Diseño y construcción de un Gabinete para Bajo
A lo largo de unos 20 años he tenido varios gabinetes de las marcas más conocidas, desde los cubitos hasta los roperos. La mayoría de ellos tiene una sonido característico: "La firma sonora de cada fabricante".
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| Ampeg Classic 8x10 |
En ocasiones esta curva característica obedece a criterios de diseño y hay muchos gabinetes que realmente suenan muy bien así. Sin embargo, la mayoría de los gabinetes comerciales tienen 2 características en común:
1) Por su tamaño (casi siempre menor al óptimo) y el tipo de bocinas que utilizan. No logran reproducir todo el rango de frecuencias del bajo eléctrico. Especialmente nos quedan a deber en el rango de los 40hz a 80hz que es donde se encuentra la frecuencia fundamental de la mayoría de las notas (E=42.3Hz, B=30.7Hz). Aunque esto no es tan grave ya que nuestro cerebro 'recompone' la frecuencia fundamental a partir de los primeros y segundos armónicos; sí hay una gran diferencia en cómo se sienten las notas más graves cuando tienes suficiente respuesta en ese rango llamado el Low End.
Por otro lado, una bocina que logra reproducir buenos graves simplemente no puede reproducir buenos agudos! Es por eso que algunos gabinetes incluyen tweeters como estos:
Por cierto, los twitters de titanio, bullet tweeters, supertweeters, etc. Sólo son eficientes arriba de 4-5KHz y generalmente tienen unos niveles de distorsión inaceptables. Afortunadamente la tecnología ha avanzado mucho y hoy en día se pueden encontrar bocinas de 5 a 6 pulgadas capaces de reproducir hasta los 10Khz. (más que suficiente para el bajo eléctrico) con una fidelidad y calidad de sonido 1000 veces mayor que esos horribles tweeters chinos.
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| Hiwatt 4x12 |
Nota: Si quieres profundizar en este tema te recomiendo visitar este foro. Hay mucha información muy interesante respecto a los famosos gabinetes fearFul de greenboy. O por supuesto los millones de temas que se discuten en el foro más grande de bajistas del mundo: TalkBass
2) Mientras más grande es una bocina, mejor reproduce las frecuencias graves pero sus medios y agudos son más direccionales, es decir: tienen un pobre patrón de dispersión. Una bocina más pequeña (6.5") reproduce mucho mejor el rango crítico entre 600Hz y 2kHz con una dispersión uniforme. Esto significa que lo que escuchas frente al gabinete es lo mismo que escuchas a 45 grados.
No voy a ponerme muy técnico aquí porque no soy un experto pero hay miles de recursos en toda la web que explican estos temas ampliamente.
Pasemos entonces a responder la pregunta inicial.
Objetivos de diseño:
Drivers (bocinas) seleccionadas:
- Un gabinete capaz de reproducir fielmente todas las frecuencias del bajo eléctrico. Incluyendo bajos de 5 cuerdas o "detuned".
- Que permita que cada instrumento, cada efecto, cada ecualización suene a lo que suena, y no que todo lo que pase por ese gabinete suene a ese gabinete en particular. Esto se logra con una respuesta de frecuencia lo más "plana" o "transparente" posible.
- Que sirva como una referencia fiel o monitor de lo que estoy mandando por línea al PA.
- Que me permita moverme en el escenario o cuarto de ensayo sin perder el rango crítico de medios. Osea, sin tener que "apuntarme" el gabinete.
- Que un solo gabinete genere una presión sonora (volumen) suficiente para llenar sin problemas cualquier cuarto de ensayo y lugares medianos. Que 2 Gabinetes sean suficientes para cualquier lugar. Incluyendo lugares grandes o al aire libre.
- Que use sólo los mejores componentes en bocinas, filtros, acabados, hardware, etc.
- Pequeño, ligero y bonito (nótese que "barato" no está en la lista)
Drivers (bocinas) seleccionadas:
Para el woofer elegí una Eminence Kappalite 3012LF que con una frecuencia de resonancia de 37Hz, una excursión máxima de más de 9mm (15mm antes de causar daño) y un motor potentísimo de 450 Watts (900 Watts. music program) es capaz de producir más presión sonora (dB) que la mayoría de los gabinetes 4x10 y 2x12.
El resto del espectro sonoro quedará a cargo de la maravilla de medio italiano Faital Pro W6N8-120 que tiene un rango de frecuencias desde 100Hz hasta 10KHz con un patrón de dispersión excelente y un sonido claro y preciso.
Las dos bocinas cuentan con imanes de Neodimio (más ligeros) y tienen características térmicas de P.A.
Diseño del Gabinete:
Esta etapa es muy importante ya que determina la profundidad y pegada de todo el conjunto. Todo se diseña a partir de las bocinas. No se debe copiar el diseño de otro gabinete que esté hecho para otra bocina, sino elegir primero las bocinas y después diseñar y construir el cajón.
Para este diseño utilicé un programa llamado BassBox Pro 6 con el que después de muchas vueltas y optimizaciones llegué al siguiente diseño:
Tipo de cajón: "Vented" (con puertos o ventanas), Volumen Interno: 62.5Lts , Fb=46Hz. (frecuencia de resonancia del cajón) F3=50Hz., F10=36Hz.
Lo que todo eso significa junto con las gráficas anteriores es que aún metiéndole 700 watts la bocina no llega a sus límites de excursión (no distorsiona) y la velocidad del aire al pasar por el vent no supera los 25m/seg. (no chifla) y es capaz de generar un volumen de aprox 124 dB. En pocas palabras UNOS GRAVES BRUTALES! El medio Faital Pro estará en su propio cajoncito sellado dentro del cajón principal.
Poner aquí imagen del Diseño del baffle y del 12'6'1
Construcción:
El gabinete se construyó con Multiply de ARAUCO de primera de 1/2" de espesor. Aquí todas las piezas recién cortadas:
El armado del cajón es relativamente fácil. Sólo se unen las piezas con pegamento de madera o No más clavos para exteriores. Hay que fijar con tornillos (yo uso de los que venden en Home Depot que son para paneles de yeso porque agarran muy bien las puntas de mi desarmador eléctrico y son muy filosos, no se necesita taladrar) que después de 24 horas se pueden retirar para aligerar el gabinete. Todos los hoyos que quedan se tapan con resanador de madera y se lija con bloque.
En la siguiente imagen se pueden ver los refuerzos en todas las paredes internas. Estos sirven para darle rigidez al cajón pero principalmente para que los paneles no vibren en las frecuencias del instrumento, sino más arriba donde ya no pueden interferir con el rango crítico de frecuencias medias.
Aquí se puede ver en detalle el ¨relleno¨ que usé en todas las paredes internas. Es un material que tiene propiedades muy buenas de absorción acústica. Esta parte es muy importante porque absorbe el sonido que sale de atrás de la bocina para que no salga por el vent y pueda provocar algún problema de cancelación o de fase.
Ese material rosa es de fibra de vidrio, entonces fue necesario cubrirlo con una tela acústicamente transparente que no deje volar las partículas. De lo contrario se convertiría en un cañón de pica pica.
Actualización: Para las siguientes versiones de este gabinete cambié al material rosa por este material acústico que tiene las mismas propiedades y es más fácil de manejar.
Primeras pruebas (Medición de impedancia y diseño del crossover):
Una bocina se comporta de manera diferente según el cajón donde esté metida. Los fabricantes de bocinas cuando publican las especificaciones y curvas de frecuencia e impedancia (importantísimas para calcular los componentes del crossover) usan mediciones "al aire libre". Obviamente eso no nos sirve y tendremos que medir la impedancia real de nuestras bocinas. Para esto utilicé un programa llamado RoomEq Wizard que es una maravilla para mediciones acústicas (otro de mis hobbies). No entraré en detalles pero si te interesa el tema, en su página web hay información para años de interesantes desveladas.
El siguiente paso es simular el crossover con las curvas obtenidas, para esto usé un excelente recurso llamado Free Passive Crossover Excel 7 que es un archivo de excel que te evita mucho, pero mucho trabajo y complicadas fórmulas. Un recurso más para volverse loco: www.diyaudio.com/
El diseño final tiene filtro Low Pass y un High Pass de diferentes órdenes con una frecuencia de corte que optimiza la respuesta y evita problemas de fase. Con esto se le saca el mejor jugo posible a cada una de las bocinas sin ponerlas en riesgo.
De la computadora a la vida real
Una vez que se tienen los valores de los componentes de los filtros pasivos viene el problema más grande de todos: conseguirlos! Los inductores se pueden conseguir o fabricar de forma casera con un poco de alambre de cobre, pero desafortunadamente en México es muy difícil conseguir buenos capacitores. Así que hay que recurrir a Internet. Los mejores capacitores para audio son los de polipropileno metalizado de Erse Audio. No son baratos incluyendo envío e impuestos y además en etapas de desarrollo como esta hay que pedir varios valores alrededor de los valores que pensamos usar.
El siguiente paso es crítico. Como no tengo una cámara anecóica tuve que usar el lugar más grande posible y encontrar el punto de referencia más plana en todo el espacio, esto con ayuda del Room Eq Wizard y un micrófono profesional de medición y un monitor de estudio de respuesta supuestamente plana.
Se arma un prototipo del crossover y se van probado cada uno de los componentes midiendo la respuesta de frecuencia de la zona de crossover. También recomiendo escuchar música muy conocida a través del gabinete. A veces un buen oído es mejor que cualquier tecnología!
Esta es la respuesta de frecuencia de algunas de las combinaciones:
Y esta es la combinación ganadora:
Nota: los picos y valles que se observan por debajo de los 200Hz son generados por la respuesta acústica (modal) del cuarto y no deben ser tomados en cuenta al analizar esta gráfica.
Actualización: Este es el crossover final ya en tarjetas de circuito con componentes Erse Audio Serie X-Pulse (calidad de audiophile). Soldadura hecha a mano y punto a punto.
REALMENTE tenemos una respuesta de frecuencia casi plana entre 45Hz y 8Khz (Tomando los puntos donde cae -3dB por debajo del promedio). Los fabricantes normalmente toman tramposamente los puntos donde la respuesta de frecuencia cae -10dB y lo llaman "Usable Frequency" o aún peor en español lo llegan a traducir como "respuesta de frecuencia" sin más explicación. Si hacemos lo mismo aquí podríamos decir que este es un Gabinete de 450 watts RMS a 8 Ohms con respuesta de frecuencia de 35Hz a 10Kh. ¿Brutal no?
Acabado y armado Final
El acabado de este gabinete decidí hacerlo con Duratex que es un recubrimiento impermeable que se aplica con rodillo y que simula el clásico tolex pero es mucho más duro y resistente que el vinil, de hecho queda como piedra y protege el gabinete. El tutorial para dar este acabado se encuentra AQUÍ
Para cubrir el baffle construí un marco con madera de encino y lo forré con tela acústica vintage tipo fender pero al tratar de colocarlo me di cuenta de que la tela quedaba demasiado cerca de las bocinas y no las quise arriesgar y mejor utilicé malla metálica (En la siguiente versión voy a corregir esto porque realmente me gusta ese acabado vintage).
Aquí el gabinete terminado junto con mi hermosa Monique:
Los últimos detalles que se agregaron fueron:
- Patas de hule abajo y en un lado.
- Conectores Speakon.
- Switch para desconectar el medio (usar como Sub-woofer) y L-pad (atenuador) de -6dB para los medios.
- Esquinas cromadas.
- Agarraderas Penn Elcom.
- Suspensión de hule espuma para la malla metálica.
Especificaciones finales:
- 450 Watts RMS /900 Watts Máx 8 Ω
- Sensitividad: 95.5 dB @ 1 Watt
- Máx SPL: 126 dB @900 Watts
- Resp. frecuencia: 35Hz-10 KHz (±10dB) / 45Hz-8.5 KHz (±3dB)
- Medidas: 52cm Ancho - 47cm Alto -41cm Profundidad / 20.5” W - 18.5” H -16” D
- Peso: 19Kg. / 41 lbs
Actualización: ¿Cómo suena? Bueno, pues suena como suena tu bajo pero a 126dB. Ésa era la intención desde el principio. El audio de este video ilustrativo fue grabado en el estudio Kaynah en la ciudad de México. Consta de 4 líneas sencillas grabadas con diferentes bajos eléctricos y un Babybass Tamariz (Gracias a Víctor Tamariz por grabar esa parte). Cada una se reprodujo en el gabinete y se grabó de frente y a 45 grados con un micrófono de medición Dayton Audio (respuesta plana).
