Enconado de Parlantes y Construccion de Bafles Parte 1

72 ELECTRONICA y servicio

ENCONADO DEBOCINAS Y

CONSTRUCCIONDE BAFFLES

Primera de dos partes

ENCONADO DEBOCINAS Y

CONSTRUCCIONDE BAFFLES

Primera de dos partes

Oscar Montoya Figueroa

En este artículo explicaremoslas bases teóricas mínimas

para que comprenda losprincipios de operación de una

bocina típica, así como elprocedimiento para repararuno de estos dispositivos en

caso de que se llegue a dañar;en el próximo número

estudiaremos cómo construirbaffles que cumplan con los

principios de la acústica,garantizando así un sonido

claro y agradable en todomomento.

Las bocinas

Denominamos “bocinas” o “altavoces” a los dis-positivos capaces de transformar una señal eléc-trica en sonido audible.

Como las bocinas son dispositivos electrome-cánicos, su uso continuo durante cierto tiempoprovoca el deterioro de sus partes mecánicas;además, puesto que el costo de su reparación esmuy pequeño comparado con el precio de la uni-dad completa, es muy conveniente conocer elprocedimiento que debe seguirse para repararlas.

Una bocina está formada por tres partes bá-sicas: un cono que impulsa el aire y genera lasondas de sonido, una bobina móvil de alambreunida al cono y un imán permanente fijo que, eninteracción con esta última, produce el desplaza-miento del cono (figura 1).

Algunas otras partes de refuerzo mecánicoson necesarias para el buen desempeño de labocina; entre ellas se puede mencionar a la sus-pensión, la cual, apoyada en la propia estructura

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de la bocina, sostiene al cono; a la vez, permiteque éste se desplace longitudinalmente. El gradode rigidez del cono repercute en las característi-cas de reproducción del sonido; mientras queuna suspensión muy rígida provoca que la bocinatenga un espectro de sonidos agudos, una sus-pensión suave permite que la misma tenga ciertacapacidad para reproducir sonidos graves.

El espacio en que se coloca la bobina móviles muy estrecho; es el área entre el imán perma-nente y la estructura metálica. Si la bobina esmal colocada, seguramente hará contacto conlas paredes de la cavidad; para evitar este proble-ma se coloca una tela rígida, la cual mantieneen posición a la bobina (figura 2).

Principio de operación

Cuando una corriente eléctrica es aplicada enlas terminales de la bobina, ésta genera un cam-po magnético que interactúa con el campo delimán permanente, obligando al cono a despla-zarse hacia adelante y hacia atrás, según sea lapolaridad de la corriente aplicada.

En sus partes frontal y posterior, el cono de labocina genera ondas de sonido inversas entresí; o sea, cuando en la parte frontal el aire secomprime en la parte posterior se hace menosdenso, y viceversa. Para entender mejor el pro-ceso observe la figura 3.

Las características mecánicas de las bocinasevitan que éstas, de manera individual, puedanemitir sonidos perfectamente fieles; se requiereentonces de por lo menos tres en conjunto, quede manera especializada cubran toda la gamade sonidos y armónicas requeridos (figura 4). Por

Figura 1

Cono

Conector

Bobina

Imánpermanente

Estructurametálica

Suspensión

Partes de una bocina de bobina móvil Figura 2

Expansión

Compresión

Expansión

Compresión

La bobina genera dos ondas inversas, una al frente y la otra en la parte posterior. Si ambas ondas se encontrasen en el espacio, se anularían reduciendo la intensidad del sonido generado.

Durante el ciclo positivo el conoavanza, comprime el aire alfrente y lo expande atrás.

Durante el ciclo negativo el conoretrocede, expandiendo el aireal frente y comprimiéndolo atrás.

11

2

2

2

1

Figura 3

Partes de una bocina de bobina móvilSuspensión

Cono

Estructura metálica

Imán permanente


esta razón se construyen bocinas para bajos (so-nidos graves), medios y altos (sonidos agudos).La suma de los espectros de emisión de frecuen-cias de cada una, hace que se pueda tener unareproducción de mayor calidad.

