Diseño de un Altavoz Casero

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FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS AGROPECUARIAS

INGENIERÍA DE SONIDO Y ACÚSTICA  

“CONSTRUCCION DE ALTAVOZ CASERO”

PRACTICA Nº 1

INFORME CORRESPONDIENTE A LA

MATERIA DE DISEÑO DE CAJAS ACÚSTICAS DE SIGLAS IES930-1

PROFESOR GUÍA:

ING. HÉCTOR MERINO NAVARRO.

AUTOR:

GARY SEBASTIAN SOTALÍN

DANILO GORTAIRE JÁTIVA

2015

QUITO – ECUADOR

1. Resumen.-

• Se construyó un altavoz, utilizando elementos caseros y económicos y aplicando los conocimientos aprendidos en clase y en el paper, el cual no muestra el procedimiento para construir el parlante, y como este se relaciona en su funcionamiento a las diversas leyes físicas y mecánicas, como La Ley de Lorentz, campos magnéticos y movimiento armónico simple.

2. Objetivos específicos.-

• Construir un parlante casero, teniendo como referencia el paper ‘A craft-project loudspeaker to serve as an educational demonstration’.

3. Planteamiento del problema.-

• Para poder comprender, el funcionamiento de los altavoces profesionales y de conocer cada una de sus partes, se procederá a construir un altavoz casero, cuyos componentes sean facil de encontrarlos y de instalarlos. Para ello se tomará como principal referencia el paper  ‘A craft-project loudspeaker to serve as an educational demonstration’, el cual describe dos disenos de altavoces, ademas de describir su confección y descripción de cada una de sus partes.

4. Justificación.-

• La confección del altavoz casero se realizó con fines educativos, para lograr la completa comprensión del funcionamiento de un altavoz profesional con su caja y cada uno de sus componentes. Logrando fabricar un altavoz con componentes que están al alcance de nuestras manos y de bajo costo.

5. Marco teórico.-

• La Ley de Lorentz es la encargada de cómo se origina una fuerza, gracias a un campo magnético. Su fórmula es:

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Donde i es la inducción magnética.

B es el vector resultante de la inducción.

l representa la longituid del alambre en la bobina.

F es la fuerza resultante de todo el sistema.

• La siguiente fórmula que se aplica es la ecuación diferencial de movimiento mecánico, impulsado por la Fuerza de Lorentz y aplicable al movimiento armónico simple.

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Donde v(t) es la velocidad de la bobina, m es la masa en movimiento, Rm es la resistencia mecánica, y Km es la rigidez mecánica del sistema. Cabe recalcar que la frecuencia angula del sistema se obtiene a partir de la siguiente fórmula:

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• Finalmente el gráfico para la realización utilizando todos los elementos es el siguiente:

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En donde cada material representa una parte primordial en todo el sistema mecánico, requerido para el funcionamiento del altavoz.

6. Procedimiento a realizar.-

• El primer paso que se realizó fue, cortar la parte exterior del plato de plástico. De esta manera, podemos calcular el diámetro que tendrá el diafragma de nuestro altavoz, junto con su suspensión.  

• Una vez cortada el plato, que será nuestro diafragma y pegada su suspensión, procedemos a realizar el orificio en la caja de zapatos, para proceder a pegarla con silicón caliente.

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• El siguiente paso será, realizar el corte circular en el centro del plato para que una parte de la bobina que fue adquirida pueda salir, y se pueda desplazar el diafragma fácilmente.

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• La bobina fue pegada a la membrana, cabe recalcar que no fue completamente cellada ya que impedía el desplazamiento de la bobina y membrana. Logrando así que su rendimiento sea superior. Antes de pegarlo se procedió a soldar el alambre de cobre de la bobina con el 1m de cable gemelo.

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• El siguiente paso será, instalar el imán a una altura adecuada a la caja de zapatos para que la bobina pueda desplazarse fácilmente en el entrehierro del imán, teniendo el espacio suficiente para poder desplazarse con libertad.  Con la ayuda del tubo de cartón se podrá elevar al imán.

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• Una vez asegurado el imán a la caja, para que esta pueda ser parada y acostada, procedemos a realizar la prueba del altavoz conectado a un equipo domestico de audio que posea las respectivas entradas. Confirmando el óptimo funcionamiento de la caja, procedemos a dar los detalles finales de pintado de la caja.

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7. Materiales, equipo y/o sustancias.-

8. Resultados.-

• Al conectar nuestro altavoz casero primeramente a un equipo de sonido, se pudo apreciar que éste tenía una respuesta de frecuencia de más o menos 40 Hz a 16 kHz, que es mucho más de lo que esperábamos, en frecuencias graves y altas.
• En frecuencias menores a 50 Hz el altavoz producía cierta distorsión pero vibraba la membrana a pesar de distorsionar mucho en un tema musical por ejemplo.

• En cuanto al nivel que radiaba nuestro altavoz, se pudo apreciar que esté tenía un excelente nivel, debido al imán que era de un tamaño considerablemente grande,

• El altavoz también distorsionaba en ciertas frecuencias y tenía bastantes resonancias en otras.

9. Conclusiones.-

• Como conclusión podemos afirmar que aplicamos conocimiento de ingeniería mecánica y eléctrica en la vida real al construir un altavoz. Ya que aplicamos conocimiento de energía electromagnética, electricidad y física en lo que trata a suspensión.

• EL altavoz tenía sus fallas debidas a que la bobina rosaba un poco con el imán produciendo distorsión, así como la falta de suspensión producía distorsión también.

• Como conclusión final en este experimento se pudo evidenciar como la energía eléctrica es transformada a energía magnética y finalmente a acústica, usando materiales únicamente caseros y económicos.

10. Recomendaciones.-

• Pensamos mejorar en algún diseño futuro los errores ocurridos debido al rozamiento de la bobina con el imán, así como de colocar una mejor suspensión en nuestro sistema.

11. Bibliografía.-

• A craft-project loudspeaker to serve as an educational demonstration Scott P. Porter,a) Daniel J. Domme, and Alexander W. Sell; Jeffrey S. Whalen Department of Mechanical and Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, Reber Building, University Park, Pennsylvania 16802 (Received 30 November 2010; revised 11 April 2011; accepted 10 May 2011)

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