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Cap. 3 – Projetando caixas de som: O som e suas propriedades

Ainda na escola, aprendemos que o som é uma onda, vibração, que se propaga somente por meios materiais, por exemplo madeira, aço, água e também pelo ar. Sua velocidade de propagação no ar é de aproximadamente 340 metros por segundo (20ºC). Isto é, 1220Km/h! Isso se dá através de ondas de pressão que se espalham pelo ambiente em todas as direções, crescendo em formato de esfera. Fazendo uma analogia, seria como uma onda se propagando na superfície da água, quando jogamos uma pedra.

Imagem de esferas concentricas, exemplificando como as ondas sonoras se propagam — Exemplo de propagação das ondas sonoras em campo aberto

Diagrama esquematico mostrando o comportamento de uma onda sonora

infografico mostrando o som sendo absorvido

Dependendo das propriedades da onda e dos objetos que ele encontrar pelo caminho, o som pode ser refletido, desviado ou absorvido. Você pode inclusive fazer estas experiências na água, colocando alguns objetos no caminho das ondas e observando como elas se comportam

Intensidade, timbre, freqüência, freqüência audível

Quando um microfone capta uma onda sonora, ele a transforma em sinais elétricos. Se analisamos no osciloscópio estes sinais, vemos algo parecido com a figura abaixo:

Grafico da função seno mostrando periodo e amplitude — Forma de onda senoidal

A amplitude define a intensidade do som, o período, que é o tempo que dura uma oscilação, (Frequência = 1/período), que por sua vez define as notas musicais e a diferenciação grave-agudo. Frequencia baixa= som grave ; Frequencia alta= som agudo.

No sentido horizontal do pequeno gráfico, corre o tempo, à medida que o tempo passa (Período) podemos ver como varia a intensidade (amplitude) do som. Ainda nesta figura existe uma segunda informação sobre esta onda: O seu formato.

A forma da onda define o timbre do som que estamos ouvindo. Por exemplo, o formato da onda acima poderia ser o som de uma harpa, com ondas de formato senoidal. Seriam muito diferentes os formatos de ondas do som de um saxofone ou de um violino, ou até da voz de pessoas diferentes. Pelo formato da onda, reconhecemos os sons.

Graficos que representam a forma de onda do timbre de um instrumento musical

A forma da onda define o timbre do som que estamos ouvindo. Por exemplo, o formato da onda acima poderia ser o som de uma harpa, com ondas de formato senoidal. Seriam muito diferentes os formatos de ondas do som de um saxofone ou de um violino, ou até da voz de pessoas diferentes. Pelo formato da onda, reconhecemos os sons.

Quanto a intensidade, tem relação com quão forte ouvimos um som. Cabe aqui uma atenção especial. A unidade de medida deintensidade do som chama-se decibel, e veremos a seguir.

Veja também:

01/04/2018

Cap. 2 – Projetando caixas de som: A historia do projeto de caixas de som

A historia do projeto de caixas de som é interessante e começa na década de 1930, quando a tecnologia de gravação e reprodução de som começou a se popularizar. Naquela época, os alto-falantes ainda eram bastante rudimentares e a qualidade do som deixava muito a desejar.

Os primeiros alto-falantes eram feitos de materiais simples, como papel e madeira, e não tinham nenhum tipo de ajuste de frequência. Isso significa que eles não conseguiam reproduzir todas as notas musicais com clareza, resultando em um som abafado e sem definição.

No final dos anos 1930, no entanto, surgiram os primeiros alto-falantes com diafragma de metal, que tinham uma melhor resposta de frequência e eram capazes de reproduzir um som mais claro e definido. Esses alto-falantes eram usados principalmente em cinemas e teatros, onde a qualidade do som era essencial para a experiência do público.

Na década de 1940, os alto-falantes começaram a ser produzidos em massa para uso doméstico. Os primeiros projetos de caixas de som eram de madeira e tinham um formato retangular simples, sem nenhuma preocupação estética. Elas eram usadas principalmente para reproduzir música em casa e tinham uma qualidade de som limitada.

Foi apenas na década de 1950 que as caixas de som começaram a ganhar uma aparência mais sofisticada. Os fabricantes passaram a investir em design e a criar modelos mais atraentes, com curvas e acabamentos diferenciados. As caixas de som também passaram a ter um papel mais importante na indústria musical, sendo usadas em estúdios de gravação e em shows ao vivo.

Nessa época, surgiram os primeiros amplificadores integrados, que eram capazes de aumentar a potência do som produzido pelas caixas de som. Isso permitiu que as caixas de som fossem usadas em ambientes maiores, como salas de concerto e auditórios.

Na década de 1960, com a popularização do rock and roll, as caixas de som passaram a ser cada vez mais importantes para a indústria musical. Os músicos queriam um som potente e claro, que pudesse ser ouvido em grandes estádios e arenas. Foi nessa época que surgiram as primeiras caixas de som amplificadas, que eram capazes de produzir um som mais alto e nítido.

As caixas de som amplificadas eram formadas por um conjunto de alto-falantes e um amplificador integrado, que permitia aumentar a potência do som sem distorções. Essas caixas de som foram muito populares nos anos 1960 e 1970, sendo usadas em shows de rock e em festivais de música ao ar livre.

Na década de 1960, com a popularização do rock and roll, as caixas de som passaram a ser cada vez mais importantes para a indústria musical. Os músicos queriam um som potente e claro, que pudesse ser ouvido em grandes estádios e arenas. Foi nessa época que surgiram as primeiras caixas de som amplificadas, que eram capazes de produzir um som mais alto e nítido.

As caixas de som amplificadas eram formadas por um conjunto de alto-falantes e um amplificador integrado, que permitia aumentar a potência do som sem distorções. Essas caixas de som foram muito populares nos anos 1960 e 1970, sendo usadas em shows de rock e em festivais de música ao ar livre.

Os Anos 60 também foram marcantes pela evolução da teoria matemática para o projeto de caixas de som, desenvolvida principalmente por Neville Thiele and Richard Small. Foi o grande divisor de águas que proporcionou a evolução que vemos nos dias de hoje, mas que já da lugar para o processamento digital e materiais tecnológicos, mas ainda assim, foi muito importante para elevar o nível do projeto.

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01/04/2018

Cap. 1 – Projetando caixas de som: Introdução

Olá, provavelmente você já viu este material que ensina a projetar caixas de som pela internet à fora. Trata-se de uma apostila, que eu, Ademir Ferreira escrevi a alguns anos, mas que pessoas vem distribuindo e vendendo indevidamente um material já antigo e desatualizado.

Este material é gratuito, portanto você não deve compra-lo de nenhum vendedor, em sites de anúncios ou de vendas de cursos. Os materiais que comercializamos estão disponíveis apenas nos links deste site [Ecoprojetos.com] e em nossas redes sociais.

Veja também:

A muito tempo, quando escrevi a primeira versão deste material, ainda era um estudante de engenharia e pretendia criar uma apostila para compartilhar o que vinha aprendendo sobre caixas de som, que sempre foi um tema muito intrigante para mim. As pequenas caixas que criava com sucatas de TV, rádios e restos de madeira, agora poderiam ter critério, projeto, uma forma correta de se construir e obter o resultado esperado.
Por isto mesmo este material não tem a pretensão de somar algo mais na discussão sobre o tema. Existem muitos só no Brasil que podem receber o título de referência no assunto. Alguns tem seus livros citados no final desta apostila. Pelo contrário, este material trata-se de um “tira-gosto” e boa fonte de informação para os “não iniciados” no tema, desta forma poderemos todos falar uma mesma língua e nos aprofundar nos projetos de caixas de som de forma conjunta.
A primeira versão da apostila de caixas acústicas era comercializada como E-book, mas diante da pirataria crescente, passou a ser disponibilizada gratuitamente no site ecoprojetos.com, onde permanece até então.
Que este material contribua para que cada vez mais pessoas possam ingressar neste maravilhoso hobbie.

Imagem das caixas de som construidas com compensado naval

Se você já está lendo esta introdução é porque certamente tem curiosidade e se interessa por áudio e caixas acústicas. Desta forma acredito que também já imaginou porque certas caixas acústicas são tão caras, enquanto outras parecem tão simplórias e baratas.

Seria somente questão de marca? ou realmente existe um trabalho sério de projeto que resulta em uma sonoridade realmente superior? Será que o tamanho e formato da caixa são importantes? Alto falante é tudo igual? Basta ter o mesmo tamanho? Qual a potência que posso colocar sem estragar o alto falante? O tipo da madeira é importante?

Estas são dúvidas frequentes que fazem perdido quem vai construir uma caixa de som. Nesta apostila vamos ver que realmente há muitas considerações a se levar em conta para o projeto de uma caixa acústica, mas com um pouco de conhecimento, você já irá mais acertar do que errar ao criar suas caixas, sejam elas dutadas, seladas, subwoofers domésticos, HI-FI, etc.

