Progetto e costruzione di Sound Systems (prevalentemente loudspeakers per Reggae)
sorry, this page is just in Italian as its contents report on a local-level personal activity only (it's no longer research)
Non come linea di ricerca, ma principalmente come passione personale, su richiesta sviluppo progetti per/e costruisco "sound systems" (cosa sono? l'esempio nella figura che segue a sinistra immortala il celebre sound romano del One Love Hi Powa, ancestore della cultura reggae in Italia, mentre l'esempio a destra invece mostra il Jah Army, un sound system estero). Volgarmente parlando sono sistemi di trasduzione di informazione da elettrica ad acustica a quattro vie, con la quarta via (il subwoofer) che li caratterizza univocamente. Infatti questi particolari subwoofers, chiamati superscooper, sono stati sviluppati nei tardi anni 70 proprio per permettere la fruizione della musica Reggae secondo i criteri e gusti percettivi degli stessi musicisti.
La caratteristica principale del mio lavoro amatoriale in questo settore è che progetto "mini sound systems", cioè sound systems ospitabili in un appartamento, pensati per chi vuole ascoltare questo tipo di musica a casa senza rinunciare alle sue caratteristiche vibrazioni basse... o semplicemente per chi detesta i vicini...
Precisazione: io sono particolarmente dedito ai supascoopa (i particolari subwoofer di impiego nel Reggae) ma progetto e costruisco in generale diverse parti del percorso di trasduzione da informazione elettrica ad acustica, da finali di amplificazione a crossover (filtri passa banda) a diversi dipi di casse: a sospensione pneumatica a due o tre vie, bass reflex sempre a due o tre vie, satelliti e diversi sub. Se siete interessati ad uno qualunque di questi aspetti della processazione di informazione elettroacustica contattatemi!
Metto anche un link ad una pagina di promozione dei sound systems in Jamaica da part di "Bass Odissey" che è uno dei primi Sound jamaicani: lo trovate qui.
Infine, non sarebbe opportuno non fare menzione di un altro Sound System oltremodo rispettato nella scena internazionale e di pura genesi salentina: l'Heavy Hammer, e con esso immancabilmente il Mamanera.
La caratteristica principale del mio lavoro amatoriale in questo settore è che progetto "mini sound systems", cioè sound systems ospitabili in un appartamento, pensati per chi vuole ascoltare questo tipo di musica a casa senza rinunciare alle sue caratteristiche vibrazioni basse... o semplicemente per chi detesta i vicini...
Precisazione: io sono particolarmente dedito ai supascoopa (i particolari subwoofer di impiego nel Reggae) ma progetto e costruisco in generale diverse parti del percorso di trasduzione da informazione elettrica ad acustica, da finali di amplificazione a crossover (filtri passa banda) a diversi dipi di casse: a sospensione pneumatica a due o tre vie, bass reflex sempre a due o tre vie, satelliti e diversi sub. Se siete interessati ad uno qualunque di questi aspetti della processazione di informazione elettroacustica contattatemi!
Metto anche un link ad una pagina di promozione dei sound systems in Jamaica da part di "Bass Odissey" che è uno dei primi Sound jamaicani: lo trovate qui.
Infine, non sarebbe opportuno non fare menzione di un altro Sound System oltremodo rispettato nella scena internazionale e di pura genesi salentina: l'Heavy Hammer, e con esso immancabilmente il Mamanera.
L'immagine qui a sinistra ritrae uno dei due rami di casse del One Love Hi Powa Sound System, il primo Sound System italiano (e tutt'ora largamente in uso).
A destra un'istantanea del Jah Army Sound System, per mostrare un esempio di un altro sound. Grossolanamente, sono sistemi quattro vie caratterizzati dal loro unico sub-woofer a tromba, ingrediente cardine nella cultura dell'ascolto della musica Regge. |
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ABC della cassa acustica per le frequenze basse (le altre richiedono molto meno planning...)
Il criterio generale (molto molto rozzo) per orientarsi nel mondo della costruzione di una cassa (date le specifiche dell'altoparlante a cui è destinata) può essere ridotto al minimo in questa sequenza di steps logici:
-l'orecchio umano percepisce tra le 20 e le 20000 hertz. Indicativamente le frequenze da 20 a 250 competono al subwoofer, quelle da 250 a 2000 al woofer, tra 2000 e 8000 al midrange e dalle 8000 alle 20000 ai tweeter(s) *(lascio un'osservazione a piè pagina sulla "percezione acustica" in senso più ampio poichè le frequenze basse non vengono "apprese" solo mediante l'udito ma anche mediante il tatto -> inteso come percezione delle variazioni di pressione dai neuroni periferici pressorii).
