O mercado de alto falantes hoje em dia é um “campo minado”. Se você procurar um pouco, poderá encontrar muita coisa boa, mas duvido que não vá esbarrar em muita “bomba” que tem por aí. Fabricantes abusam da publicidade e pecam na qualidade final. Falantes coloridos, que brilham, cromados etc. Nem sempre estes adereços contribuem para a qualidade da reprodução.
Como o foco da atenção dos fabricantes está sobre o mercado automotivo e profissional, fica difícil encontrar alto-falantes pequenos destinados a outras aplicações que requerem mais qualidade. O pessoal que gosta de som residencial e hi-fi acabou prejudicado, pois nas lojas só se encontram os equipamentos automotivos, que possuem parâmetros e até formatos otimizados para serem aplicados em veículos e os profissionais, que esbanjam robustez, mas normalmente são grandes e superdimensionados para nossas aplicações.
A solução recai sobre os importados. Isto não quer dizer que você não pode usar um falante automotivo para fazer uma caixa para seu Home Theater, é na hora dos cálculos que você começara a ver grandes diferenças que irão definir sua escolha.
Como escolher um bom alto falante?
Com um pouco de vivência com os parâmetros técnicos dos alto-falantes logo você estará conseguindo separar as razões.
De início, comece a desconfiar daquelas marcas que apresentam valores de potências absurdos. Podem estar informando potencia PMPO, que não há padrão.
Não escolha alto-falantes de imas pequenos e bordas estreitas para caixas de sub-graves. Subwoofers possuem bordas largas para permitir grande movimento do cone do alto falante .
Evite falantes de QTS alto (>0,5) quando você estiver querendo sistemas compactos.
Visualmente falando, o falante que lhe proporciona bom rendimento em caixas sub-graves compactas normalmente possui ima grande (QTS baixo), e bordas largas e macias.
É muito importante observar a qualidade e rigidez do cone, bem como a qualidade das bordas e colagens.
Observe sempre a sensibilidade do falante (SPL). Deve estar especificada em dB W/m. Isto quer dizer que um alto falante de SPL=93dB W/m, ligado a um amplificador de 250W toca igual a outro de 90dB W/m ligado a um sistema de 500W (lembre-se que ao dobrar a potência, tem -se um ganho de +3dB ( ref. 2).
Baseie-se também pelos anúncios e catálogos de fabricantes que já atuam a algum tempo com sucesso no ramo de sonorização profissional e hi-fi. Isto porque equipamentos de má qualidade não sobrevivem nestes mercados e provavelmente a mesma tecnologia será utilizada em seus demais produtos.
Chegado a este ponto, depois de ver que uma caixa depende de tantos parâmetros, você deve estar se perguntando qual a implicação do tipo de material e métodos de construção no resultado final da caixa.
Se recapitularmos a finalidade da caixa acústica, veremos que a função de isolar as ondas sonoras em seu interior só pode ser cumprida se as paredes forem suficientemente rígidas para que não vibrem junto com o alto falante. Senão seria como admitir que o alto falante não é o único gerador de som da caixa. As paredes da caixa não podem apresentar vibrações e devem isolar todas as ondas sonoras que possam prejudicar o resultado final.
Mesmo tomando todos os cuidados, não existe um material tão rígido que não vibre. Este efeito produz um som reverberante muito desagradável, como quando alguém fala com a cabeça dentro de um balde. É razoável imaginar que a vibração aconteça pois, dissemos que as ondas da parte de trás do falante são aprisionadas pela caixa. Estas ondas possuem certa energia que é transferida às paredes da caixa quando as tocam. Para evitar este efeito existe a necessidade de absorver esta energia antes que se transforme em vibração ou que amorteça as paredes para que cessem logo de vibrar. Faz-se isso adicionando material de alta densidade, pesados, internamente à caixa como, borrachas densas, como aquelas usadas para forrar bancada de oficinas ou camadas vigorosas de betumem (piche ou manta asfática). Uma caixa bem amortecida deve apresentar um som seco e sem sustentação quando você der “soquinhos” em suas paredes.
Portanto podemos perceber que uma caixa acústica deve possuir paredes que ofereçam tanto rigidez quanto amortecimento. Viu porque boas caixa nunca são leves demais! Na seção de links, em fabricantes de caixas, procure por desenhos das caixas para ter alguns exemplos.
