Realizzare un diffusore Hi-Fi con gli avanzi

E niente: nonostante il numero di macchie solari al massimo, colpevoli altri parametri del sole completamente sballati, eccoci ad agosto, ad un mese di distanza dal Primo Diploma GNU/Linux, a fare i conti con una frequenza muta e rumorosa... e, come se non bastasse il QRN e lo strato D che assorbe come una spugna i nostri segnali, ecco che i venti di guerra ci «inondano» di rumori dei vari radar OTH provenienti dai più diversi paesi...

Tutto ciò premesso, mi son messo ad occupare il tempo per qualcosa di costruttivo: realizzare uno speaker Hi-Fi da usare per il PC... Me ne basta uno solo, dato che già posseggo un sistema di altoparlanti a tre vie con il case in alluminio... Purtroppo, al mercatino dell'usato ne avevano uno soltanto.

Nonostante il caldo, che ha raggiunto, senza grosse difficoltà, i 45 gradi, mi son messo a tagliare alcuni pezzi di compensato da 10 mm preso dal negozio cinese in modo da realizzare la struttura esterna: tagliando a 45 gradi gli estremi dei quattro pezzi e facendo paranoica attenzione alle misure, viene fuori una struttura perfetta anche per i limitati strumenti di un hobbista.

Creata la struttura «portante», ho pensato di sistemare un altoparlante da una quarantina di Watts (recupero dell'impianto stereo della mia prima auto del 1985) e un tweeter a tromba piezoelettrico (recupero dell'impianto della mia seconda macchina del 1989) ancorati alla parete frontale mediante delle boccole filettate per viti da 4 mm, inchiodate sulla facciata interna.

Dal punto di vista meccanico, la soluzione si è rivelata ottimale: restava ora da fare la parte elettrica!

Un bicchiere di legno...

Non avevo disponibili quelle clips con i colori rosso e nero che si usano negli alimentatori (da max 6 A) e negli speaker «comprati» e non mi andava di aspettare ordinandoli in rete; pertanto, mi sono inventato un foro in legno con il tappo in fondo cui avvitare una presa RCA. La presa è, in questo modo, «incassata» in una specie di bicchiere sistemato nella parete posteriore del mio speaker conferendo, all'insieme, un certo ché di professionalità.

I collegamenti elettrici

Apparentemente semplici: basta collegare i due diffusori (altoparlante e tweeter) in parallelo, ponendo un filtro per l'altoparlante delle alte frequenze.

Il solito filtro costituito da un condensatore, secondo la regola che maggiore è la capacità, più bassa la frequenza di taglio e, più bassa è la frequenza di taglio, maggiore possibilità c'è di danneggiare il tweeter... Quindi, la domanda è: che valore dare al condensatore di filtro passa-alto?

Per star tranquillo, l'ho girata al solito e paziente Saverio, IK7IWF, che mi ha fornito talmente tante informazioni che ho pensato fosse un peccato lasciarle sulla nostra chat privata.

Filtro passa-alto con condensatore: la discussione

È diventato subito chiaro, grazie alle spiegazioni ricevute, che la BF (Bassa Frequenza) dell'audio musicale è una componente «alternata», quindi non ci si può mettere un normale condensatore elettrolitico. Sui filtri crossover si usano, infatti, condensatori elettrolitici «non polarizzati»; di conseguenza è necessario mettere proprio questo tipo di condensatori. Per quanto riguarda, invece, il valore del condensatore, bisogna sapere che tipo di tweeter sarà montato, perché se è un piezoelettrico, puoi anche mettere un condensatore un po` più alto (quindi con taglio delle frequenze più in basso), tanto non si danneggia, ma se si tratta di un tweeter magnetodinamico i problemi potrebbero esserci di sicuro. Tutto ciò premesso, 4,7uF NP (non polarizzato) dovrebbe andare bene...

Sgomento... non ho in casa un condensatore non polarizzato da 4,7 mF. Pertanto, penso di risolvere con due condensatori da 10 mF posti in «antiserie» con i due poli positivi insieme e i due poli negativi a Tweeter e uscita audio.

Sottopongo la mia soluzione autarchica a Saverio: «se hai un tweeter piezoelettrico un valore più alto non spiace. Per quanto riguarda i due condensatori in "antiserie" è un sistema che va bene per le basse potenze. Per i tweeter piezoelettrici a bassa potenza si possono mettere anche i condensatori elettrolitici normali, tanto il cristallo piezoelettrico non conduce e il condensatore rimarrà caricato. Per le alte potenze, per poter impiegare condensatori elettrolitici normali, bisognerebbe avere un tweeter che abbia almeno il doppio di potenza rispetto a quella dell'amplificatore e il condensatore col doppio di tensione di rottura. La configurazione "antiserie" è sconsigliata per le alte potenze».

È proprio il mio caso: si tratta di pochi Watts audio provenienti da un amplificatorino cinese e anche la soluzione con i due condensatori in antiserie dovrebbe andar bene.

Distinguere un tweeter piezoelettrico da uno magnetico

Per sapere cosa c'è sul tavolo del laboratorio esiste un semplice trucco: un diffusore magnetodinamico ha la classica bobina collegata al cono di carta che pone i due terminali in cortocircuito; al contrario, nel diffusore piezoelettrico, i due terminali sono isolati.

Pertanto, basta un semplice tester: se ci sono pochi ohm, è magnetico, se è «infinito» (i contatti sono isolati tra loro) è piezo. Facile e pulito

Condensatori elettrolitici non polarizzati

I condensatori elettrolitici sono sempre (o quasi) polarizzati. Tuttavia, nei filtri audio (ma anche altrove...) vengono usati condensatori di grandi capacità non polarizzati. Ma come è fatto un elettrolitico non polarizzato?

La soluzione che banalmente viene in mente è che ci siano due condensatori in antiserie nello stesso piccolo case: sarebbe una «cinesata», in realtà, perché il processo di realizzazione di un condensatore di non polarizzato è ben diverso.

Un condensatore elettrolitico «normale» è fatto da due sottili fogli di alluminio, uno dei quali ha uno strato di ossido, separati da un foglio impregnato di elettrolita: la chiave di tutto, quindi, è l'ossido depositato su uno dei due fogli di alluminio... nel caso di un condensatore NON POLARIZZATO l'ossido è presente su entrambi i film...

Nel caso di un condensatore polarizzato, la polarità è tra anodo ed elettrolita ed il catodo serve da «collettore» per le cariche elettriche... Invertendo la polarità, anodo ed elettrolita finiscono in corto, distruggendo di fatto il condensatore (in pratica, esplode!)

In caso di corrente alternata, anche un solo condensatore resisterebbe al rapido cambio di polarità indotto dall'audiofrequenza, ma durante quel cambio farebbe «da diodo» impedendo, di fatto, la riproduzione di una delle due semionde dell'onda sonora.

Nel caso di due condensatori polarizzati in antiserie (o di un condensatore non polarizzato), il problema evidenziato nel periodo precedente dovrebbe risolversi, al netto di perdite dovute alla resistenza intrinseca degli stessi condensatori. Altro fattore importante è la corrente massima che dovrebbe corrispomndere alla minima tra i due usati: nel mio caso, non avendo altro, ho collegato in antiserie due condensatori da 10 mF e 16 Volt (in realtà, poco più di 11 mF, provati con un capacimetro e scelti accuratamente tra tanti).

Infine, molto importante: la polarità dell'altoparlante

L'altoparlante che ho usato come woofer (in realtà serve tutte le frequenze) non aveva indicazione dei poli ma solo un terminale più stretto ed uno più largo... Come individuare il polo positivo tra i due terminali dell'altoparlante?

Il trucco è presto servito: prendere una piletta da 1.5 volt (anche una ricaricabile da 1.2 va bene) e collegarla ai due poli: se il cono spinge in fuori, il polo positivo della pila corrisponde al polo positivo dell'altoparlante

Se i due poli sono invertiti, anche rispetto al secondo altoparlante, le basse frequenze si annulleranno reciprocamente, dando una sensazione strana nell'ascolto (un suono poco presente) e, nella migliore delle ipotesi, otterremo uno sfasamento di 180 gradi nel suono stereofonico...

In conclusione

Anche la costruzione di un semplice sistema di altoparlanti a due vie richiede studio: considerato lo spazio a disposizione, non ho effettuato calcoli per le dimensioni della cassetta di legno ma l'ho realizzata per le mie esigenze; ho preferito un blocco incollato, senza viti o chiodi, su cui legare con bulloncini i vari elementi.

Alla fine, il lavoro, non sembra proprio venuto male ; esteticamente, ho preferito lasciare il legno «al naturale», con più passate di fondo nitro a pennello e rifinitura a cera; certamente meglio di quei sistemi economici fatti di MDF e impiallacciati con un sottile strato di plastica color finto legno...

...ne faccio subito un altro!

Costruire un altoparlante per la stazione radioamatoriale non è mai cosa facile; tuttavia, quando hai trovato un metodo valido, dopo il primo ne costruisci subito un altro

Per il nuovo altoparlante, ho realizzato un cubo di legno delle dimensioni di 13x13x12 cm; un bordo blocca la parete frontale che è solidale, mediante dei tubi di alluminio da 6 mm filettati per viti da 4 ma, alla parete posteriore, a sua volta ancorata alla "scatola esterna" mediante due bulloncini e contenente i due fori per sfiato e connettore

Per la "recensione" della mia nuova realizzazione, ho voluto usare, tra il serio ed il faceto, la presentazione di un blasonato altoparlante per comunicazione di una nota (e costosa) azienda estera; eccola:

Lo speaker per comunicazioni XJA-SP è un altoparlante di recupero progettato su misura per lo spazio disponibile in stazione; è chiaro che, per godere davvero dell'esperienza di ascolto della radio, c'è bisogno di un altoparlante di alta qualità economico e, magari, anche recuperato dal cassonetto.

Dopo aver completato il primo diffusore a due vie il cui funzionamento dà grande soddisfazione, Franco XJA ha sentito la necessità di farne un secondo con gli avanzi del primo, però con un cabinet più compatto e trattato con mordente nel colore di una essenza più scura.

La chiave per un suono di qualità dell'altoparlante è la dimensione del magnete. XJA-SP ha un altoparlante da 8 Ohm a due vie coassiale con un robusto magnete da ben 500 grammi e 80 mm di diametro, con una risposta in frequenza da 60 Hz a 20 kHz e una potenza nominale di almeno 30 Watts. Non se ne conosce il costruttore ma, a giudicare dal peso, sembra proprio di buona qualità

L'altoparlante è stato dotato di un cabinet in legno fatto a mano con il multistrato da 4 mm avanzato dalla costruzione del primo diffusore e da pezzi di sottile compensato di betulla da 3 mm recuperato da una cassetta che conteneva verdura, finita, quest'ultima, in insalata; un cabinet realizzato apposta e tutto "Made in Home" ad opera di IK7XJA.

Il diffusore XJA-SP arricchirà la mia esperienza di ascolto con la bellezza di un cabinet in legno di recupero fatto a mano, dall'aspetto visivamente appagante (l'ho fatto io!), e con un suono di elevata qualità.

Però, ancora adesso, non mi spiego come mai, questo altoparlante, era finito tra i rifiuti...

A questo punto, come giusto complemento, ho realizzato un breve video della realizzazione ìe della fase di montaggio, oltre che ad un test di funzionamento con musica e parlato, usando audio diversi: