Studiul Tehnico Economic Privind Integrarea Unui Sistem Audio de Performanta Intr Un Autovehicul

Introducere:

Lucrarea de față își propune studiul de cercetare aprofundat al tehnologiei de integrarea al unui sistem audio de performanță într-un autovehicul cu scopul de a se ajunge la un nivel cat mai înalt in acest domeniu prin optimizarea acestuia.

Motivul alegerii acestei teme a fost pasiunea pentru sunet, pasiunea pentru un sunet cat mai clar si mai puternic intergrat intr-un autovehicul. Din pasiune pentru acest “sport”, am ajuns să fac performanță, să realizez un proiect complex cu care să particip la concursuri naționale si internaționale, obținând rezultate foarte bune la nivel național. Proiectul audio este într-o continuă modificare, într-o continuă îmbunătățire tocmai pentru a ajunge la o scară cat mai înaltă in acest “sport”, neavând un punct in care el sa nu se mai poată îmbunatății

Difuzorul este un dispozitiv care redă un sunet ca raspuns la un semnal audio electric. S-au dezvoltat difuzoare non-electrice ca accesorii pentru telefoane, dar amplificarea electronica prin tub vidat au făcut ca difuzoarele sa fie mult mai folositoare. Daca este necesara reproducere Hi-Fi (înalta fidelitate), sunt folosite multiple difuzoare, fiecare reproducand o anumita frecveță din campul auditiv.In anul 1876 Alexander Graham Bell patentează primul difuzor electric (care reproduce sunetul clar) ca parte din telefonul sau, urmat la scurt timp de Ernst Siemens cu o versiune îmbunățățită in anul 1877.

Difuzoarele se împart in 4 categorii:

-electromagnetic;

-electrodinamic;

– piezoelectric;

– electrostatic.;

Amplificatorul audio este un amplificator electronic destinat amplificării semnalelor audio de slabă putere preluate dintr-un dispozitiv de recepție (microfon, instrument muzical) sau de stocare (magnetofon, casetofon, CD-player, DVD-player) și retransmiterii unui difuzor (sau sistem de difuzoare).

Domeniul “Car Audio”:

In domeniul Car-Audio, printre pasionați, exista 2 direcții predominante si o a treia apărut mai recent ce dictează modul de alcătuire a sistemului. Cele 3 ar fi SQ (Sunet de calitate), SPL (presiune sonoră) si SQL (sunet presiune sonoră de calitate).

Domeniul Car-Audio in Romania a luat amploare prin 2007, evoluând de la an la an, iar în prezent ajungând să avem mașini de top in Europa la acest capitol.Car-Audio se reprezintă printr-o mașina dedicată doar pentru sunet, care a fost destinată, construită doar pentru a integra un sistem audio foarte performant participând la diferite concursuri naționale destinate acestui sport, hobbi sau cum putem să il numim. Văzând ca acest fenomen i-a amploare de la an la an, s-a realizat propriul Campionat Național de Car Audio si in Romania.

Regulamentul la participarea concursului de “Car Audio”:

Concurenții pot accesa o clasa superioară cu condiția să-si asume participarea in respectiva clasa pe tot parcursul sezonului (Ex: masina pregatită pentru o clasa anume, dar cu sistem incomplet la prima sau la una din participari). In orice alte condiții sistemul va concura acolo unde se incadreaza conform specificațiilor.

Sursa de sunet (head unit, player, etc) trebuie sa fie una dedicata uzului la 12V (car audio).De asemenea este permisă redarea de pe USB sau iPod cu condiția ca mediile utilizate sa fie cele puse la dispozitie de organizatori. Aceasta varianta este disponibila exclusiv in cazul in care utilizatorul demonstreaza ca nu poate sa foloseasca CD-ul (din lipsa unui aparat capabil sa citeasca acel disc sau din cauza unor probleme tehnice).Utilizarea CAR PC-urilor este permisa!

Inscrierea unui concurent la una din clasele de concurs reprezintă si acordul explicit al acestuia conform caruia a citit acest regulament si este de acord pe deplin cu toate condițiile si regulile stipulate in acesta!

Desfasurarea probelor si modalitații de masurare – 2014:

-La etapele 1X se vor efectua masuratori clasice (1 sau 2 masini simultan, fara sesiune de Calificari)

-La etapele 2X si 3X se vor efectua masuratori cu Calificari.

