Accadde in una Domenica come tante a casa di Stefano, dopo il pranzo quattro chiacchiere in compagnia di una buona bottiglia di vino e un po’ di musica. Quella volta il discorso venne a cadere sui vecchi diffusori del padrone di casa, il tempo aveva minato e distrutto le sospensioni in foam del woofer e non era più possibile trovare il ricambio o un sostituto. Oramai si rendeva necessaria la completa sostituzione. Possibile che non si potesse costruire qualcosa che somigliasse, almeno un poco, al suono delle Nausicaa, a costi inferiori? Possibile che per avere prestazioni più che discrete comunque fosse necessario spendere delle cifre dell’ordine di grandezza del milione? Siloe sono nate durante questa discussione su di un tovagliolo di carta. Mentirei spudoratamente se dicessi che son venute così all’improvviso per divina illuminazione. Varie idee mi svolazzavano per la testa da tempo e quella è stata l’occasione per fissarle su quel piccolo pezzo di carta stropicciato. Stefano, bontà sua, s’è fidato ed ha costruito il primo prototipo proprio sulla base di quello schizzo, che incredibile a dirsi, era persino quotato. Misteri dei Pinot grigi. Inizialmente le Siloe non erano destinate a varcare le soglie di quella casa ma ... complice una cena e le solite quattro chiacchiere sono state proprio loro, le Siloe, ad imporsi all’attenzione, reclamando una dimensione diversa, dove essere quello che erano diventate: non più interpreti ma personaggi dotati di una propria spiccata personalità, un'entità particolare. All’autore non è rimasto che concedergli un palcoscenico più ampio e la meritata notorietà.
I parte
Ancora una volta il sistema di caricamento scelto è una linea di trasmissione. Che dire, parrebbe una fissazione dell’autore ... e di fatti lo è. Comunque abbiate pazienza, si tratta di una variante un poco particolare che va sotto il nome di TQWT (Tapered Quarter Wave Tube) nata molti anni fa ma poco utilizzata sia dagli autocostruttori sia dai fabbricanti "professionisti". La ragione probabile di questa scarsa attenzione è dovuta alla pochissima bibliografia disponibile che fra l’altro è difficilmente reperibile e, in gran parte, inattendibile. Così come spesso accade bisogna metter mano a carta, calamaio e ...ad una buona dose d'ingegno (merce vieppiù rara). Intanto ricordiamo brevemente come funziona una linea di trasmissione: l’emissione posteriore dell’altoparlante viene convogliata in un più o meno lungo tubo in modo che quando questa fuoriesce dall’estremità risulti in fase (a certe frequenze), per via del tempo "perso" nel condotto, con la frontale rinforzandola. Il problema fondamentale è quello di eliminare le cancellazioni che si hanno a frequenze diverse quando le due emissioni sono di fase opposta. Classicamente si utilizzano condotti molto lunghi riempiti di materiale fibroso in modo che, all’uscita del tubo, le frequenze superiori all’intervallo considerato siano fortemente attenuate e non vadano a disturbare l’emissione "principale". Lo svantaggio è che comunque si attenua anche il livello dell’intervallo d'interesse, riducendo l’entità del rinforzo in gamma bassa. Linee di trasmissione così concepite sono usualmente ingombranti e difficili da costruire per via della consistente lunghezza del condotto. Con il kit Nausicaa (vedi rif. 1) abbiamo dimostrato come sia possibile costruire linee relativamente corte, facendo uso di una ridotta quantità d'assorbente (per altro di tipo facilmente reperibile). La linea utilizzata nelle Siloe è ancora più corta e ancora più facile da costruire. Il trucco è molto semplice: consideriamo due tubi cilindrici uno con una sola estremità aperta, l’altro invece con entrambe. Il secondo costituisce un risonatore efficiente alla frequenza la cui lunghezza d’onda è pari al doppio della dimensione del tubo, mentre il primo lo è per quella frequenza la cui lunghezza d’onda è pari al quadruplo della dimensione maggiore. In realtà il discorso è più complesso perché