kit enceinte sonorisation
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Je vous propose ici la construction d'un kit de sonorisation 3 voies (une voie active et 2 voies passives), l'ensemble étant réparti en deux sections :
- une section bass (300 WRMS) composée d'un caisson un peu particulier puisque c'est un assemblage hybride d'un caisson bass reflex et d'une amorce de pavillon. Pour une utilisation correcte, le filtrage doit être actif avec une fréquence de coupure comprise entre 200 et 400 Hz et avec une pente de 12 ou 24 db/oct,
- une section médium et aiguës (150 WRMS) filtrée passivement à 6 Khz avec une pente de 12 db/oct.

Les composants ont été choisis pour obtenir un rendement et un rapport qualité/prix élevé. Le woofer et le tweeter sont de marque MONACOR, le médium est de marque VOLT. Bien entendu d'autres composants peuvent utilisés mais il ne faut pas oublier que les volumes des caisses de résonnance ont été optimisés en fonction des caractéristiques de ces composants. Si vous choisissez d'utiliser un médium d'un diamètre plus important (25 ou 32 cm) il faudra modifier les dimensions du caisson médium aigues.

Le woofer, qui est le SP15-300PA ( www.monacor.be ), en 38 cm de diamètre, possède une tenue en puissance de 300 WRMS et un rendement de 100 db/1 watt/1 mètre. Un volume de 85 litres lui suffit pour obtenir un fonctionnement optimal. Il est donc possible de construire un caisson relativement compact.
La bande passante à -3db est de 60 à 1800 Hz, la bande passante utile à -10db est de 45 à 3000 Hz. Caractéristiques largement suffisantes pour une utilisation en sonorisation.

Le médium, qui est le Ps8/151M ( www.voltloudspeakers.co.uk ), en 21 cm de diamètre, possède une tenue en puissance de 150 WRMS et un rendement de 98 db/1 watt/1 mètre. Un volume de 9 litres seulement lui suffit. Sa bande passante à -3db est de 90 à 8000 Hz en montage bass reflex. Il est cependant préférable, pour une bonne tenue en puissance, de débuter la bande passante basse vers 200 Hz.

Le tweeter, qui est le MHD240, ( www.monacor.be ) modèle à directivité constante, possède une tenue en puissance de 45 Wrms et un rendement très élevé de l'ordre de 107 db/1 watt/1 mètre. Sa bande passante utile va de 3500 Hz à 20 Khz, Il est cependant préférable pour une bonne tenue en puissance, de débuter la bande passante basse vers 5000 Hz. Une atténuation sera nécessaire pour équilibrer le niveau sonore par rapport au médium (voir filtre).

Les caissons sont construits avec des panneaux de multiplex qualité marine (résistant à l'eau) de 18 mm d'épaisseur. Les plus fortunés peuvent utiliser à la place du multiplex de bouleau (finlandais ou russe). Des vis à tête cruciforme de 4 à 5 mm de diamètre et de 45 mm de long seront placées tous les 8 cm (au minimum). Les panneaux seront collés à l'aide de colle à bois puis vissés afin de garantir une bonne résistance mécanique.
Les tubes bass reflex sont réalisés à partir de tubes PVC gris (genre tuyaux d'écoulement des eaux usées) découpés à bonne mesure. Pour leur assemblage il suffit d'effectuer une découpe du diamètre extérieur du tube et de les fixer à l'aide d'une bonne dose de colle de contact.


Détails du caisson hybride bass reflex/pavillon :

Ce caisson, de réalisation abordable, est très compact. Il combine les avantages d'un caisson bass reflex (pour sa linéarité et l'étendue de sa bande passante) et le punch d'une enceinte à pavillon. Bien entendu, rien ne vaut un bon caisson à pavillon, mais son encombrement est bien plus important.
Avec le woofer sélectionné, la caisse de résonnance est de 85 litres. Le port bass reflex (splitté en deux) est accordé à 50 Hz. D'autres woofers peuvent être utilisés mais il est alors nécessaire de recalculer le volume du caisson de résonnance et la longueur du port bass reflex. 
Exemple d'autres woofers possibles (liste non exhaustive) : 
- RCF L15 540, port bass reflex = 3,5 cm
- BEYMA 15G450-N, port bass reflex = 10 cm
- EMINENCE KAPPA PRO 15 LF, port bass reflex = 18 cm
Si la longueur du tube bass reflex est trop importante il est possible d'utiliser un tube coudé à 45 °.
Le placement de pièces de renforcement (voir plan) est absolument nécessaire pour rigidifier le caisson, sans quoi des vibrations importantes et néfastes des parois se produiraient.
Une couche de 3 cm de mousse acoustique tapissera l'intérieur du caisson bass reflex.
Il faudra également prévoir une découpe pour la cuvette des connecteurs SPEAKON et éventuellement des poignées (pour une manipulation plus aisée).
En cours d'assemblage, je vous conseille de peindre (en noir) les ports bass reflex et de percer les avant-trous pour la fixation du woofer avant de fermer le caisson définitivement. Idem pour le collage de la mousse acoustique.
Le woofer peut être protégé par une grille ronde spéciale HP ou par une grille en acier étiré (avec des mailles de bonne taille) fixée sur un encadrement qui sera placé à la sortie du pavillon. Ce grillage pourra être recouvert d'une feuille de mousse ou de tissu acoustique.




Vues extérieure et intérieure du panneau portant le woofer et les ports bass reflex, position des renforts internes.


Vues internes du caisson bass reflex + pavillon avant fermeture avec et sans mousse acoustique. (Bernard - Belgique)


Caisson recouvert de tissus moquette acoustique et woofer de 32 cm (Christophe - France)

 
Positionnement différent du woofer (Frédéric - France)                                        la moitié du système de DJLM - France


Positionnement différent des tubes bass reflex sur la face avant (Romaric le Montagner) + modification du volume arrière (woofer différent)

Détails du caisson médium - aiguës :

Ce caisson, de réalisation facile, est fort compact. De par le fait d'une caisse de résonnance très petite, le HP médium est enfermé dans une cage. Il est donc complètement isolé. Choix a été fait ici d'installer le HP médium dans une enceinte bass reflex de 9 litres, il peut également être monté dans une enceinte close, son volume étant alors de 4 litres. Cette petite modification est très facile à réaliser puisqu'il suffit simplement de déplacer le panneau arrière de la cage pour obtenir le volume correct.
Il faudra également prévoir une découpe pour la cuvette des connecteurs SPEAKON et éventuellement des poignées (pour une manipulation plus aisée).
Une couche de 3 cm de mousse acoustique tapissera l'intérieur du caisson médium.

Une utilisation en large bande de qualité est possible mais il ne faut pas espérer un rendement important dans les graves.
Son utilisation est recommandée pour une amplification vocale ou diffusion de musique à volume modéré. 
Pour une efficacité maximale, il faut coupler ce caisson avec un caisson basses et un filtrage actif.
Ce caisson convient aussi très bien pour une utilisation en renfort voix principale centrale (dans un grand système de diffusion).

Une grille en acier étiré (avec des mailles de bonne taille) sur laquelle on colle sur chaque face de la mousse spéciale acoustique peut être installée en face-avant. Ce qui assure un rôle protecteur contre les agressions externes (doigts, pluie,...) et aussi une petite finition esthétique. La mousse peut aussi être remplacée par du tissu acoustique.




Projet de base                                                                                Vue enceintes terminées (Bernard - Belgique)

Variante avec deux médium et un tweeter (attention, recalculer les valeurs des composants pour la section médium du filtre passif, l'impédance étant alors de +/- 4 ohms)


Détails du filtre :

Un filtre répartiteur de type Linkwitz-Riley 2 voies a été spécialement développé pour cette application, la fréquence de recouvrement est de 6000 Hz, la pente d'atténuation est de 12 db/oct. La voie médium est munie d'une cellule de compensation d'augmentation d'impédance pour les fréquences élevées.
La voie aiguës est munie d'une cellule d'atténuation à impédance constante. Cette atténuation est de 6 db pour obtenir un équilibre acoustique par rapport à la section médium.
Le filtre répartiteur est monté à l'arrière du tweeter, il y a largement la place pour ce faire. Des câbles de bonne section (de 1,5 mm2 ou 2,5 mm2) relient les bornes des HP au filtre. Les pistes de cuivre doivent être étamées (au moins) et/ou renforcées par des fils de cuivre.
Pour avoir une idée : si un courant de 2,5 ampères (soit 100 WRMS sous 8 ohms) doit passer par une section de cuivre de 35 µ d'épaisseur (typique des circuits imprimés), il faudrait une section de 2,5 cm de large pour éviter tout problème.
Autre remarque : de par la pente du filtre de 12 db/oct, une rotation de phase du signal de l'ordre de 180° est induite. Pour compenser cette rotation de phase il suffit d'inverser les polarités de branchement sur le tweeter, ainsi donc : la sortie Tweeter + du filtre se connecte à la borne - du Tweeter et la sortie Tweeter - se connecte à la borne + du Tweeter.
Pour une qualité optimale du filtre, il faut utiliser des composants de bonne qualité et de bonne puissance. 
Les selfs utilisées peuvent "encaisser" 300 WRMS. 
Les condensateurs sont de type MKP ou MKT avec une tension de service de 250 Volts. 
Les résistances sont de type cémentées non-inductives d'une tenue en puissance de 20 watts.
Le circuit imprimé au format d'une Eurocarte de 10 x 16 cm permet une installation aisée des composants. Si nécessaire, il est possible de modifier les valeurs des composants pour obtenir d'autres fréquences de coupures.


Coupure à 6000 Hz (Linkwitz - Riley) Atténuation R3 R4
C1 = 1,8 µF L1 = 0,47 mH - 3 db 2,2 Ohm 18 Ohm
    - 4 db 3,3 Ohm 15 Ohm
    - 5 db 3,3 Ohm 10 Ohm
    - 6 db 3,9 Ohm 8,2 Ohm
    - 7 db 4,7 Ohm 6,8 Ohm
Compensation en fréquence (woofer-medium) - 8 db 4,7 Ohm 5,6 Ohm
C2 = 12 µF R1 = 6,8 Ohms 10 Watts - 9 db 5,6 Ohm 4,7 Ohm





Zone de téléchargement :

Cliquez ici pour accéder au dessin du circuit imprimé du filtre passif

Le fichier a une résolution de 600 DPI, il est au format .GIF