În urma Calificarilor primele 8 rezultate din fiecare clasa merg mai departe. In urmatoarea fază se vor masura simultan câte doua mașini: locul 1 cu locul 8, locul 2 cu locul 7, locul 3 cu locul 6 si locul 4 cu locul 5. Se folosește acceași metoda pana cand se ajunge la Finală.

Concurentul fară mașină concurentă (in cazul unui numar impar de masini) efectueaza o masuratoare singur, iar rezultatul lui este incadrat mai departe conform regulilor deja expuse.

Podiumul se stabileste cu ajutorul unei Finale Mici (locurile 3 si 4) si a unei Finale Mari (locurile 1 si 2).

La evenimentele 2X si 3 X se impune regula celor 5 minute. Din momentul in care sunt chemați la masuratoare concurentii au la dispozitie 5 minute sa se prezinte si sa se pregateasca pentru măsuratori. Dupa cele 5 minute perioada de 30 de secunde acordate măsuratorii incepe, iar cei ce nu se prezinta merg mai departe in clasamentul etapei cu scor minim (adică pierd runda de măsuratoare si posibilitatea de a merge mai departe).

In cazurile excepționale in care competitorul nu poate sa se incadreze in cele 5 minute, acesta este obligat sa anunte din timp arbitrii in vederea reprogramarii rundei de masuratori !!!

Conform noilor modalități de măsurare timpul folosit va creste sesizabil, iar target-ul nostru este sa reusim sa incadram tot procesul intr-o singura zi de concurs.

Prezentul regulament de dorește a fii o bază de lucru pentru un concurs de SPL care are ca scop masurarea presiunii sonore in mașinile concurenților. Aceste regulament poate și va fi imbunătățit in timp, daca nevoile practice o vor cere. El este deschis oricarei sugestii susținute de argumente solide. In prezenta forma regulamentul este destul de permisiv incat sa ofere acces oricarui tip de concurent.

Fiecare participant se inscrie din proprie initiațiva si pe propria raspundere in aceasta competiție si declara prin aceasta ca a citit si a luat la cunostinta toate punctele prezentate in acest regulament.

Condițiile de inscriere, eventualele taxe sau obligații se vor anunta din timp daca acestea depind (partial sau integral) de eveniment.

Probele si discul (CD, doar daca se optează pentru utilizarea acestuia) oficial al evenimentului va fi anuntat cu cel putin o saptamana inainte de fiecare etapa. Organizatorii au obligația de a face acest disc disponibil concurentilor incepând cu prima etapa.

Participantii trebuie sa fi citit in prealabil prezentul regulament si sa se asigure ca l-au inteles pe deplin înainte să se înscrie intr-una din categoriile de concurs. Organizatorii va stau la dispozitie cu toate detaliile.

Jurizarea masinilor este realizată de arbitrii si/sau organizatori, acestia formand echipajul care se ocupa de bunul mers al lucrurilor. Orice nelamurire sau problemă de ordin tehnic li se adreseaza lor.

Incadrarea unei mațini intr-o anumită clasa depinde de aspectele tehnice care descriu aceste clase si este decisa EXCLUSIV de arbitrii care jurizeaza instalațiile si mașinile.

Concurenții pot accesa o clasa superioara cu condiția sa-si asume participarea in respectiva clasa pe tot parcursul sezonului (Ex: masina pregatita pentru o clasa anume, dar cu sistem incomplet la prima sau la una din participări). In orice alte condiții sistemul va concura acolo unde se incadrează conform specificațiilor.

Nu sunt permise modificarile aduse sistemului dupa jurizare. In cazuri de forța majoră acestea se pot face cu acordul unui arbitru si/sau organizator. Ex: Defectarea accidentală a unei sau a mai multor componente care necesita schimbare, etc.

Concurentii NU au voie sa schimbe componente intre ei in timpul competiției. Sunt permise cazuri de forta majora cand un concurent are nevoie (si poate demonstra asta) sa inlocuiasca o componenta defecta din sistem cu scopul de a participa mai departe. Si de această data un arbitru sau organizator ia decizia finală.

Toate categoriile Open au fost concepute pentru sisteme care, dintr-un motiv sau altul se incadrează "intre clase". Repartizarea acestor masini va fi facută si de această dată de arbitrii, in urma unei decizii obiective.