Descripción de fallas

Si su sistema de audio (estéreo casero, reproduc-tor del automóvil o radio portátil) pierde suscaracterísticas de reproducción fiel, se producenruidos o distorsiones en el sonido, o simplementeéste ha dejado de escucharse, significa que seha producido una falla. A continuación señalare-mos algunas de las condiciones y puntos a consi-derar al momento de hacer la revisión de su equi-po de sonido.

No hay sonidoSi no se escucha absolutamente nada, recurra abaterías o directamente a la línea comercial (se-gún sea el caso) para verificar que el sistema estéalimentado; también asegúrese de que estéencendido y con un nivel de volumen medio.

Verificar señal de salidaSi lo anterior no es la causa del problema, useun juego de bocinas o audífonos para verificarque exista señal de salida. Si no se recibe res-puesta, significa que el problema se encuentraen la sección de salida de los amplificadores in-ternos del aparato (fallas que quedan fuera delobjetivo de este artículo).

Problemas en bocinas de salidaEn caso de que el problema no sea interno, sinoque esté en las bocinas de salida, le recomenda-mos ejecutar los siguientes pasos:

a) Verifique visualmente el estado del conector.Si se encuentra oxidado, trate de restaurarlocon la ayuda de una lija suave o de una gomapara tinta.

b) Si se encuentra dañado, proceda a sustituirlo.c) Si se encuentra en buen estado, pero su sis-

tema no lo utiliza, pruebe la continuidad delos cables de las bocinas; para el efecto, utiliceun multímetro o un circuito de continuidad.

d) En caso de encontrar algún corte interno, sus-tituya el cable o elimine el tramo afectado.

Falla en la bocinaSi ha determinado que la falla se encuentra enla bocina, pruebe primero la conductividad de labobina; para ello debe conectar un óhmetro entrelas terminales de la misma. Observe las condicio-nes del cono de la bocina; una suspensión dete-riorada o un cono fracturado o roto, son indiciosde una mala operación. En caso de haber un falsocontacto en los conectores de la bocina o un ca-ble suelto en ella, será necesario resoldar o rem-plazar las terminales dañadas.

Daño en el conoSi hay un daño mayor en el cono o la bobina,deberá ejecutarse el procedimiento de enconado;puesto que se reemplaza con todas las partesdañadas, la unidad quedará como nueva.

Enconado de bocinas

Supongamos que se encuentra dañada una boci-na para medios de ocho pulgadas, con cono cir-cular. Para la reparación de la misma, se requieredel siguiente material (figura 5):

• Pegamento negro o blanco para bocina (el úni-co equivalente es el de la marca UHU).

Figura 4

Bocina paraagudos

Bocina paramedios

Bocina paragraves

Cor

tesí

a: O

NK

YO


• Una bobina con el tamaño adecuado (segúnsea el tamaño del centro de la armadura de labobina) y de la misma impedancia que la bobinaoriginal (4, 8 ó 16 ohms).

• Un cono de ocho pulgadas (o del tamaño de labocina que se va a enconar).

• Un centrador del tamaño apropiado.• Una tapa para centro (es una tapa de plástico

o cartón, que cubre la parte superior de labobina y evita que el polvo entre a la cavidadde desplazamiento de la misma).

• Alambre trenzado flexible, que permite realizarlas conexiones entre la bobina móvil y el conec-tor fijo. Tiene que ser este tipo de cable, ya quees capaz de soportar los continuos movimien-tos mecánicos que se producen cuando la bo-cina suena; si se coloca un cable que no seatrenzado flexible, después de cierto tiempoterminará por romperse.

En tiendas de electrónica especializadas, ustedpuede encontrar todos estos artículos. Cuandolos vaya a adquirir, fíjese que tengan las mismascaracterísticas de los originales; de preferencialleve la bocina dañada en cuestión, para asegu-rarse de que los artículos sean los apropiados.

Por otra parte, recuerde que un buen trabajodepende también de contar con la herramienta

necesaria: una navaja (cutter), un cautín de 15 a30 watts, unas pinzas de punta, unas pinzas decorte y un multímetro.