bisogna considerare la sezione dei tubi e discutere un poco sulle armoniche della fondamentale (Vi vengono in mente le canne dell’organo? Be’ siete sulla buona strada), ma trascenderemmo ampiamente da questo contesto. Se a questo punto ponessimo i due tubi con due delle estremità aperte affacciate l’una sull’altra, dopo aver dimensionato le rispettive lunghezze in modo che entrambi risuonino alla stessa frequenza, ecco allora si scoprirebbe che la frequenza è sì la stessa ma la fase è opposta e quindi non succede (quasi) nulla. Inoltre la lunghezza del risonatore a quarto d’onda è esattamente la metà dell’altro. Quindi è possibile ridurre o annullare una "risonanza" utilizzandone un’altra di fase opposta. Se volessimo annullare la risonanza fondamentale della linea, dovremmo utilizzare un risonatore a quarto d’onda lungo esattamente la metà della linea stessa. La bibliografia recita che nel TQWT l’altoparlante non è posto all’inizio del condotto ma a circa un terzo della lunghezza del tubo (partendo dall’estremità chiusa) e quindi a circa due terzi dall’uscita ... Le ragioni di tale scelta cominciano ad apparire evidenti. Il fatto che questo tipo di linea abbia sezione crescente dall’estremità chiusa all'uscita, aiuta enormemente a controllare i modi indesiderati e quindi a limitare l’impiego di assorbente acustico. Un ulteriore accorgimento possibile a disposizione del progettista, per regolare e linearizzare l’entità del rinforzo apportato dalla linea, è quello di utilizzare un'uscita di sezione e di lunghezza opportune. Una sorta di tubo nel tubo che, negli articoli apparsi sul TQWT, viene considerato come un condotto d'accordo. Nelle Siloe quest'ultimo tratto della linea è costituito dalla sottile fessura che c’è fra le due tavole parallele alla base del mobile (lo so che avete guardato prima le figure, birichini, ma ve ne eravate accorti? (fig. 1)). Facciamo un passo indietro e riconsideriamo la specifica più importante di questo progetto: il costo. Per costare poco un diffusore deve essere composto dal numero minore possibile di pezzi che a loro volta devono essere economici, di facile e veloce assemblabilità quindi semplici. La scelta di utilizzare due sole vie è quindi obbligata, mentre la decisione di costruire un mobile da pavimento va brevemente commentata: un minidiffusore ha un cabinet che costa di meno (esoterismi a parte) di un diffusore realizzato per essere poggiato a terra. Se non altro per la diversa quantità di legno necessaria. D’altro canto i diffusori piccoli necessitano di un apposito supporto per essere posizionati alla giusta altezza. In questo caso, eliminando a priori un uso a scaffale, ho preferito utilizzare lo spazio dell’ipotetico supporto per la linea ottenendo una risposta verso le basse frequenze estesa quanto basta ad evitare la necessità di un ulteriore subwoofer, pur utilizzando un altoparlante dal diametro contenuto. Ogni mobile è costituito da otto pezzi di MDF rettangolari (Tabella 1). Se si pensa che i lati di un parallelepipedo sono sei e che stiamo parlando in ogni caso di un "labirinto" acustico, si può veramente parlare di riduzione ai minimi termini. Due tipi di assorbente acustico diverso sono utilizzati in questo progetto: fibra acrilica in fogli di spessore 3-4 cm (Fiberform 62T) e Polipren T (nome commerciale di un assorbente composto di cascami di tessuto compattati) in fogli da 1,5 cm circa.. Per la disposizione dell’assorbente lungo la linea la foto 2 è più esplicita di molte parole. Raccomando di incollare il Polipren T alla parete del mobile utilizzando colla tipo bostik o similari, mentre l’acrilico va semplicemente posizionato all’interno della linea. Entrambi i tipi di assorbenti sono distribuiti dalla Acusys ed hanno un costo contenuto oltre che una ottima efficienza. Nella Tabella 3 sono riportate le quantità necessarie. Anche per quanto riguarda l’assorbente acustico la specifica essenziale del contenimento dei costi, è ampiamente soddisfatta.
Gli altoparlanti
Allo stato attuale realizzare un diffusore economico ma ben suonante richiede l’utilizzo minimo di due altoparlanti, un woofer ed un tweeter. La ricerca dei trasduttori non è stata né lunga né difficile grazie alla mania dell’autore di collezionare i data sheets dei trasduttori e di misurare qualsiasi componente gli passi per le mani. Era già un po’ di tempo che stava torturando, nel suo antro oscuro ed inaccessibile, alcuni esemplari dell'italianissima Revac. Si tratta di una serie di woofer realizzati per uso car composta da tre modelli: il 4WM8 da 10 cm, il 5WM9 da 13 cm, 6WM10 da 16 cm. Caratteristiche comuni sono la membrana in polipropilene rinforzato con grafite, sospensione in gomma, bobina da 25 mm e un prezzo assai concorrenziale. Il 5WM9 è stato scelto per via dei suoi parametri elettroacustici, i più adatti all’uso che se ne voleva fare. Il discorso dei tweeter è stato un poco più complesso: dopo aver ascoltato dei diffusori Indiana Line TH 410 avevamo contattato il progettista, l’Ing. Fornasieri, per avere maggiori informazioni proprio sul componente utilizzato per la via alta. Accidenti! Quel tweeter mancava alla nostra collezione (l’archivio della Technimedia è uno dei più forniti, per lo meno d’Italia)! Scoprimmo che si trattava di un componente fabbricato nel nostro paese appositamente per la Alcor (proprietaria dei marchi Indiana Line e Revac), dotato di parecchie caratteristiche interessanti: cupola in seta trattata, magnete allo stronzio (non è una parolaccia), frequenza di risonanza propria bassa grazie ad un'apposita cavità ricavata posteriormente alla cupola ma soprattutto di un prezzo assai allettante. In realtà questo trasduttore non era e non è disponibile nei negozi ma, con la cortesia e disponibilità che li contraddistingue, i signori della Alcor ci permisero di acquistarne due coppie a prezzo di costo per fare qualche esperimento. Anche questo componente, che chiameremo T85, ha un'impedenza caratteristica di 4 ohm (come il woofer). In Tabella 2sono riportate le caratteristiche dei trasduttori usati. Sappiamo che più d’uno a questo punto storcerà il naso: un diffusore economico deve poter essere pilotato da un amplificatore poco costoso, e poi altoparlanti da macchina in casa ... suvvia! Per quanto riguarda i pregiudizi c’è ben poco da fare, invece per la presunta difficoltà di pilotaggio basta guardare alla figura 3 dove è riportato il grafico dell’impedenza, in modulo e fase. Qualsiasi integrato moderno è in grado di pilotare senza problemi le Siloe.
Il crossover
Il filtro di questo diffusore è stato sviluppato e messo a punto grazie all’ultima epica fatica del nostro Fabrizio Montanucci: Wincross. Questo programma per la progettazione di crossover attivi e passivi di diffusori costituisce un eccezionale salto in avanti rispetto all’ormai anziano Cross 3.0, dischiudendo orizzonti nuovi agli autocostruttori e non solo. La risposta dei singoli altoparlanti è stata misurata, con l’aiuto di una scheda Clio, con i trasduttori montati sul mobile e successivamente importata nel programma sfruttando l’apposita routine. Il filtro passivo è quindi stato calcolato utilizzando la risposta, in modulo e fase, e l’impedenza, sempre in modulo e fase, effettive! Successivamente, grazie alle possibilità offerte dal nuovo software, ho provveduto a sottrarre gli effetti del pannello per ottenere le risposte dei trasduttori su di un pannello di dimensioni infinite. Utilizzando nuovamente queste curve nelle simulazioni è possibile visualizzare l’effetto del pannello sulla risposta del diffusore fuori asse. Le indicazioni che si possono ricavare sono utilissime e permettono di scegliere non solo le dimensioni del pannello frontale ma soprattutto la posizione dei componenti su quest’ultimo. Nel caso delle Siloe il tweeter è stato posto di due centimetri a lato dell’asse mediano del pannello frontale per controllare la diffrazione. I due diffusori hanno un verso: il diffusore di sinistra ha il tw spostato a sinistra, mentre quello di destra lo ha spostato a destra. Per il mid-woofer, vista l’esigua larghezza del pannello c’è ben poco da fare e la scelta di porlo centralmente è l’unica possibile. Vista la necessità di tagliar via i due evidenti picchi a 4.2 e a 6 Khz nella risposta del woofer (e rendere il sistema relativamente robusto dal punto di vista della potenza applicata è stata scelta una frequenza di incrocio di circa 2,5 Khz e una pendenza, elettrica, di circa 15 db\oct per il woofer e di 18 dB\oct per il tweeter. Le possibilità offerte dal nuovo programma permettono di simulare filtri assai più elaborati (fino al VI ordine) ma va ricordato, ancora, il requisito fondamentale delle Siloe: l’economicità. Questo ha imposto la ricerca di un filtro dotato del numero minimo di componenti (fig. 2). Il filtro delle Siloe è composto da otto componenti, cinque sono quelli necessari ad implementare il passa alto (C3, L2, C4,. terzo ordine) e il passabasso (L1, C2, secondo ordine) mentre le resistenze R1, R2 e il condensatore C1 equalizzano le risposte dei componenti: R1 e R2 attenuano il tweeter portandolo allo stesso livello del woofer; C1, posto in parallelo all'induttanza L1, costituisce una cella attenua banda serie la cui azione è centrata fra i due picchi presenti nella risposta del trasduttore della via bassa riducendone l’intensità.
Raccomandazioni
I trasduttori vanno montati a filo con il frontale utilizzando un pannello riportato di spessore opportuno o tramite fresatura. Un pannello laterale del mobile va lasciato amovibile in modo da rendere ispezionabile l’interno, almeno per un primo periodo d’uso. Utilizzate guarnizioni antispiffero fra altoparlanti e mobile e fra quest’ultimo e la parete amovibile. La pressione all’interno della linea non è così bassa come dicono. Rimuovete la guarnizione di gomma che avvolge il magnete del woofer. La sua funzione di protezione non è necessaria nell’uso casalingo, inoltre, così facendo, si migliora un poco la capacità di dissipare calore da parte del complesso magnetico. Il foro sul pannello anteriore che alloggia il woofer deve essere svasato verso l’interno il modo da ridurre la "strettoia" che si viene a creare fra bordo interno del foro e complesso magnetico. Detto in altre parole il foro in questione non deve avere un andamento cilindrico ma conico. Questo si ottiene facilmente smussando il bordo interno con una punta-fresa per legno montata su di un trapano. Attenzione a mantenere il diametro esterno del foro ed ad alleggerire la zona dove vanno a fissarsi le viti che serrano il woofer al pannello anteriore (Foto 4). Il posizionamento delle Siloe in ambiente non è critico, ma va considerato che la quantità di basse frequenze è tale da sconsigliare la loro installazione direttamente a ridosso di una parete. Il mid-woofer ha bisogno di un rodaggio consistente prima di stabilizzare i suoi parametri elettroacustici: almeno 6 ore con segnale sinusoidale a 50 Hz, potenza 2.5W. In seguito si assiste ad un ulteriore cambiamento ma l’entità di questo è di almeno un ordine di gravezza inferiore. Quindi le Siloe raggiungono il massimo delle prestazioni in bassa frequenza dopo un periodo d’uso consistente che dipende dal volume di ascolto e dal genere musicale ascoltato. Diciamo circa 48 ore continuative di musica, che per due ore al giorno fanno la bellezza di 24 giorni.
A questo punto dovreste essere in grado di realizzare una coppia di questi diffusori. Qualcuno, spero, si starà chiedendo se farlo o meno. Posso immaginare che i continui richiami alla volontà di contenere i costi possa indurre più di qualche dubbio sulla bontà del progetto: l’uso del minimo numero di altoparlanti (per di più economici), di componenti del crossover, di tavole di MDF, persino la minima quantità di assorbente ...! Ma queste Siloe sono dei diffusori minimi anche nel suono? Proprio no. L’attento studio volto al contenimento dei costi è ha avuto un presupposto: ogni semplificazione apportata non doveva avvenire a detrimento delle qualità sonore. Normalmente non commento le qualità acustiche dei miei progetti e in questo caso non farò un'eccezione: Confesso che mi sono divertito a farle ascoltare agli amici: dopo qualche istante quasi tutti si sono alzati per cercare il subwoofer o per capire da dove mai uscisse quel basso sornione, pronto a rivelare le sue qualità (solo) quando richiesto. Poi, dopo essersi convinti che a suonare fossero proprio quelle esili torri, si sono seduti ed hanno ascoltato. Alla fine, superato lo sconcerto dovuto al fatto di dover assimilare ad una forma esile un'essenza piena e rotonda, hanno chiesto lumi e più d’uno oramai ne possiede una coppia nel proprio impianto. E poi date uno sguardo al riquadro costi per vedere quanto ci vuole per provare. Insomma per circa 300000 svalutatissime lire si può pure correre qualche rischio e fidarsi. Inoltre, secondo voi, cari ed affezionati lettori, AudioReview correrebbe il rischio di presentare un progetto men che buono? Non siete ancora convinti? Dovete sapere che tutti i progetti che presentiamo sulla rivista vengono ascoltati dai vari componenti della redazione e non sono pubblicati se non trovano la generale approvazione. La maggior parte dei collaboratori che si sono prestati al controllo non conosceva il costo delle Siloe. Alla fine degli ascolti è stato chiesto loro di indicare la classe di appartenenza, per prezzo, dei prototipi che avevano ascoltato. Mediando le loro risposte si ottiene una cifra che si aggira sul milioneottocentomilalire! L’esclamazione, una volta comunicato il reale esborso, è stata "Davvero?", unita ad un’espressione del tipo "Ma chi vuoi prendere in giro?". 6x1, Paghi uno, prendi 6. Non c’è trucco ne inganno. Questo kit per autocostruttori rappresenta, a quanto mi è dato sapere, il primo progetto italiano di TQWT pubblicato su una rivista, il primo poi che faccia uso di un'uscita a fessura. Il che potrebbe già essere abbastanza ... Potrebbe ma chi sa ... Nella prossima puntata vedremo le "misure" delle Siloe, qualche nota sulle prestazioni all’ascolto e la procedura utilizzata per la simulazione e la messa a punto del crossover fatta con il nostro WinCross.
Le Siloe chiedono solo una cosa: la possibilità di suonare, di esprimere le loro capacità, affermare la propria individualità. Il piccolo grande palcoscenico dell’alta fedeltà italica da ora ha un personaggio in più. L