La cerere exprimată se pot organiza confruntari 1 la 1 in cazul unor provocări, cu probe de concurs specifice sau custom, cu acordul participanților.

Nivelul maxim admis pentru construcțiile cu limită de inalțime este dat de linia geamurilor din fața.

Toate componentele interiorului din fata stalpilor B (centrali) trebuie sa-si mentina structura de fabrica (sau foarte aproape de aceasta) – in limitele regulilor specifice clasei. Inlocuirea sau dublarea plafonului cu placi/materiale rigide gen (PAL, MDF) sau fibra de sticla este strict interzisa (exceptie clasele Extreme).

Toate componentele sistemului jurizat si utilizat in competiție trebuie sa utilizeze aparatura dedicata uzului la 12V – Car Audio. Este interzisă utilizarea unor procesoare care nu fac parte din această categorie de produse.

Este permisă echiparea mașinii cu componente care nu sunt dedicate uzului la 12V (car audio) atata timp cat acestea nu fac parte din sistemul jurizat.

Sursa de sunet (head unit, player, etc) trebuie sa fie una dedicata uzului la 12V (car audio).De asemenea este permisă redarea de pe USB sau iPod cu condiția ca mediile utilizate sa fie cele puse la dispozitie de organizatori. Această variantă este disponibila exclusiv in cazul in care utilizatorul demonstrează ca nu poate sa foloseasca CD-ul (din lipsa unui aparat capabil sa citeasca acel disc sau din cauza unor probleme tehnice).

Componentele sistemului in cazul de fața sunt amplificatoarele si difuzoarele care alcatuiesc secțiunea de joase / subwoofer. Orice difuzor de 20 cm + diametru folosite in acest scop sunt considerate subwoofere.

Nu se vor lua in considerare difuzoarele de 20 cm + montate pe usi sau in panouri special construite in partea din față a mașinii daca concurentul poate sa demonstreze ca acestea nu vor fi utilizate in timpul măsuratorilor.

Amplificatoarele folosite pentru alimentarea difuzoarelor de medii / ânalte pot fi poziționate in bord sau sub scaunele fata, respectand regula liniei geamurilor fata. Montajul acestora pe plafon nu se acceptă in nici una din clase.

Siguranța utilizarii sistemului in competitie este verificata in cazul tututor componentelor montate. Orice amanunt ascuns sau omis de participant care poate sa puna in pericol sistemul devine integral raspunderea acestuia.

Organizatorii nu isi asuma responsabilitatea pentru utilizarea improprie a sistemelor in timpul concursului, si nici pentru daune directe sau indirecte rezultate ulterior.

Nici un fel de construcție in habitaclu nu trebuie sa intervină asupra sistemelor pasive de siguranță (centuri, etc).

In funcție de locație si de proba este permisa funcționarea cu motorul pornit pentru toate clasele. Când acest lucru nu este posibil toate clasele concureaza cu motorul oprit.

Este interzisă utilizarea unor surse externe de curent (alimentări, incărcătoare, surse) in timpul probelor.

Între probe participanții au voie sa-si incarce acumulatorii prin orice metoda proprie atata timp cat metoda nu intervine asupra altor reguli de participare.

Respectul intre toti cei implicati este o necesitate. Oricand exista semne de intrebare care nu-si gasesc raspuns aici participanții si organizatorii se obliga sa foloseasca regulile bunului simț, inainte de orice altceva.

Nerespectarea unuia din punctele acestui regulament poate atrage dupa sine descalificarea sau refuzul unei eventuale inscrieri.

Orice aspect care nu este stipulat sau tratat in acest regulament va ramane la discreția arbitrilor.

Inscrierea unui concurent la una din clasele de concurs reprezinta si acordul explicit al acestuia conform căruia a citit acest regulament si este de acord pe deplin cu toate condițiile si regulile stipulate in acesta

Noțiuni teoretice cu privire la echipamentul necesar pentru dotarea sistemului audio:

Specificații tehnice amplificatoare de putere:

Amplificator de putere Digital Designs M4A

Amplificatorul M4A, cu sursă de alimentare cu 6 transformatoare, este ultima generație de amplificatoare mono-bloc creat pentru subwoofere.M4A a fost conceput pentru a fii cel mai bun amplificator in uzul de zi cu zi, oferind peste 5000 W putere reala de calitate la 12 v si peste 7000 w putere reala depinzând de capacitatea de încarcare a alternatoarelor.

Ca si experiență avuta cu el, este un amplificator extraordinar! Nu are probleme cu lipsa de curent (funcționeaza perfect si la 10-11 volti), inca un mare plus ar fi acela ca nu este un "transformator" ca alte amplificatoare din clasa lui, stie sa cânte foarte bine la puteri foarte mari. In fond pentru asta a si fost creat, să se asculte muzica fără nici o problemă pe absolut orice difuzor din lume fără emoția ca nu va putea dezvoltă suficienta putere.

Specificații Tehnice:

-Putere reala la 1 Ohm 5170W x 1 la 12v

-Factor de amortizare <150

-Dimensiuni: 70,17 lungime x 23,15 lățime x 6,35 inălțime cm

-Putere Dinamica: 9500 w

-Eficiență: 87%

-Protecție termica

-Protecție scurt circuit

-Sensibilitate la intrare: 0.15v – 5v

-Greutate: 17 Kg

-Grosime cablu alimentare si masa: 53 mm

-Grosime iesire cablu subwoofere: 5 mm

Amplificator de Putere Digital Designs C2C:

Amplificatorul Digital designs C2C a fost special conceput pentru a fii folosit in aplicații de putere pentru medii si inalte, având in dotare un filtru special care taie frecvențele sub 5 KHz pentru a putea fii folosit in aplicatiile cu difuzoare tweeter(inalte).

Specificatii Tehnice:

-Canale: 2

-Putere la 2 Ohmi: 2 x 160 w

-Putere la 4 Ohmi: 2 x 120 w , 1 x 320 w (in Punte)

-Factor de amortizare: >100

-Protecție termica

-Protecție scurt circuit

-Dimensiuni: 27,94 Lungime x 24 lățime x 5,28 inălțime cm

-Putere dinamica: 600 w

-Sensibilitate la intrare: 0,2-6 v

-Greutate: 4 kg

Amplificator de Putere Mac Audio ZXS 4500:

Acest amplifiator este conceput pentru aplicații de putere in care se folosesc difuzoare medii-voce având in dotare filter special pentru a seta frecvențele necesare pentru difuzoarele medii-voce (160 hz-10 khz).

Specificații tehnice:

-Canale: 4

-Putere reală: 4 x 150 w la 4 ohmi, 2 x 400 w (in punte)

4 x 200 w la 2 ohmi

-Raspuns in frecvență: 5 hz – 50 khz

-Raport semnal/zgomot: >100 dB

-Sensibilitate la intrare: 0,2 – 4 v

-Protecție termica

-Protecție scurt circuit

-Siguranța: 80 Ah

-Greutate: 6 kg

-Dimensiuni: 54 Lungime x 5 Înalțime x 24,8 lățime cm

Specificații tehnice player control audio MP3 Alpine 135BT:

Specficatii Tehnice:

-putere : 4 x 50 W

-tuner FM cu RDS

-modul bluetooth Parrot (bluetooth V3.0)

– functie A2DP/AVRCP

-player CD compatibil cu : CD, CD-R/RW , CDDA, MP3 , WMA , AAC

-port USB pe panoul frontal si pe spate (cablu prelungitor inclus) pentru redare MP3 , WMA, AAC (sistem FAT 12/16/32)

-reglare nivel subwoofer : 0 la +15

– selectare faza subwoofer (0°/180°)

-filtru High Pass : Off / 60 / 80 / 120 / 160 Hz

-filtru Low Pass : Off / 60 / 80 / 120 / 160 Hz

– egalizator presetat : Flat, Pops, Rock, News, Jazz, Electrical Dance, Hip Hop, Easy Listening, Country, Classical, User Setup

-egalizator parametric cu 3 benzi

-control nivel bass : -14 la +14 dB

-control frecventa centru bass : 60 / 80 / 100 / 120 Hz

-control latime band bass (Q): 4 optiuni (0.5 =narrow, 1.0 =medium, 1.5 =medium,

2 =wide)

-control nivel medii : -14 la +14 dB

-control frecventa centru medii : 500 / 1k / 1.5k / 2.5k Hz

-control latime band medii (Q): 4 optiuni (0.75 =narrow, 1.0 =medium, 1.25

=medium, 1.5 =wide)

-control nivel inalte : -14 la +14 dB

-control frecventa centru inalte : 7.5k / 10k / 12.5k / 15k Hz

-control latime band inalte (Q): 2 optiuni (0.75 =narrow, 1.25 =wide)

-functie Loudness

-display LCD

– iluminare butoane selectabila : 4 culori pentru tasta principala ( albastru , verde , rosu , portocaliu ) , 2 culori pentru restul de taste (rosu , verde)

-preout : 3 (4V ,  fata/spate/subwoofer)

– intrare AUX frontala (3.5mm jack)

-pregatit pentru comenzile de volan (necesita adaptor)

-compatibil telecomanda (optional , RUE-4202)

– functie Quick Search

– panou frontal detasabil

-iesire remote pentru amplificatory

Specificații tehnice sursa de curent(acumulatori):

Acumulatori Gel PowerCell 3000

Specifcații tehnice:

-Curent/ora: 95 Ah
-Curent varf: 3000A
-Curent in scurt: 4400A
-Dimensiuni:- 26x17x21 cm
-Greutate: 27.1 Kg

Descriere:

Acumulator deep cycle gândit pentru consumatorii suplimentari ai masinii (orice fel de echipament, indiferent de aplicatie – sisteme car audio, off-road, proiectoare suplimentare, etc.). Timpii de incarcare si descarcare sunt foarte mici ajutând astfel prin punerea la dispoziție a unui curent instant mare, dar si prin încarcărea mult mai rapidă comparativ cu acumulatorii tradiționali.

Aplicații PowerCell:

– Car Audio (utilizate cu rezultate de top in competitiile de “Car Audio”)
– Off Road
– Motorsport (modele mici ofera rezerve mari pastrând dimensiunile si greutatea reduse)
– Orice aplicatie "12V" unde se adaugă consumatori suplimentari

Specificații tehnice cablaje și accesorii instalare:

Cablaje necesare pentru instalare:

Cabluri RCA Audison:

-cablu RCA stereo

-dublu ecranat cu fir de remote

-lungime 5.5m

-tip construcție; fire impletite pentru eliminarea interferențelor electromagnetice

-conectori nichelați

Cablu trasee alimentare curent:

-cablu alimentare 50mm²

-culoare: rosu-transparent

-conductor Cupru

-rezistență electrică: 0.3 mOhm/m

Cablu conectare difuzoare medii, tweetere:

Este un cablu multifilar lițat cu secțiunea de 2.5mmp si izolație din cauciuc siliconic pentru joasă tensiune. Se folosește cu precădere la instalațiile audio si electrice auto.

Siguranțe si papuci pentru cablurile de alimentare:

Soclu siguranta ANL:

-soclu de siguranță ANL cromat

-rezistent la umezeală

Siguranță:

-siguranță de tip ANL

-rezistență 300 A

-contacte aurite

Papuci cablu alimentare:

Specificații tehnice difuzoare:

Difuzor Tweeter (inalte) Hertz SPL Show ST 44:

Specificații tehnice:

-Mărime: 44 mm

-Putere recomandată: 100 w

-Impedanță: 4 Ω

-Răspuns în frecvența: 2,5 ÷ 20 KHz

-Sensibilitate: 109 dB

-Diametru exterior: 115 mm

-Diametru de montare: 90 mm

-Adâncime totală: 74 mm

-Adâncime de montare: 64,5 mm

-Greutate: 1,56 Kg

-Diametru Bobina: 44 mm

-Magnet: 1 strat (compozitie din Ferita)

-Con: Aluminiu

A= 115 mm

B= 90 mm

C= 74 mm

D= 64,5 mm

Difuzor Medie-Bass Eminence Alpha 8A

Eminence Alpha 8A este un difuzor profesional special conceput pentru voce cu o eficiența foarte mare, manevrabilitate excelentă de putere si un raspuns in frecvență extins.

