10" reflex per Basso 

Perché una 1x10? Perchè un altoparlante da 10" ha un cono con massa ridotta quindi risponde velocemente ma ha comunque una buona estensione verso il basso.

Quindi ha un suono grintoso, è piccola e quindi facile da trasportare (non che sia leggerissima, l'altoparlante da solo pesa poco meno di 5 chilogrammi), e per finire è un ottimo punto di partenza per sviluppare una 2x10, una 4x10, al limite una 8x10.
E l'altoparlante scelto, il Ciare PW252 con impedenza 8 ohm, ha un equivalente a 4 ohm, il CW255, per cui è possibile sviluppare qualsiasi configurazione in qualsivoglia delle impedenze “standard”:  4 ohm e 8 ohm  e volendo strafare, nella configurazione almeno 2x10, anche 2 ohm o 16 ohm (non so a chi serva una cassa a 2 ohm, nessun amplificatore suona veramente bene con impedenze così basse, anche quelli che di targa accettano il carico a 2 ohm).

Il Ciare PW252 è un altoparlante da 10” progettato per uso intensivo e realizzato, come nella tradizione Ciare Professional, in modo impeccabile, con un eccellente cestello in pressofusione, cono in cellulosa e sospensione in tela corrugata, piuttosto rigida.

l'altoparlante: si notano il cestello ed il magnete di dimensioni generose

il particolare del centratore e della treccia che alimenta la bobina mobile, di grosso diametro ed alta flessibilità

L'escursione massima (lineare, Xmax) è di ben 4,5 mm, e ciò la dice lunga sull'uso per il quale è progettato.
Anche l'areazione della bobina mobile, nella figura sottostante le aperture di ventilazione dietro il centratore, indica che l'altoparlante è nato per gestire potenze importanti tenendo sotto controllo la temperatura della bobina mobile.

le aperture di ventilazione della bobina mobile

Il Qts basso ed il Vas ridotto, che è sinonimo di sospensione rigida, indicano che questo altoparlante è adatto ad una cassa accordata.

Primo Progetto

Trattandosi di un esperimento, la prima prova è stata con un accordo B4, che non userei mai in HiFi, ma che per l'uso in una cassa per basso prometteva di essere l'ideale.
È infatti un accordo massimamente piatto, che quindi garantisce la massima estensione senza ripple.
La simulazione al solito BASS-PC mi restituiva un box da circa 18 litri, da accordare a circa 80 Hz (non sono mai molto pignolo sui decimali).

Detto fatto, tagliato il solito truciolare a bassa densità, questa volta da 15 mm date le dimensioni ridotte dei pannelli, e assemblata la cassa, uno strato di poliuretano a pori aperti (il solito bugnato grigio) sul fondo, sul pannello superiore e su un laterale, le boccole in ottone (proprio perché si trattava di un esperimento prevedevo di dover smontare e montare l'altoparlante varie volte), la solita guarnizione in gommapiuma (quella per evitare gli spifferi alle finestre), la cassa è pronta.

L'ascolto, prima con il Tutor poi con il mio amplificatore da laboratorio (un LM3886,  25 W su 8 ohm): un suono orribile, rimbombante e pieno di code, inascoltabile.

Continuo un po', per vedere se il rodaggio dell'altoparlante migliora la situazione, niente da fare.
Provo anche ad imbottirla di poliuretano, cosa che in una cassa reflex non dovrebbe mai fare in quanto se si smorza la risonanza in una cassa il cui funzionamento è basato sulla risonanza il risultato non può che essere una ciofeca: non è più una cassa accordata e non è una cassa chiusa.

So che in passato è stata proposta più di una cassa pseudo-reflex, con condotti “di accordo” riempiti di materiale smorzante, ma in un reflex l'emissione del condotto di accordo è responsabile dell'estensione verso il basso della risposta.
Alla frequenza di accordo l'aria contenuta nel condotto vibra in fase con il cono, il quale per altro proprio alla frequenza di accordo ha il minimo di escursione; quindi la vibrazione  dell'aria del condotto rinforza l'emissione del cono che a quella frequenza tende ad annullarsi.

Smorzare il condotto annulla questo effetto, senza per altro dare altri vantaggi, in quanto la cassa comunque non è una cassa chiusa, e a partire dalla frequenza di accordo, verso il basso, non c'è più alcun freno all'escursione del cono (l'escursione senza controllo sotto la frequenza di accordo è il punto debole del bass reflex).
Chi ha avvicinato una mano al condotto di un reflex alimentato da un segnale a bassa frequenza ha avvertito un flusso d'aria molto forte e quindi capisce cosa sto dicendo.

Alla fine mi avvicino al risultato riducendo artificialmente il volume interno della cassa, mediante alcuni piccoli pannelli di legno incollati sugli angoli interni della cassa, dopo aver rimosso il poliuretano: con il volume ridotto il suono diventa più decente.