Procedimiento

1) De la estructura de la bocina, separe cuidado-samente la suspensión con la navaja. Ense-guida corte la orilla del centrador y, finalmen-te, los cables que van hacia el conector de labocina; entonces el cono y la bobina podránser separados libremente de la estructura me-tálica (figura 6). No tire esta parte, ya que leservirá más adelante.

2) Retire por completo los restos de pegamentoque hayan quedado en el lugar de la suspen-sión y del centrador, y limpie la superficie conun poco de thinner u otro solvente (evite dañarla pintura de la estructura).

3) Observe atentamente la cavidad en que se alo-jaba la bobina; si en el interior encuentra pol-vo o restos de materiales no identificados, re-tírelos con ayuda de una aguja delgada; limpieese mismo sitio con un poco de alcohol indus-trial. Si en él existe óxido, elimínelo con trozospequeños de lija fina para metales.

4) Cumplido lo anterior, hay que unir las nuevaspiezas: la bobina móvil y el cono; al hacerlo,procure que éste quede a la misma altura queestaba el original y compárelos; si es nece-sario, utilice una regla para medir la distanciaadecuada (figura 7). Por lo que respecta a lanueva bobina, si la coloca a una distancia ma-yor de la original, es muy probable que se de-tenga en el fondo de la armadura y que, porconsecuencia, se produzcan distorsiones du-rante su funcionamiento; si la coloca a unadistancia menor de la original, el campomagnético generado por ésta no podrá inte-

PEGAMENTO

Cono con suspensiónPegamento cristalino Bobina CentradorCable trenzadoflexible Tapa para centro

Materiales Figura 7

Figura 6

Suspensión

Cono

Bobina

Espacio parala bobina móvil

Orilla para fijar la suspensión

Retire la bobina y el cono, y limpie adecuadamentela estructura de la bocina.


ractuar al cien por ciento con el campo del imánpermanente; entonces la bocina se escu-charácon una intensidad muy baja.

5) Una vez que la bobina ha quedado en la posicióncorrecta, póngale pegamento para fijarla al co-no; déjela secar por unos instantes (figura 8).

6) Con una aguja delgada, haga dos perforacio-nes en la parte superior del cono; ambos de-ben quedar cerca del centro, a la altura de losalambres de la bobina, para qué estos pasena través de ellos (figura 9A). Fije los alambresen el cono, colocando a lo largo de la trayecto-ria de cada uno de ellos un poco de pegamen-to; deje libres de dos a tres centímetros, pararealizar una conexión futura (figura 9B).

7) Coloque el centrador en la parte posterior delcono, exactamente a la altura en la que seunen la bobina y el cono; fíjelo a éstos, po-niéndole encima un poco de pegamento; déje-lo secar por unos instantes (figura 10).

8) Ahora monte el cono y la bobina en la estruc-tura metálica; para ello, primero presente las

partes e induzca el movimiento del cono em-pujándolo suavemente hacia adentro de la bo-cina; haga este movimiento tantas vecescomo sea necesario, hasta que la bobina entreen la cavidad sin hacer contacto con las pare-des (esto se comprueba fácilmente, si al em-pujar el cono no se escucha ningún ruido).Una vez colocado en la posición correcta,mantenga fijo el cono con una mano; con laotra, coloque pegamento alrededor del centra-dor de la bocina; deje secar por unos instantes(figura 11).

9) Tan pronto como haya secado el pegamentoque se aplicó al centrador, pegue la suspen-sión del cono en la orilla de la bocina.

10) Es el turno de realizar las conexiones finaleshacia el conector de la estructura metálica dela bocina. Para ello, hay que hacer un par deperforaciones cercanas a las terminales de lasbocinas que pegamos. Corte un par de tramosde cable flexible trenzado (aproximadamentecinco centímetros), y páselo a través de lasperforaciones, dejando un centímetro de largopor encima de la parte superior del cono.

Altura de labobina al cono

Altura de labobina al cono

Cono dañado

Cono nuevo

Figura 7

Pegamento

ConoSuspensión

Bobina

Para fijar la bobina al cono, coloque pegamento por la partesuperior alrededor, evitando que se escurra hacia abajo.

