Caixa de Som: Projeto de caixa selada e caixa dutada | Projeto de Caixa

Na série de artigos sobre som automotivo o Guru das Máquinas já escreveu sobre a combinação ideal de módulo de som e subwoofer, sobre a importância dos fusíveis e disjuntores na proteção de seu carro, e neste artigo traz orientações sobre o projeto de caixas de som para subwoofer.

Vamos começar entendendo o que são tons graves, médios e agudos. Graves são os tons sonoros de baixa frequência, com vibração na faixa de 100 Hz; médios são os tons com vibração na faixa de 1K Hz; agudos são aqueles que vibram com frequência em torno de 10K Hz. Os subwoofers reproduzem reproduzem tons graves.

Vale lembrar que o ouvido humano é capaz de ouvir sons de frequências entre 20 Hz e 20K Hz, e a frequência da voz humana é de aproximadamente 1K Hz.

Agora que conhecemos as faixas de freqüências podemos nos preocupar com o ar, pois é através dele que o som se propaga, e é exatamente neste ponto que entra a caixa de som, sendo responsável por fazer com que o subwoofer (ou woofer) desloque a maior quantidade de ar possível e seja capaz de reproduzir sons na frequência para que foi projetado.

Uma caixa de som é medida através do volume, e a unidade de medida é o litro (L), a mesma unidade adotada pelas montadoras para medir os porta-malas dos automóveis. O cálculo do volume da caixa é importantíssimo no desempenho do subwoofer, pois uma caixa que não atenda ao volume definido pelo fabricante não reproduzirá fielmente os tons graves.

Os tipos mais comuns de caixas de som aplicadas em carros são as caixas dutadas e as caixas seladas. Vamos entender um pouco melhor estes tipos de caixas.

Caixa Dutada:

A caixa dutada é a mais utilizada, é recomendada para quem tem espaço no porta-malas e não abre mão de ouvir um grave forte mesmo quando o porta-malas do carro é aberto. O nome dutada é aplicado devido à caixa possuir um duto, normalmente localizado na parte frontal.

Caixa Selada:

Importante: Uma caixa selada deve ser completamente isolada, ou seja, não é possível existir qualquer passagem de ar entre as áreas interna e externa da caixa. Para isso utilize a fita de vedação fornecida juntamente com o subwoofer, aplicando-a na área de contato entre o subwoofer e a caixa. Também é necessário vedar o orifício de passagem do fio e os encaixes das paredes; isto pode ser feito com cola quente.

Cálculo de volume

Tendo explanado os principais conceitos relacionados ao projeto de caixas de som para carro vamos iniciar o embasamento para os cálculos, mas antes não podemos deixar passar um detalhe importante:

- Ao projetar um woofer ou subwoofer o fabricante também projeta o volume necessário para a caixa de som onde o mesmo irá funcionar; este dado é publicado no manual do usuário. Sabendo o volume (litragem) ideal para a caixa de seu subwoofer, utilize-o. Não é necessário reinventar a roda, procurando na internet por programas que refazem todo o cálculo de dimensionamento de volume da caixa para seu subwoofer, pois o fabricante já fez isso para você. A mesma regra é válida para o duto.

No manual do subwoofer você também poderá encontrar sugestões de medidas, além de litragens opcionais, que podem resultar em diferentes freqüências e requerer diferentes comprimentos de dutos, no caso das caixas dutadas. Exemplo: Manual do subwoofer Bravo 12-2 da Bravox.

Para o caso de um único subwoofer normalmente é possível utilizar as medidas de caixa recomendadas pelo fabricante, já no caso de 2 subwoofers ou de limitações de espaço no porta-malas, pode ser necessário alterar algumas dimensões da caixa, mas é claro, sem deixar de respeitar o volume recomendado pelo fabricante. Com isso torna-se necessário aplicar cálculos para assegurar que o volume requerido pelo fabricante está sendo mantido.

Importante: Uma caixa de som para dois subwoofers necessita ter uma divisão interna, resultando em 50% do volume da caixa para cada um dos subwoofers.

Fórmula

A fórmula para cálculo de uma caixa de som é a mesma fórmula de cálculo do volume de um cubo:

Especialmente no caso de caixas de som para carro, é adotado o formato trapezoidal, visando maior aproveitamento de espaço e fazendo com que a caixa tenha um encaixe adequado à inclinação do banco traseiro. Sob esta condição é necessário calcular a média da profundidade (maior e menor)  da caixa, então:

Onde:
V = Volume
A = Altura
L = Largura
Pm  = Profundidade menor
PM = Profundidade Maior

A fórmula requer alguns ajustes, descontando a espessura da chapa, pois necessitamos cálcular o volume interno. Também se faz necessário um ajuste para a conversão de unidade de medida, sabendo o centímetro (cm) é a unidade mais aplicada ao medir pequenos comprimentos. A fórmula abaixo está pronta para receber os dados em centímetros e fornecer o volume em litros.

Onde:
E = Espessura da chapa utilizada na construção da caixa

Planilha para cálculo automático do volume

Para simplificar sua vida o Guru das Máquinas desenvolveu uma planilha para projeto de caixa de som; você pode baixá-la para seu computador. Estando com a planilha aberta no Gloogle docs acesse o menu File > Download as > Excel, salve a planilha em seu computador, abra-a com o Excel e faça sua simulação substituindo valores nos campos de cor amarela. Veja o exemplo de acesso:

Material para construir

Finalizamos o artigo com a orientação sobre material utilizado no projeto de caixa de som. Em caixas de som para carro o material mais utilizado é o MDF. É recomendado utilizar chapa com espessura mínima de 15mm (1,5cm) e ficar atento aos casos onde o subwoofer tem mais de 500Wrms, pois é recomendado utilizar chapas com 18mm (1,8cm) ou mais, evitando que a caixa venha a vibrar e até mesmo desmontar com o deslocamento de ar.

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