Este material foca no áudio doméstico e de alta fidelidade, mas a teoria se aplica a outros usos, como sonorização de ambientes, shows, etc, prestando atenção nas particularidades de cada aplicação.

Mas o que é uma caixa acústica?

Uma caixa acústica trata-se de um recinto para disciplinar as ondas sonoras produzidas pelo alto-falante. Mais à frente veremos que a caixa isola em seu interior ondas sonoras que poderiam interferir descontroladamente no funcionamento do alto-falante, Mas o cálculo correto pode utilizar-se destas ondas beneficamente ao invés de desperdiçá-las no interior da caixa. Tenho ainda que avisar que uma caixa mau calculada, ou simplesmente reaproveitada, vai funcionar (vai fazer som) mas pode provocar distorções no som e até danos ao alto-falante quando este estiver com grande potência aplicada.

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01/04/2018

Tutorial de montagem da caixa acústica

Esta caixa acústica foi concebida para propiciar uma construção simples que entregasse um resultado acima da média. Utiliza de madeira compensado naval de 18mm, mas nada impede que sejam experimentados outros materiais como MDF revestido, compensado comum. O compensado naval possui uma maior quantidade de camadas, o que proporciona um melhor acabamento nas bordas e sua cola é mais resistente à umidade.

O projeto da caixa pode ser obtido abaixo, basta informar o seu email que irá recebe-lo em alguns minutos:

Como montar a caixa de som:

Realize todos os cortes das chapas de madeira conforme o projeto. Não é necessário o uso de CNC. Se você usar serra manual ou Tico-tico, deixe uma folga para que possa lixar e acertar a peça depois. Uma serra de mesa é recomendado devido a precisão do corte, mas deve ser utilizada por um profissional. Peça que um marceneiro corte para você. O alinhamento perfeito desta caixa depende que os cortes sejam feitos corretamente a 90º.

Todas as peças serão coladas, sem encaixes. Opcionalmente pode-se usar parafusos, mas não é necessário se for escolhida uma cola de boa qualidade.

Começe a montagem preparando as paredes laterais das caixas. Corte pequenos cubos de madeira para servir de apoio para a colagem. Estes cubos devem estar exatamente 18mm distantes das bordas das paredes maiores:

Use um espaçador para facilitar o trabalho:

para isso, faça esta ferramenta simples usando os próprios retalhos da madeira, que possuem exatamente 18mm de espessura:

Unte com cola PVA para madeira (cola branca para madeira) as peças que irão apoiadas sobre as paredes laterais. Os apoios de madeira colados anteriormente irão ajudar para que as paredes fiquem alinhadas com as bordas.

Continue a colagem das demais peças, sempre conferindo se estão ficando bem alinhadas.

Esta é uma caixa em linha de transmissão, portanto, existe uma divisória em seu interior que formará o Túnel sintonizado. Verifique no desenho a posição para colar a divisória.

montagem da divisória interna da caixa acústica

não cole a última lateral, apenas apoie sobre as peças que já estão sendo coladas, para que a secagem ocorra bem alinhada. Após a colagem, remova a lateral para aplicação do material absorvente.

Colagem da caixa acústica — Colagem parcial da caixa acústica (nao cole a parede ainda)

Cole placas de feltro nas paredes internas da caixa ou aplique lã de poliéster (enchimento de travesseiro) . É importante não preencher completamente a porção traseira da caixa com lã:

Vista lateral da caixa acústica antes da montagem final — Aplicação de absorventes

vista da Caixa aústica com estufamento com lã de poliester — Aplicação de absorventes (Lã de poliester -travesseiro)

Aplique cola na ultima lateral e feche a caixa com ajuda de grampos, pesos ou elásticos como mostrado abaixo.

Imagem da caixa acústica em processo de colagem, amarrada com elásticos — Colagem final

Após a colagem final, realize o lixamento com lixas 200 e 400 antes de aplicar algum acabamento. Lixe bem as bordas para eliminar farpas geradas no corte e arredondar as arestas, produzindo um melhor efeito visual.

superfície da madeira rugosa, antes da lixa 200 — Superfícies após a e antes da lixagem

Realize os furos para os alto falantes somente após a caixa colada. Isto evitará empenamentos e quebras. Opcionalmente faça um rebaixo para o alto falante para acomoda-lo melhor. Os desenhos trazem as medidas para o rebaixo e furos para o alto falante especificado. Outros modelos devem ser adaptados:

IMG_20160330_112335892 — **Furação para o alto falante**. Repare o protótipo do **divisor de frequências** ao fundo.