Figura 8

Cono

Bobina

Terminalesllibres Pegamento

Bobina

Perforaciones (fijar los alambres en este lado con un poco de pegamento)

Suspensión

Cono

A

B

Figura 9

Bobina

Centrador

Coloque el pegamentoentre el centrador yalrededor del cono.

Cono

Suspensión

Terminales

Figura 10


Con la navaja, raspe ligeramente las termina-les de la bobina (ya que éstas se encuentranbarnizadas). Conecte cada terminal a un cableflexible y suelde las uniones; recorte lo másposible el sobrante de la unión de los alambresy protéjala con un poco de pegamento paraque se mantenga fija al cono. Los extremossobrantes del cable flexible deben soldarse alas terminales de la bocina, evitando que que-den estirados; por el contrario, deben quedarun poco holgados (figura 12).

11) Finalmente, pegue la pequeña tapa cubre-polvos de la bobina; colóquela por sobre elcono de la bocina.

Comprobación

La mejor forma de comprobar el estado de unabocina, consiste en tratar de escuchar música a

través de ella; en tal caso, la de tipo clásico repre-senta “la prueba de fuego” (también puede usarun disco con patrones de audio, como señalessenoidales y cuadradas). Analice los resultados.

Pero si para esta comprobación prefiere em-plear un circuito sencillo, le recomendamos ungenerador de tonos que usted mismo puedeconstruir y que es completamente portátil. Loúnico que tiene que hacer es colocar las salidasdel circuito en las terminales de entrada de labocina en cuestión, y variar la frecuencia conayuda del potenciómetro (figura 13).

Baffles

Los baffles o recintos infinitos son dispositivosque alojan a las bocinas de un sistema de sonido;sirven como estructura y modifican las caracte-rísticas de emisión de sonidos de las bocinas alas que alojan. Así por ejemplo, cuando se deseaque una bocina suene un tanto grave, se colocadentro de un baffle lo suficientemente grandepara lograr la resonancia deseada (figura 14).

Ya mencionamos que en una bocina se gene-ran dos ondas de sonido, inversas entre sí; cuan-do ambas se encuentran en el espacio físico, seanulan mutuamente y entonces se pierde casi latotalidad del audio original. Los baffles se cons-truyen para eliminar este efecto y para reaprove-char la señal inversa de sonido, sumándola a laonda de emisión frontal.

Cono

Imán permanente

CavidadCentrador

Estructura metálica

Suspensión

Coloque cuidadosamente la bobina móvil dentro de la cavidad, sin que ésta roce las paredes internas, y fije el centradorcon pegamento.

Uniones de la bobina al cable flexible

Unión del cable flexiblea las terminales deconexión de la bobina

Figura 11

Figura 12

555

El 555 es un circuito integrado llineal de ocho terminales,éstas se indican en el diagrama.

Potenciómetrolineal de 1MΩ

Resistencia de 1KΩ a 1/2 Watt

Capacitor

8 4

7

6

2

3

1

(+)

(-)

Capacitor4.7 µfd

Terminalesde salida(colocar caimanes)

(+) y (-) se conectan a una pila cuadradade 9 volts.

Circuito generador de tonos

0.01 µfd

Figura 13


En general, podemos decir que un baffle es“una caja de madera o plástico con dimensionesadecuadas para imprimir en el audio carac-terísticas que lo hacen más fiel” (es decir, unasensación de “realidad”); las bocinas se colocanen una de las caras de la caja, y el sonido de laonda inversa se aprovecha de diferentes maneras.

En todo baffle se colocan por lo general al me-nos tres bocinas especializadas, a fin de cubrirla gama de frecuencias requeridas. Pero las seña-les de audio son separadas internamente en tresgrupos: graves, medios y bajos; por eso cada unade las bocinas recibe ya una señal especifica areproducir, y de ahí que la calidad del sonido seamayor. A los circuitos que separan la señal deaudio, se les conoce con el nombre de “filtrosseparadores” o Cross-over.

Tipos de baffles

Existen muchos tipos de baffles, cada uno concaracterísticas que determinan la eficiencia delsistema de sonido. A continuación hablaremosde los modelos más importantes, los cuales pue-den servir de guía para construir sus propios mo-delos.