Progetto Finale

A questo punto ricalcolo per un accordo QB3, ne esce un volume interno di 13 litri, da accordare a 91 Hz: la frequenza sembra alta, ma se l'accordo è corretto e la cassa non è sovrasmorzata i bassi si sentono, senza problemi fino al MI.

il progetto con BASS-PC


Ovviamente butto in discarica la cassa sbagliata e ne realizzo un'altra delle dimensioni giuste: compatta, più leggera (in realtà circa un chilo in meno in quanto c'è meno legno).
Il risultato è una cassa delle dimensioni esterne di 36 x 32 x 20 cm, in truciolare da 15 mm.

Le simulazioni con BASS-PC

le curve di risposta calcolate

impedenza e fase

Il calcolo è fatto per una potenza installata di 300 W, e la curva MIL indica che i 300W ci stanno fino a 70 Hz.

Attenzione, non si può alimentare il PW252 con 300 W continui, in quanto la potenza nominale è di 150 W, quindi si giungerebbe a fondere la bobina mobile, il grafico indica semplicemente che la tenuta in potenza anche alle basse frequenze è eccellente (1).
Il suono emesso dalla corda di un basso elettrico non è concentrato sulla fondamentale, ma è composto da molte armoniche la cui ampiezza può essere pari a quella della fondamentale.
Alle frequenze più basse la potenza contenuta nella fondamentale in genere non supera il 20% della potenza totale, ad esempio se suonate il MI basso la fondamentale a 41 Hz contiene l'11% della potenza, mentre il  52% della potenza è concentrato nei primi tre armonici, cioè le frequenze fra 82 e 165 Hz (chi vuole approfondire può rileggersi il mio articolo “Analisi spettrale del Basso elettrico”).

La Cassa

Qui sopra la cassa (quasi) finita: il condotto di accordo è a sezione rettangolare, di superficie equivalente al tubo del diametro di 86 mm proposto da BASS-PC; dato che è a ridosso di una parete la lunghezza del condotto è di 75 mm anziché i 91 mm suggeriti da BASS-PC.

BASS-PC calcola la lunghezza per un tubo lontano dalle pareti, porre il condotto o anche un tubo a ridosso di una parete ne aumenta la lunghezza virtuale, di qui la riduzione della lunghezza fisica del condotto rispetto al calcolo.
Purtroppo non esiste un criterio definito per decidere quanto ridurre la lunghezza del condotto se addossato ad una parete, ci vuole un po' di naso, un po' di quello che un mio conterraneo ha definito il “soramanego” (sopra il manico dell'attrezzo ci deve essere l'esperienza di chi lo usa) ed anche un po' di fortuna.
Poi la misura della curva di impedenza ci dirà se “ci abbiamo preso”, ma modificare la lunghezza del condotto di una cassa montata, quando il condotto fa parte della struttura e non è un tubo aggiunto, non è uno scherzo.
Per ridurre eventuali turbolenze ho smussato il bordo interno del condotto, per evitare spigoli vivi; ho incrociato le dita sperando che i 75 mm fossero giusti (d'altra parte avevo già buttato in discarica un box, avrei potuto, al peggio, buttarne un altro, è il rischio della sperimentazione).

Uno strato di poliuretano sul fondo, sul pannello posteriore e sui laterali, lasciando ben libera la zona del condotto di accordo, solita guarnizione antispifferi, solito Speak-on, che qui viste le potenze utilizzabili è proprio d'obbligo.

La verifica sperimentale

Qui sopra impedenza e fase misurate con Speaker Workshop: la curva di impedenza corrisponde quasi esattamente con quella di progetto e l'accordo, individuato dal passaggio della fase per lo zero, è a una frazione più di 89 Hz, un risultato più che accettabile.

La misura strumentale della risposta acustica è un esercizio che lascio ai volonterosi, in una cassa per basso è solo una perdita di tempo, bisogna usare l'orecchio; la risposta acustica misurata della cassa B4 sicuramente sarebbe stata corrispondente alla teoria, ma l'orecchio mi dice che non va (intendiamoci, è solo una questione di gusti personali, ci sono sul mercato molte casse con accordo B4, a me in genere non piacciono ma se stanno sul mercato significa che a più di qualcuno vanno bene così).
In sostanza sarebbe solo uno sterile esercizio accademico per mostrare che la risposta del cono e la risposta del condotto si sommano.

Come suona: definita, non come una cassa chiusa ma senza rimbombi, grintosa, una discreta cassa da rock.
Come prevedibile, vuole amplificatori di potenza adeguata: l'amplificatore da laboratorio da 25 W clippa appena si “spinge” un po', un amplificatore da 100 W è proprio il minimo.



Note

(1) i grafici di BASS-PC, come tutti i grafici forniti dagli strumenti di misura o dagli strumenti di simulazione, devono essere interpretati conoscendo il funzionamento dello strumento ed le basi fisiche del  fenomeno misurato o simulato.
testo