Specificații tehnice:

-Diametru exterior: 203,3 mm

-Impedanța Nominala: 8 Ω

-Putere Nominala: 125 w

-Putere Maxima: 250 w

-Raspuns in frecvența: 58 Hz-5 KHz

-Sensibilitate: 101 dB

-Greutate Magnet: 2.46 Kg

-Diametru Bobina: 38,1 mm

Parametrii Montare:

-Diametru total: 209,2 mm

-Diametru montare: 196,9 mm

-Adâncime 83 mm

Materiale de Constructie:

-Bobina: Cupru

-Compoziția Magnetului: Ferită

-Compoziția Cadrului: Oțel presat

-Compoziția Conului: Hârtie presată

-Capac de praf: Hârtie compoziție solidă

Difuzor Medie-Bass Eminence Alpha 6A

Eminence Alpha 6A este un difuzor profesional special conceput pentru voce cu o eficiența foarte mare, manevrabilitate excelentă de putere si un raspuns in frecvență extins.

Specificații tehnice:

-Diametru: 165 mm

-Impedanța Nominala: 8 Ω

-Putere Nominala: 100 w

-Putere Maxima: 200 w

-Raspuns in frecvență: 85 Hz-6 KHz

-Sensibilitate: 93,6 dB

-Greutate Magnet: 2,2 Kg

-Diametru Bobina: 38,1 mm

Parametrii Montare:

-Diametru total: 167,4 mm

-Diametru montare: 154 mm

-Adâncime 71 mm

Materiale de Constructie:

-Bobina: Cupru

-Compoziția Magnetului: Ferită

-Compoziția Cadrului: Oțel presat

-Compoziția Conului: Hârtie presată

-Capac de praf: Hârtie compoziție solidă

Difuzoare Subwoofer DB Audio X-Tinct

Aceste subwoofere au fost concepute pentru aplicații de putere mare, recomandate pentru incinte bass-reflex sau bandpass de ordin 4 sau 6.

Specificatii tehnice:

-Diametru: 380 mm

-Impedanța Nominala: 2 x 2 Ω

-Putere Nominala: 1500 w

-Putere Maxima: 5000 w

-Raspuns in frecvența: 16-250 Hz

-Sensibilitate: 92 dB

-Greutate Magnet: 29 K

-Diametru Bobina: 7,6 cm

Materiale constructie:

-Con de kevlar cu hartie presata

-Șasiu turnat din oțel

-Bobină de cupru din 4 straturi

-Magnet din ferită

Descrierea amănunțită a lucrării practice:

Alegerea autovehiculului corespunzător:

Totul a început prin achiziționarea unui autovehicul corespunzător ( 2 usi, caroserie cat mai rigidă,motorizare Diesel) pentru proiectul care urma sa îl încep.

Am achiziționat Volkswagen Golf 4 fiind una dintre mașinile care se potriveau cel mai mult (cost redus,o mașina foarte buna din punct de vedere tehnic, fiabila, caroserie foarte rigidă, tablă groasă).

Modificarea panourilor de usi:

Primul pas efectuat a fost modificarea fețelor de uși, deoarece fețele originale nu erau destul de rigide si trebuiau modificate pentru adaptarea a 6 difuzoare de medii/voce.

Fiind prima lucrare de acest gen, pentru mine, am achiziționat din dezmembrari 2 fețe de portieră.Modificarea a constat in adaptarea unei plăci de material (MDF) pe fața de ușă pentru a putea prinde cele 6 difuzoare.

După adaptarea si construirea feței de usa a urmat finisajul final, ceea ce a implicat mai multă muncă deoarece trebuia tapițată cu piele pentru un aspect si un finisaj cat mai placut.Neavând cunostințe in acest domeniu, am apelat la o firmă specializată care se ocupa cu asa ceva; rezultatul final fiind pe măsura așteptărilor mele.

Insonorizarea/rigidizarea autovehicului:

Insonoziarea portierelor:

Pentru o mai bună calitate a sunetului și pentru a elimina vibrațiile din usi, am insonorizat cu un material special portierele si anume cu STP Silver.(Standard Plast).Acest este un material vibro absorbant cu strat autoadeziv, format din folie de aluminiu cu relief și strat de polimer adeziv de cauciuc umplut cu carbon negru și hârtie, care previne lipirea.

Materialul are o pronunțate de proprietăți adezive și proprietate pentru a suprima vibrațiile. Flexibilitatea superioară face posibilă utilizarea acestui material pe suprafețele complexe. Acest material este cel mai potrivit pentru suprafețele cu cantități mici de vibrații. Materialul nu absoarbe umezeala și nu se descompune, împiedică pătrunderea apei și a oxigenului la parți ale corpului și previne coroziunea.