Recomendamos o acabamento com óleo de linhaça. Veja as intruções aqui.

Pessoa aplicando óleo de linhaça em uma peça de madeira — Aplicação do acabamento

Imagem das caixas acústicas ecoprojetos — **Caixas acústicas em linha de transmissão montadas**

18/04/2016

Tratamento atóxico em madeiras

Visando oferecer produtos o mais amigáveis possível, recomenda-se que os itens em madeira sejam protegidos com materiais de baixa toxidade ou mesmo atóxicos. Normalmente estes meios de proteção mais naturais foram abandonados da indústria por serem um pouco mais demorados de se aplicar e em casos de produtos que ficam ao tempo, necessitam de reaplicações frequentes. Contudo pode-se ter certeza que não estará levando para dentro de casa solventes perigosos para sua família.

A forma de proteção de madeira mais simples é a aplicação de óleos. No caso recomendamos o óleo de linhaça:

ScreenHunter_288

Na madeira seca, faça o lixamento da superfície com lixa 200 e posteriormente lixa 400. Busque a uniformidade, eliminando farpas e possíveis desalinhamentos.

Inicie aplicado com um papel absorvente embebido, diretamente sobre a madeira .

Após impregnar a superfície, enxugue o excesso de óleo , para que não formem poças.

aplicação de óleo de linhaça sobre madeira

superficie da caixa acústica acetinada com óleo de linhaça

Após a secagem total do óleo que pode levar de um dia a uma semama, pode-se aplicar cera natural, à base de carnaúba e cera de abelha, obtendo-se um bonito acabamento uniforme e com brilho acetinado.

18/04/2016

Como calcular o preço de venda de produtos artesanais

vamos discutir sobre como calcular o preço de venda de produtos artesanais ou feitos como hobby, de uma maneira clara e acessível a todos, independentemente do seu conhecimento prévio sobre o assunto.

Vamos começar entendendo que, na verdade, o cálculo de preço de venda desses produtos não é muito diferente do que é feito em lojas ou indústrias. No entanto, a vantagem de produzir algo por conta própria é que você não terá tantos custos e obrigações como as grandes indústrias têm. Em outras palavras, você pode ter um potencial de lucro maior ao trabalhar de forma artesanal, comparado à produção em massa. Claro, tudo depende das quantidades envolvidas.

Aqui está o ponto chave: é fundamental compreender a diferença entre valor e preço como já falamos aqui. Quando falamos de valor, estamos nos referindo ao quanto seu produto é desejado e apreciado pelos clientes. Já o preço é o valor monetário que você vai cobrar por ele. Manter o valor do seu produto é crucial para garantir um lucro satisfatório.

Para tornar esse processo mais simples, desenvolvemos uma planilha incrível! Ela já leva em consideração até mesmo as comissões que você precisaria pagar para lojas e representantes. Tudo o que você precisa fazer é preencher as informações solicitadas abaixo e enviaremos a planilha diretamente para o seu e-mail. Tenho certeza de que vocês vão adorar essa ferramenta!

21/03/2016

O que acontece quando se investe no conhecimento?

Investimento em ciência e tecnologia, educação de qualidade:

06/04/2014

Indiano cria geladeira que dispensa eletricidade

Um Inventor indiano inovou novamente ao utilizar conhecimento secular na criação de uma geladeira simples de argila que dispensa eletricidade.

indiano mostras geladeira de barro — mitticool

Mansukhbai Prajapati utilizou o efeito de resfriamento evaporativo para criar uma geladeira de cerâmica. As paredes porosas são resfriadas quando a umidade se evapora. No projeto de Prajapati, o reservatório de água fica no topo da geladeira, que umedece as paredes. A evaporação ao longo do dia faz com que o interior fique mais frio. O mesmo processo faz com que tenhamos água fresca em nossos filtros de barro.

Beduínos utilizavam o método para produzir gelo em pleno deserto, por meio de potes de argila deixados em regiões de clima seco, à noite.

o valor estimado do produto é por volta de R$135, que a torna especialmente acessível para grande parte da população. Com alguns melhoramentos, o produto poderá ganhar mais eficiência e atingir muitas regiões do mundo, onde a conservação de alimentos é um problema que limita a qualidade nutricional da população.

Prajapati mostrou que inovação não necessita ser cara. Basta ter conhecimento, observação e ação! site do MittiCool

05/02/2014

10 programas grátis indispensáveis para inventores

Chris Anderson em seu livro “A cauda longa” alertou que os grandes hits já não tem o mesmo apelo que tinham no passado. Sejam as grandes gravadoras, editoras de best-sellers, estúdios de hollywood ou fabricantes de softwares, todos hoje dividem o mercado com todo um universo de opções oferecidas principalmente pela internet. Muitas vezes, as opções que o cliente tem acesso são mais adequadas, mais baratas ou até mesmo grátis.

Um dos maiores benefícios que a internet oferece é sem dúvida a possibilidade de procurar e utilizar ferramentas que antes eram disponíveis somente a profissionais especializados e a um custo altíssimo.
Lembro-me por exemplo que programas de desenho técnico como o Autocad por exemplo, só estavam disponíveis para arquitetos e engenheiros em grandes escritórios de projeto.

Atualmente existem diversas ferramentas grátis (freewares e opensource) disponíveis, e com capacidades que podem até superar softwares pagos. Vou tentar listar algumas que podem ser úteis para quem desenvolve algum produto.

1-Draftsight:

Como já citei o Autocad, conhecido programa que apesar de ter capacidades para criar em 3D, dominou mesmo o universo de desenhos técnicos para arquitetura, engenharia e projetos mecânicos. Há várias alternativas FREEWARE, mas apresento o 3DS draftsight, mesma empresa do Solidworks.

2-Blender:

Modelagem virtual e animação 3d que rivaliza com os maiores do mercado.

3-FreeCad:

FreeCAD é um software de modelagem 3D para bater de frente com concorrentes como solid works e inventor, produzindo arquivos para serem usados na indústria metal mecânica, design e no desenvolvimento de produtos

4-Cfd studio:

Está com um problema de escoamento ou condução de calor de difícil solução nas mãos? Tente usar o CFD studio , software brasileiro desenvolvido pelo departamento de engenharia mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina.

5-Scilab:

Poderoso como seu similar o Matlab, é dedicado à solução de problemas matemáticos e científicos por meio de uso de métodos numéricos e simulações.

6-Gimp:

Nada de photoshop pirata, use o GIMP (The GNU Image Manipulation Program) que atente a quase todas as necessidades dos usuários de photoshop.

7-Scketcup:

Já conhecido disponibilizado pelo Google, o software é capaz de realizar modelagem 3d rápida e geolocalizada. Grande biblioteca on-line de objetos.

8-Freemind:

organize seus pensamentos e projetos com essa ferramenta de mapa mental.

9-Openproj:

qualquer projeto necessita ser gerenciado. O openproject apresenta uma alternativa aos lideres de mercado Primavera e Microsoft project.

10-Openfoam(Linux):

Analise de escoamentos de flúidos por volumes finitos (computational fluid dynamics CFD). Ferramenta muito poderosa, porém é necessário ter algum conhecimento na área para se tirar maior proveito. Talvêz possa-se eleger como seus similares pagos , os softwares: Ansys, Star ccm ou Fluid.

Em breve voltaremos para falar de novas ferramentas totalmente opensource voltadas para engenheiros e pesquisadores.

07/01/2014

Empresa brasileira destaca-se em desafio robótica da DARPA

Uma empresa brasileira está se destacando dentre as equipes participantes do desafio de robótica da DARPA, nos Estados Unidos. A DARPA é uma agencia americana de fomento de projetos avançados e pesquisas militares. Alguns já devem ter ouvido falar no Urban Challenge, também fomentado pela agência, o qual colocam-se à prova veículos robôs de navegação autônoma através de obstáculos urbanos comuns a todos nós. Pois agora a Agencia estará premiando a equipe que obter melhor desempenho no desenvolvimento de robôs humanóides.

A Mogai é uma empresa de tecnologia que desenvolvem projetos e conta com apoio de agencias de fomento como a FINEP. Nesta etapa da competição os competidores deverão simular um protótipo virtual fornecido pela DARPA, competindo com equipes como a NASA e MIT. A equipe brasileira que também possui integrantes a UFES, montou o sistema operacional do robô que deverá funcionar um robô real no futuro. O vencedores da competição levarão US$ 2 Milhoes.
O robô humanoide deverá realizar atividades comuns, como dirigir, caminhar por terrenos difíceis, Usar ferramentas e equipamentos de resgates comuns, feitos para serem usados por humanos.

Outra empresa Americana recentemente apresentou seu robô, chamado Petman. A boston Dynamics desenvolve Máquinas autônomas para diversas misões e também tem o fomento da DARPA. veja os vídeos:

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15/06/2013

Mas o que é uma caixa acústica?

Como montar a caixa de som: