro passante. Indipendentemente dalla terminazione tipicamente il telaio esterno dell’altoparlante è montato direttamente sulla parete dell’involucro. Questo di solito si ottiene con i fori di montaggio che si avvitano direttamente nell’involucro o incollando il telaio alla custodia. In entrambi i casi è necessaria una buona tenuta tra l’altoparlante e la parete dell’involucro, per aiutare a prevenire perdite d’aria.

Nei componenti che vengono forniti con i fili conduttori, questi ultimi vengono instradati in base allo schema dei collegamenti elettrici. Gli altoparlanti con i cuscinetti saldati necessitano di fili da saldare ai cuscinetti e quindi instradati come necessario, in modo simile alle versioni con i fili conduttori. Spesso si pensa, erroneamente, che negli altoparlanti con i cuscinetti saldati questi ultimi siano saldati direttamente a una scheda di circuito stampato. Questi NON sono componenti a montaggio superficiale che devono essere saldati direttamente a una scheda, ma richiedono piuttosto che i fili siano saldati ai cuscinetti.

Le versioni con i contatti con molla utilizzano la pressione proveniente dall’involucro assemblato per tenere in posizione l’altoparlante e stabilire un contatto con i terminali. Non dovrebbe essere necessaria alcuna saldatura sui contatti a molla, il che consente una sostituzione più semplice. Le versioni dotate di terminali a montaggio superficiale progettati specificamente per la saldatura a riflusso possono essere saldate direttamente su una scheda di circuito stampato. Questi saranno spesso disponibili in una specie di involucro autonomo, quindi potrebbero non richiedere il montaggio diretto sull’involucro esterno. Come le versioni a montaggio superficiale, anche gli altoparlanti con perni con foro passante possono essere saldati direttamente su una scheda di circuito stampato. I requisiti generali di progettazione aiuteranno a stabilire quale opzione di montaggio e terminazione è migliore per l’applicazione.

Montaggio degli altoparlanti e modelli di terminazioni comuni

Considerazioni sul design dell’involucro degli altoparlanti

Lo spazio della cavità, sia davanti sia dietro un altoparlante, può influenzare la risonanza e l’azionamento di un altoparlante. La cavità anteriore funge sia da condotto per il suono sia, quando necessario, da barriera protettiva che protegge l’altoparlante dal suo ambiente. La cavità anteriore può essere protetta da una rete sottile o da uno schermo, ma se c’è il rischio che gli oggetti presenti nell’ambiente entrino in contatto con l’altoparlante stesso, può essere utilizzata una piastra rigida protettiva con fori o fessure. Alcuni tagli nella piastra consentono al suono di propagarsi con un’attenuazione del suono minima, anche con una copertura fino all’80% dell’altoparlante stesso. Quando si posiziona lo schermo o la rete sottile, prestare attenzione che il diaframma abbia lo spazio per muoversi dentro e fuori mentre viene azionato, il che dipende in modo significativo dalle dimensioni dell’altoparlante. Per i micro altoparlanti occorre mantenere uno spazio libero generalmente di circa uno o due millimetri. Maggiori dettagli su come montare al meglio questi micro altoparlanti sono disponibili nel blog How to Design a Micro Speaker Enclosure.

Molti altoparlanti più piccoli necessitano di un equilibrio tra compattezza e prestazioni di qualità. Mantenere una profondità della cavità posteriore uguale al diametro dell’altoparlante è una buona approssimazione per le applicazioni di mini o micro altoparlanti. Per gli altoparlanti più grandi il calcolo della cavità posteriore è ancora più cruciale in quanto il movimento dell’altoparlante causa differenziali di pressione nella cavità posteriore. Se la cavità è troppo piccola, le variazioni di pressione aumentano e contrastano attivamente il movimento dell’altoparlante. La cavità anteriore e quella posteriore devono essere separate con una giunzione stretta, mentre uno spazio adeguato nella cavità posteriore ridurrà la quantità di aria che cerca di fuoriuscire attraverso tale giunzione. Questa giunzione stretta non solo sigilla la cavità anteriore e quella posteriore, ma fornisce un supporto fisico per l’altoparlante stesso. Poiché un diffusore è un componente molto attivo fisicamente, un montaggio stretto che utilizza una schiuma ad alta densità nella guarnizione è l’approccio più comune per garantire che l’altoparlante non ronzi o sbatta quando è in uso.

Linee guida generali per il montaggio degli altoparlanti e best practice

Materiali per il montaggio degli altoparlanti

Se un altoparlante è montato correttamente, non dovrebbe esserci alcun ronzio o movimento indesiderato. Tuttavia ciò dipende anche dal materiale di montaggio stesso. Per molti nuovi prodotti viene utilizzata una plastica sottile che può flettersi e vibrare. È meglio scegliere un materiale e uno spessore che sia robusto e che non venga spostato o risuoni con l’altoparlante. A seconda del volume previsto dell’altoparlante e della rigidità dell’involucro può essere necessario un rinforzo interno del prodotto (mostrato nell’immagine sopra).

Considerazioni e test finali

Per molti ingegneri l’aspetto estetico di un progetto è, nel migliore dei casi, qualcosa da considerare in un secondo momento. Tuttavia è importante prendere in considerazione l’interfaccia visiva e funzionale o lavorare con un progettista specializzato. Al momento di decidere il posizionamento dell’altoparlante, il metodo di montaggio o persino la copertura protettiva è essenziale pensare a quale sarà il suo aspetto e a come interagirà con l’utente finale. Se non ha un aspetto attraente, oltre ad essere altamente funzionale, i clienti non saranno così inclini ad acquistare il prodotto finale. Deve essere tanto accattivante quanto acusticamente ottimizzato.

Infine, dopo molte considerazioni, la pianificazione e la progettazione, è importante fare alcuni test pratici. Non appena possibile, all’interno del processo di progettazione dovrebbe essere creato un prototipo per testare alcuni degli aspetti fondamentali e garantire che funzionino come previsto. Eseguire test di ascolto e misurazioni per valutare la qualità del suono e apportare le regolazioni necessarie. È importante utilizzare strumenti di misurazione come microfoni e analizzatori di frequenza per affinare le prestazioni dell’altoparlante e, se necessario, impostare le prestazioni previste. A questo punto i cambiamenti nella struttura, nel montaggio e nel posizionamento possono essere tutti modificati significativamente, quindi è meglio apportare le modifiche importanti prima di eseguire il perfezionamento. Tuttavia non è necessario apportare modifiche a questi elementi per un aumento delle prestazioni. Ad esempio, se c’è troppa risonanza dentro l’involucro, potrebbero essere utilizzati materiali di smorzamento all’interno del dispositivo stesso per ridurre o eliminare il problema.

Conclusione

Il modo in cui un altoparlante è montato in un dispositivo o in un involucro dedicato influenzerà significativamente le sue prestazioni. Se si analizza attentamente il processo di identificazione delle esigenze, si implementano le best practice e si verificano le prestazioni desiderate durante tutto il processo, l’altoparlante selezionato sarà all’altezza delle sue specifiche di progettazione e produrrà i risultati migliori. Same Sky propone un’ampia offerta di altoparlanti in miniatura e altoparlanti standard, ma anche servizi di progettazione audio.

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