-assumiamo di voler riprodurre una data frequenza (cioè di amplificare un'onda monocromatica per semplificare, per esempio 100 hertz). vale la regola che il prodotto della lunghezza d'onda l per la sua frequenza n sono costanti e pari alla velocità di propagazione del suono c (che in generale può dipendere da temperatura, umidità, etc. però a parità di condizioni climatiche è costante). Allora a frequenze basse (quelle a cui siamo interessati nel progettare gli scoopa) corrispondono lunghezze d'onda grandi (per esempio, siccome c è tipicamente circa 330 m/s, alla frequenza n=100 hertz corrisponde una lunghezza d'onda l=3.3 metri).
-Per riprodurla "fedelmente" quanto deve essere grande il cono? L'altoparlante (una cui immagine stilizzata è fornita a seguire) essenzialmente è formato da una bobina -cioè un "rotolo" di cavo elettrico di resistenza data (tipicamente 2,4, o 8 ohm) nella quale scorre corrente alternata supplita dall'amplificatore di potenza (nel nostro esempio a 100 hertz), la quale genera un campo magnetico assiale (perpendicolare al piano della bobina) per la terza legge di Maxwell, il quale cambia verso 100 volte al secondo ed, essendo immerso in un magnete permanente (solitamente nuclei di ferrite) questo genera una forza armonica di stessa pulsazione, che fa oscillare a 100 hertz la membrana, la quale (comprimendo e rarefacendo l'aria) trasduce l'informazione da elettrica ad acustica e quindi la rende percepibile dai sensi udito e tatto (sul secondo c'è la nota a piè pagina).
-Ora è "intuitivo" che un altoparlante con una resistenza elettrica maggiore (i.e. 8 ohm rispetto a 4 ohm) sarà "più riluttante" a metter in azione la membrana di quanto non lo sia un altoparlante a resistenza minore, cioè a 4 ohm (in un'analogia molto cruda si pensi di dare un cazzotto ad un uomo massiccio di otre 100 chili e poi di ridare lo stesso cazzotto ad un fuscello: nel primo caso sulla pelle del ricevente si stamperanno le effigie delle nocche del pugno inviato prima che lui inizi veramente ad indietreggiare per la quantità di moto trasferitagli durante l'urto, mentre nel secondo caso probabilmente il fuscello sarà già caduto senza che l'intero impatto sia avvenuto quindi l'impronta delle nocche sarà molto blanda o assente). E' allora chiaro che un altoparlante a resistenza maggiore, corrispondente al povero ricevitore di cazzotto più pesante, "assorbe più corrente prima di azionarsi", il che vuol dire che "assorbe parimenti maggiore informazione sul segnale in ricezione" e sarà quindi "più fedele".
-Allora un buon compromesso per una riproduzione fedele è che l'altoparlante riesca ad "incamerare" -prima di iniziare ad oscillare- almeno un sedicesimo di sinusoide (con un quarto sarebbe di qualità eccelsa), dal quale -per comode proprietà della trigonometria- risalire all'intera sinusoide è abbastanza facile. Per esempio, per un'onda da 100 hertz, cioè lunghezze d'onda di 3.3 metri, è sufficiente -se la resistenza elettrica è alta (i.e. 8 ohm)- usare un altoparlante da 21cm. Di contro se la resistenza è minore (e.g. 4 ohm) è meglio usare un altoparlante dal diametro maggiore (idealmente un 42, ma non ci sono altoparlanti di ogni taglia, le taglie tipiche sono 16, 21, 26, 30, 38, 46 cm.).
-Stabilito l'altoparlante, si passa a progettare la cassa che lo ospiterà. A seguire ci concentreremo solamente sui supascoopa poichè sono sia dei gioielli di ingegneria elettroacustica, sia sono piuttosto desueti nella nostra cultura (e che io sappia a costruirli in versione da appartemento sono solo io...).
Un (buon?) compromesso tra il non voler rinunciare alle tipiche risonanze di un carico a tromba e parimenti continuare vivere in un appartamento e non al Forte Prenestino può essere la riduzione dimensionale. In questo lavoro abbiamo riadattato il classico "superscoopa" (che monta un 46), pensandolo per un 21.
A seguire gli estremi di un superscoopa classico: con questo schema si costruisce un subwoofer a tromba (carico simmetrico) per un altoparlante da 46cm a 4 ohm.
Il criterio generale (molto molto rozzo) per orientarsi nel mondo della costruzione di una cassa (date le specifiche dell'altoparlante a cui è destinata) può essere ridotto al minimo in questa sequenza di steps logici:
-l'orecchio umano percepisce tra le 20 e le 20000 hertz. Indicativamente le frequenze da 20 a 250 competono al subwoofer, quelle da 250 a 2000 al woofer, tra 2000 e 8000 al midrange e dalle 8000 alle 20000 ai tweeter(s) *(lascio un'osservazione a piè pagina sulla "percezione acustica" in senso più ampio poichè le frequenze basse non vengono "apprese" solo mediante l'udito ma anche mediante il tatto -> inteso come percezione delle variazioni di pressione dai neuroni periferici pressorii).
-assumiamo di voler riprodurre una data frequenza (cioè di amplificare un'onda monocromatica per semplificare, per esempio 100 hertz). vale la regola che il prodotto della lunghezza d'onda l per la sua frequenza n sono costanti e pari alla velocità di propagazione del suono c (che in generale può dipendere da temperatura, umidità, etc. però a parità di condizioni climatiche è costante). Allora a frequenze basse (quelle a cui siamo interessati nel progettare gli scoopa) corrispondono lunghezze d'onda grandi (per esempio, siccome c è tipicamente circa 330 m/s, alla frequenza n=100 hertz corrisponde una lunghezza d'onda l=3.3 metri).
-Per riprodurla "fedelmente" quanto deve essere grande il cono? L'altoparlante (una cui immagine stilizzata è fornita a seguire) essenzialmente è formato da una bobina -cioè un "rotolo" di cavo elettrico di resistenza data (tipicamente 2,4, o 8 ohm) nella quale scorre corrente alternata supplita dall'amplificatore di potenza (nel nostro esempio a 100 hertz), la quale genera un campo magnetico assiale (perpendicolare al piano della bobina) per la terza legge di Maxwell, il quale cambia verso 100 volte al secondo ed, essendo immerso in un magnete permanente (solitamente nuclei di ferrite) questo genera una forza armonica di stessa pulsazione, che fa oscillare a 100 hertz la membrana, la quale (comprimendo e rarefacendo l'aria) trasduce l'informazione da elettrica ad acustica e quindi la rende percepibile dai sensi udito e tatto (sul secondo c'è la nota a piè pagina).
-Ora è "intuitivo" che un altoparlante con una resistenza elettrica maggiore (i.e. 8 ohm rispetto a 4 ohm) sarà "più riluttante" a metter in azione la membrana di quanto non lo sia un altoparlante a resistenza minore, cioè a 4 ohm (in un'analogia molto cruda si pensi di dare un cazzotto ad un uomo massiccio di otre 100 chili e poi di ridare lo stesso cazzotto ad un fuscello: nel primo caso sulla pelle del ricevente si stamperanno le effigie delle nocche del pugno inviato prima che lui inizi veramente ad indietreggiare per la quantità di moto trasferitagli durante l'urto, mentre nel secondo caso probabilmente il fuscello sarà già caduto senza che l'intero impatto sia avvenuto quindi l'impronta delle nocche sarà molto blanda o assente). E' allora chiaro che un altoparlante a resistenza maggiore, corrispondente al povero ricevitore di cazzotto più pesante, "assorbe più corrente prima di azionarsi", il che vuol dire che "assorbe parimenti maggiore informazione sul segnale in ricezione" e sarà quindi "più fedele".
-Allora un buon compromesso per una riproduzione fedele è che l'altoparlante riesca ad "incamerare" -prima di iniziare ad oscillare- almeno un sedicesimo di sinusoide (con un quarto sarebbe di qualità eccelsa), dal quale -per comode proprietà della trigonometria- risalire all'intera sinusoide è abbastanza facile. Per esempio, per un'onda da 100 hertz, cioè lunghezze d'onda di 3.3 metri, è sufficiente -se la resistenza elettrica è alta (i.e. 8 ohm)- usare un altoparlante da 21cm. Di contro se la resistenza è minore (e.g. 4 ohm) è meglio usare un altoparlante dal diametro maggiore (idealmente un 42, ma non ci sono altoparlanti di ogni taglia, le taglie tipiche sono 16, 21, 26, 30, 38, 46 cm.).
-Stabilito l'altoparlante, si passa a progettare la cassa che lo ospiterà. A seguire ci concentreremo solamente sui supascoopa poichè sono sia dei gioielli di ingegneria elettroacustica, sia sono piuttosto desueti nella nostra cultura (e che io sappia a costruirli in versione da appartemento sono solo io...).
Un (buon?) compromesso tra il non voler rinunciare alle tipiche risonanze di un carico a tromba e parimenti continuare vivere in un appartamento e non al Forte Prenestino può essere la riduzione dimensionale. In questo lavoro abbiamo riadattato il classico "superscoopa" (che monta un 46), pensandolo per un 21.
A seguire gli estremi di un superscoopa classico: con questo schema si costruisce un subwoofer a tromba (carico simmetrico) per un altoparlante da 46cm a 4 ohm.
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Superscoopa da 21: alcuni scatti durante la costruzione della cassa (con calcolo di litraggio per cassa "vuota") di un "mini super scoopa".
In generale sviluppo progetti per casse arbitrarie. Mi sto soffermando qui su questo tipo di casse per piacere personale, ma se interessati a discutere di acustica musicale in generale, o interessati a casse normali (i.e. 2 o 3 vie), satelliti, crossover e tutto ciò che ruota attorno alla riproduzione della musica, contattatemi!
ps) alcune gif animate che illustrano la conversione da onde elettromagnetiche ad onde acustiche che avviene nei trasduttori: qui
In generale sviluppo progetti per casse arbitrarie. Mi sto soffermando qui su questo tipo di casse per piacere personale, ma se interessati a discutere di acustica musicale in generale, o interessati a casse normali (i.e. 2 o 3 vie), satelliti, crossover e tutto ciò che ruota attorno alla riproduzione della musica, contattatemi!
ps) alcune gif animate che illustrano la conversione da onde elettromagnetiche ad onde acustiche che avviene nei trasduttori: qui
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Un remark (amatoriale e non scientifico) sul perchè -secondo me- molti appassionati di "frequenze basse" diventano dei veri e propri "maniaci delle basse frequenze"
Un'osservazione lapalissiana di questo mondo delle basse frequenze consta nel notare che ci sono persone (anche adulti, un esempio celebre probabilmente è Sir. David Rodigan, -per esempio qui- una delle colonne portanti della diffusione della cultura reggae in Europa, ma anche il sottoscritto:) che "ritrovano un'energia impensabile" mentre sono sottoposte ad un ascolto continuativo di musica in cui le basse frequenze vengano esaltate con particolare rilievo (tipicamente in un Sound System ben fatto uno è esposto continuativamente ad un "massaggio" dalle basse frequenze con picchi che raggiungono i 23 hertz ed una potenza di diversi kilowatts, ma in generale è piuttosto comune vedere gente che "balla" quando nell'aria si diffondono bassi potenti... un altro esempio è qui, in uno spaccato di una dance-hall dello storico Channel One Sound System, notate la correlazione evidente tra l'arrivo delle basse frequenze ai loro corpi e la -conseguente- energia/euforia che ne deriva...).
Da cosa deriva questa "energia"? Avendo chiaro che è piuttosto improbabile che un uomo adulto risolva con il timpano i 20 hertz (ne di contro percepirli mediante l'udito è particolarmente importante per il discorso che segue), e parimenti avendo chiaro che 20 hertz letteralmente "spostano -mettono in oscillazione- tutto quello che trovano quando passano", schematizziamo un uomo come un segmento verticale (1D) lungo la cui altezza siano disposti (per dire) 1000 neuroni pressorei (sensori per i variamenti di pressione chiamati barorecettori e nociceptors). La stimolazione di uno di questi tipicamente produce una focalizzazione dell'attenzione (per esempio se ricevo un pizzico sul braccio, una variazione di pressione locale, volgo lo sguardo verso il braccio stesso), ma la stimolazione parallela di tutti i neuroni pressorii invece attiva il sistema parasimpatico che inizia la produzione di adrenalina (una molecola organica appartenente alla famiglia delle anfetamine, la cui sintesi in laboratorio è considerata illegale praticamente in tutto il mondo -l'anfetamina è una droga pesante-, responsabile dell'esubero di energia).
Ma come mai succede questo fenomeno? Io credo (ma è una mia opinione personale) che sia un'eredità di un meccanismo di allerta: supponiamo di essere sdraiati sul letto, stiamo dormendo, è notte, ed a un certo punto malauguratamente avviene un movimento sismico, un terremoto. Il letto inizierà ad oscillare ed i vari neuroni sensori di pressione non saranno sollecitati casualmente ma mediante un meccanismo ondulatorio (il letto oscilla e la forza applicata è quella di gravità): il risultato sarà un'immediato incremento dei livelli di adrenalina nel sangue e la conseguente manifesta capacità di "balzare fuori dal letto" per salvarsi la vita. Ora dal punto di vista della ricezione dello stimolo, sia nel caso dell'essere investiti da una sinusoide pressoria di origine acustica (un subwoofer che "spara" venti hertz) che nel caso dell'essere investiti da una sinusoide pressoria di origine sismica (un terremoto a noi limitrofo) il risultato sarà lo stesso: il comune denominatore di queste fenomeni è dato dalla grande lunghezza d'onda che -in entrambi i casi- investe il nostro corpo nella sua interezza (o per tratti significativamente lunghi da correlare lo spiking di abbastanza nociceptors) e che ha la capacità di portare ad emettere questi neuroni di vigilanza in maniera altamente correlata. Da questa prospettiva, se l'azione delle basse frequenze sul corpo è quella di indurre il naturale rilascio di adrenalina, risulta abbastanza chiaro come mai si possa diventare "abitudinari" delle basse frequenze...
Solo per sapere che esiste: il "muro di subwoofer"...
Un'osservazione lapalissiana di questo mondo delle basse frequenze consta nel notare che ci sono persone (anche adulti, un esempio celebre probabilmente è Sir. David Rodigan, -per esempio qui- una delle colonne portanti della diffusione della cultura reggae in Europa, ma anche il sottoscritto:) che "ritrovano un'energia impensabile" mentre sono sottoposte ad un ascolto continuativo di musica in cui le basse frequenze vengano esaltate con particolare rilievo (tipicamente in un Sound System ben fatto uno è esposto continuativamente ad un "massaggio" dalle basse frequenze con picchi che raggiungono i 23 hertz ed una potenza di diversi kilowatts, ma in generale è piuttosto comune vedere gente che "balla" quando nell'aria si diffondono bassi potenti... un altro esempio è qui, in uno spaccato di una dance-hall dello storico Channel One Sound System, notate la correlazione evidente tra l'arrivo delle basse frequenze ai loro corpi e la -conseguente- energia/euforia che ne deriva...).
Da cosa deriva questa "energia"? Avendo chiaro che è piuttosto improbabile che un uomo adulto risolva con il timpano i 20 hertz (ne di contro percepirli mediante l'udito è particolarmente importante per il discorso che segue), e parimenti avendo chiaro che 20 hertz letteralmente "spostano -mettono in oscillazione- tutto quello che trovano quando passano", schematizziamo un uomo come un segmento verticale (1D) lungo la cui altezza siano disposti (per dire) 1000 neuroni pressorei (sensori per i variamenti di pressione chiamati barorecettori e nociceptors). La stimolazione di uno di questi tipicamente produce una focalizzazione dell'attenzione (per esempio se ricevo un pizzico sul braccio, una variazione di pressione locale, volgo lo sguardo verso il braccio stesso), ma la stimolazione parallela di tutti i neuroni pressorii invece attiva il sistema parasimpatico che inizia la produzione di adrenalina (una molecola organica appartenente alla famiglia delle anfetamine, la cui sintesi in laboratorio è considerata illegale praticamente in tutto il mondo -l'anfetamina è una droga pesante-, responsabile dell'esubero di energia).
Ma come mai succede questo fenomeno? Io credo (ma è una mia opinione personale) che sia un'eredità di un meccanismo di allerta: supponiamo di essere sdraiati sul letto, stiamo dormendo, è notte, ed a un certo punto malauguratamente avviene un movimento sismico, un terremoto. Il letto inizierà ad oscillare ed i vari neuroni sensori di pressione non saranno sollecitati casualmente ma mediante un meccanismo ondulatorio (il letto oscilla e la forza applicata è quella di gravità): il risultato sarà un'immediato incremento dei livelli di adrenalina nel sangue e la conseguente manifesta capacità di "balzare fuori dal letto" per salvarsi la vita. Ora dal punto di vista della ricezione dello stimolo, sia nel caso dell'essere investiti da una sinusoide pressoria di origine acustica (un subwoofer che "spara" venti hertz) che nel caso dell'essere investiti da una sinusoide pressoria di origine sismica (un terremoto a noi limitrofo) il risultato sarà lo stesso: il comune denominatore di queste fenomeni è dato dalla grande lunghezza d'onda che -in entrambi i casi- investe il nostro corpo nella sua interezza (o per tratti significativamente lunghi da correlare lo spiking di abbastanza nociceptors) e che ha la capacità di portare ad emettere questi neuroni di vigilanza in maniera altamente correlata. Da questa prospettiva, se l'azione delle basse frequenze sul corpo è quella di indurre il naturale rilascio di adrenalina, risulta abbastanza chiaro come mai si possa diventare "abitudinari" delle basse frequenze...
Solo per sapere che esiste: il "muro di subwoofer"...