Baffle infinitoBásicamente consiste en una caja rectangular ce-rrada por todas sus caras, y en cuya parte frontalse abren los espacios necesarios para colocarlas bocinas que formarán parte de ese canal deaudio. Se llama “baffle infinito”, porque el audioemitido por la bocina en su parte frontal viajaen el espacio libremente y no existe la posibilidadde que se encuentre con su señal inversa -quese encuentra atrapada dentro de la caja del baffle.El aire dentro de la caja modifica el sonido queemite la bocina, al aumentar la resistencia deldesplazamiento del cono; para esto se puedenutilizar bocinas con suspensiones muy suaves(figura 15).

Con este tipo de baffles se obtiene un aumentoen la frecuencia de resonancia de la bocina, ade-más de una disminución en la banda de frecuen-cias bajas a reproducir. En general, se obtienemuy buena respuesta a las bajas frecuencias conmuy bajo volumen, y una suave atenuación enla respuesta por debajo de la frecuencia de reso-nancia.

Bocinas para agudos

Bocinas para graves

Bocinas para medios

Cortesía: JAMO

Figura 14

Pantalla o cajade madera o

plástico

Bocina para agudos

Bocina para medios

Bocina para graves

Caja sin salidaexterna

Las ondas inversasquedan atrapadasen el interior

Ondas desonidofrontales

Madera de 1/2 pulgada de espesor.Se obtienen buenos resultados al tapizarlas paredes con cajas de huevo

Baffle infinito

Figura 15


Baffle réflexUn baffle réflex es básicamente un baffle infinito,pero con una perforación adicional sobre su carafrontal, en la que, en vez de una bocina se colocaun tubo. El efecto que produce éste, es el detransformar la onda de sonido inversa que se ge-nera en el interior, en una señal positiva en fasecon la señal frontal; por lo tanto, se reaprovechala energía que se pierde en el interior. Las dimen-siones del tubo deben ser calculadas cuidadosa-mente por los diseñadores de baffles, para lograrel efecto de inversión de la onda del interior. Elresultado de esta adaptación es un sistema dealto rendimiento, toda vez que se aumenta labanda pasante por debajo de la frecuencia deresonancia y puesto que se logra un aumentoen la potencia del sonido (figura 16).

Se debe tener cuidado en el tipo de suspensiónde las bocinas que se emplean para un baffle ré-flex, ya que la colocación del tubo disminuye laresistencia interna; con esto hay un mayor des-plazamiento de los conos de las bocinas, lo cualse refleja en un rápido deterioro de las mismas;

Bocina paraagudos

Bocina paramedios

Tubo dereflexión

Bocina paragraves

Caja sin salidaexterna

Onda inversa

Ondareinvertida

Ondafrontal

El sonido en el interior se invierte en la parte frontal,reaprovechando la energía total

Baffle reflex

Figura 16 Figura 17

Bocina paraagudos

Caja cerrada

Bocina paramedios

Bocina pasiva

Bocina paragraves

Contrapeso de labocina pasiva

Onda inversa

Ondareinvertida

Ondafrontal

En el interior la onda inversa impulsa a la bocina pasiva

Bocina con radiador pasivo

por lo tanto, deben emplearse bocinas de sus-pensión rígida o un filtro subsónico.

Bocina con radiador pasivo

El baffle con radiador pasivo es muy parecido alde tipo réflex, con la diferencia de que el tubo deaire es sustituido por lo que sería propiamenteun cono; es decir, una bocina sin imán y sin bobi-na (o sea, una bocina pasiva), la cual impulsa elaire del exterior mediante la energía que generanlas bocinas en su parte interior.

En el cono de la bocina pasiva se coloca unapequeña masa, la cual actúa como contrapeso ymantiene la operación de él dentro de los valoresde frecuencia de resonancia del sistema.

Este tipo de baffles mejora sus característicasen bajas frecuencias, si se le compara con unode tipo infinito; además, ofrece una mayor poten-cia de sonido (figura 17).

Concluye en el próximo número

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