Se dissemos que algumas paredes podem vibrar, temos alguns fatores que promovem este efeito, como baixa resistência a flexão e a baixa espessura do material (já viram como vibram aquelas caixas de mini-systems feitas de plástico?).
Paredes feitas em materiais de alta densidade e rígidos, são muito boas acusticamente, necessitando apenas de uma forma de se amortecer as vibrações menores. Por exemplo, o aço é rígido, e necessita de muita potência para faze-lo vibrar devido a sua grande massa. Porém sem amortecimento, mesmo pequenas excitações fazem suas paredes ecoarem como sinos. Outros materiais mais nobres apresentam muitas vantagens juntas: rigidez, amortecimento e alta densidade, como o granito ou concreto por exemplo. Mas caixas construídas nestes materiais podem ser inviáveis devido ao peso e dificuldade de construção. O material que atualmente representa o melhor custo benefício continua sendo a madeira. Apesar de ser menos rígida e densa que os granitos, oferece vantagens em toda fase de fabricação da caixa.
As madeiras mais utilizadas para se construir caixas são o compensado, o aglomerado e o MDF. Cada qual com suas vantagens. Não é comum utilizar madeira maciça, pois não se tem propriedades uniformes ao longo da peça, mas você pode experimentar também.
O compensado utilizado é aquela madeira formada de várias camadas sobrepostas. É um material muito rígido e fácil de encontrar. Resiste a impactos e é fácil de se trabalhar. Não serve compensado “virola” porque é “oco”. E nem aqueles pintados de roxo para usar em obras, porque são de baixíssima qualidade e separam sua camadas.
Quanto ao aglomerado, muitos já devem conhecer, ele é aquele material feito de serragem de madeira prensada com cola, ele esfarela se for exposto a umidade e não suporta se aparafusado muitas vezes no mesmo furo. Também não suporta impactos de transportes, portanto esqueça este material para usar em equipamentos para shows. Use compensado. Mesmo assim ele é um bom material no ponto de vista acústico, é rígido e é barato. Se for fazer uma caixa para usar em casa, ou uma caixa que não será tão “judiada”, escolha este material. Mas cuidado, ele exige certa prática para montar, pois não aceita pregos e costuma lascar as bordas.
Quando for comprar aglomerado, certifique-se da qualidade, apesar de ser serragem prensada, tem aspecto liso dos dois lados, veja um pedaço cortado e confira se a serragem é uniforme e fina. Não compre se houver pedaços grandes de madeira ao invés de serragem em seu interior. Agora se a grana estiver sobrando, o melhor material é o MDF.
MDF é uma sigla em inglês que significa “fibras de média densidade”. É parecido com o aglomerado, serragem prensada, mas é uma serragem muito mais fina, tipo pó. É uma madeira muito rígida e pesada (densa), que apresenta boas qualidades de amortecimento. Também tem aspecto liso e claro de ambos os lados. Porém é um pouco mais cara que o compensado. Como o aglomerado, trabalhe com parafusos. Esta madeira é comumente usada para se fazer armários e cozinhas planejadas, em qualquer marceneiro você consegue ver. Também fica a dica, você pode adquirir a madeira já cortada nos tamanhos com marceneiros ou distribuidores, mas procure bem porque o preço varia muito.
Lembre-se que quanto mais espessa for a madeira melhor. Uma boa forma de averiguar a espessura necessária para se ter uma boa caixa é considerar que ela deve ser ,mais ou menos, 1/20 da maior dimensão da caixa.
Alguns fabricantes inventam outros tipos de materiais, na intenção de melhorar as características da caixa, mas também de facilitar o seu processo produtivo e diminuir custos. São o caso das caixas injetadas em plásticos de alta densidade ou resinas misturadas com minerais.
A maneira de se montar uma caixa também influi em seu resultado final. Todo corpo possui uma freqüência natural de vibração. Isto inclui as paredes da caixa também. Cada parede terá um modo de vibração que vai depender de suas dimensões, massa, etc. Aqui vemos que o pior formato para uma caixa seria o cubo, pois teríamos seis paredes vibrando igualmente, somando os efeitos citados anteriormente.
Para se fornecer maior rigidez a paredes de caixas acústicas, as vezes são necessários reforços de modo que estes apoiem o painel, dividindo-o em duas ou mais partes menores, mas preferencialmente de dimensões não múltiplas entre si.
Veja esta figura de uma caixa para som Hi-Fi, repare que já logo atrás do Woofer há um reforço horizontal, seguido de outro um pouco acima e outro vertical, mas repare que eles não dividem as paredes em partes iguais. Repare também que o reforço vertical forma um volume para o alto falante de médios dentro da própria caixa de graves. Outra caixa dentro da caixa. Isto é perfeitamente possível desde que fique bem vedado depois de fechada. Há também outros menores, que estão até inclinados. Deste modo ,mesmo depois de tantos reforços, se ainda houverem vibrações, pode-se garantir que estas não ocorrerão na mesma freqüência e não haverá soma de efeitos. Note que o reforço horizontal logo atrás do woofer não divide o volume da caixa, ele tem ranhuras que ainda permitem a comunicação da parte inferior da caixa com a parte superior, a função é mesmo só reforçar a parede. A prática mostrou que o tipo de escora mais eficiente é aquela colada longitudinalmente a maior dimensão da caixa, ao contrário das da foto, que estão na transversal, mas mesmo assim proporcionando bons resultados.
Para toda caixa que possuir pelo menos duas paredes paralelas, existirão uma série de ondas que possuem comprimento múltiplo inteiro das distâncias entre as paredes. São ondas estacionarias. Estas ondas ,que provocam ressonâncias internas, podem ser minimizadas com projetos de caixas que não possuam paredes paralelas, ou com o auxílio de materiais que as absorvam.
Lã de Vidro
Manta acrílica, lã de vidro ou rocha, pasta de algodão, espuma acústica, são alguns do materiais utilizados para absorver estas reflexões internas a caixa. São encontradas em casas de materiais para refrigeração ou mesmo sonorização. Não são muito eficientes se forem coladas nas paredes, a não ser que em camadas vigorosas como a figura abaixo:
Uma outra forma de se aplicar estes materiais é ao invés de serem colados às paredes da caixa, serem colocados próximo a centro de volume, enrolados nas travessas de reforço ou em formato de caracol, mas sempre em quantidade que ocupe +/-50% de todo o volume da caixa. Vale lembrar que a adição de material absorvente causa uma elevação virtual de aproximadamente 15% no volume da caixa, ou seja, na hora dos cálculos, insira na fórmula um volume um pouco maior que o real caso você estiver utilizando material absorvente. Em caso de caixas de competição, não use, pois a caixa perde um pouco de rendimento.
A ordem e aplicar primeiro algum material amortecedor nas paredes caso estas tenham tendência de ficarem vibrando prolongadamente, e sobre ele, aplicar o material absorvente.
Ainda pode-se reduzir tais ressonâncias, pela adoção de dimensões para a caixa não múltiplas entra si. As proporções mais aceitas hoje em dia entre as dimensões de uma caixa para que as ressonâncias sejam mínimas são: 2,6 – 1,6 – 1. Não importando o que é altura, profundidade ou comprimento. Mas pode-se utilizar outras proporções, desde que não sejam múltiplas. Vemos aqui novamente que o pior formato é o cúbico.
Ainda é importante dizer que o correto funcionamento de uma caixa depende muito de sua vedação. Todo vazamento de ar constitui perdas e redução de rendimento. Portanto depois de construída, deve-se passar massa de calafetar, massa plástica, ou até cola misturada com serragem bem fina, por todas as junções internas da caixa. No alto-falante, use massa de calafetar na sua junção com a face da caixa. Não use silicone, pois enquanto seca, a cola de silicone exala gases ácidos que podem danificar o falante.
Feche a caixa travando com parafusos e cola de madeira. Em certas caixas, a pressão no interior fica tão grande que se colocar pregos, a caixa pode começar a abrir.
O furo do alto falante deve ser justo, mas não apertado para não correr o risco de empenar o falante. Use parafusos de fenda Philips para não correr o risco da chave de fenda escapulir e furar o alto-falante novinho.
Veja valores dos diâmetros aproximados dos furos para o falante :
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.
Exemplo de propagação das ondas sonoras em campo aberto
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
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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 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:
Aplicação de absorventes
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.
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.
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:
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.
Em uma caixa de som, a beleza não importa se a sua performance não for excelente. Agora você nunca mais irá fazer uma caixa baseado em achismo, você irá aprender com este ebook como calcular uma caixa de som que não deve em nada aos melhores modelos, e em muitos casos irá supera-los.
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