Specificațiile tehnice:

Coeficientul de pierderi mecanice: <0.25
Grosimea: 2 mm
Grosimea foliei: 60 micron
Greutatea: 3 kg / m²
Inflamabilitatea: 100 milimetri / minut
Intervalul temperaturii de lucru: -45°C to +80°C
Rezistența la apă: nu absoarbe umezeala

Locul de aplicare:

Uși, plafonul, capacul capotei, capacul portbagajului, panouri de uși, panouri din plastic a compartimentului pentru pasageri.

Aplicarea:

Suprafața trebuie să fie uscate și curățate de orice praf, grăsime și ulei înainte de aplicare. Auto-adeziv strat ferm impotriva suprafața la articulații piese de caroserie.

Insonorzarea plafonului:

Aceeași modificare a suferit și plafonul mașinii, dar cu cateva rigidizări in plus cu țeavă rectangulră, deoarece este supus la vibrații foarte mari și materialul insonorizant nu face fața aplicat doar într-un strat.

Țeava a fost aplicată in mai multe rânduri pentru o susținere cât mai buna a plafonului.

Aplicarea s-a făcut cu un adeziv special pentru fier, cu ajutorul căruia țeava rectangulară s-a lipit foarte bine iar structura plafonului mașinii s-a intărit foarte tare nemaiputând fii pus in pericol, vibrațiile fiind eliminate in proporție de 80%.

Finalizarea insonorizării plafonului s-a facut cu același material folosit și pe uși, fiind aplicat in mai multe straturi peste bările de rigidizare pentru eliminarea in proporție de 99% a sunetelor din exterior si vibrațiilor plafonului in timplul rulării autovehiculului sau a utilizării sistemului audio.

Cablarea autovehiculului:

Cablare cabluri curent:

Având un consum mare de curent si 5 acumulatori de încarcat in spatele autovehiculului, a fost nevoie de 8 trasee de cabluri de alimentare cu secțiunea de 50 mm de la sursa de încarcare (alternator), pana in portbagaj (unde urmau sa fie montati acumulatorii)

Pentru o echilibrare mai buna a curentului, traseele au fost împărțite câte 4 pe plus care au fost trase pe partea șoferului si 4 pentru masa (minus) care au fost trase pe partea pasagerului după cum se poate observa si in figurile alăturate.

Traseele din artea stânga a autovehiculului fiind pentru masă (minu), 2 dintre ele au fost legate direct pe masa sursei de alimentare a acumulatorilor (alternator) si 2 pe masa motorului (masa între caroserie si motor a fost suplimentata cu inca 2 cabluri cu sectiunea de 50 mm).

Celelalte 4 cabluri din dreapta imaginii sunt legate direct pe plusul sursei de curent alternativ (alternator), pentru o încarcare si o transmitere cât mai bună a curentului spre acumulatori.

Cablarea pentru difuzoare uși:

Pentru conectarea difuzoarelor de pe uși a fost nevoie de 6 trasee de cabluri 2 x 3,5mm, difuzoarele fiind legate cate 2 impreuna deoarece impedanța unui difozor este de 8 ohmi si impedanța de lucu a amplificatorului este de 2 sau 4 ohmi, atunci, punând in paralel 2 difuzoare impedanța de lucru ajunge la 4 ohmi.

Construcția incintei difuzoarelor de bass:

Alegerea materialului corespunzator:

Pentru executarea construcției incintei difuzoarelor de bass am avut nevoie de un material care are proprietăți elastomecanice excelente,structura uniformă a fibrelor,densitate optimă,calitate perfecta a suprafetelor .Am ales MDF deoarece se incadra perfect în cerințe si era un material cunoscut cu care am mai lucrat in alte proiecte.

Construcția podelei incintei:

Fiind nevoie de o structură cât mai rigidă, toate parțile incintei au fost facute din 2 plăci lipite intre ele ( materialul avand grosimea de 18 mm iar grosimea finala a pereților având 36 mm).

Plăcile podelei au fost bine prinse in caroseria mașinii tocmai pentru a fii cat mai fixă, cat mai rigida, ca restul incintei sa poată fii construită fara probleme si prinsă cat mai bine de podeauă. Fiind prima construcție de o asemenea anvergură facută de mine, mi-a fost mai greu sa îmi dau seama de pașii care urma să îi fac, asa ca am apelat la anumite persoane cu cunoștințe in domeniu pentru a-mi da câteva sfaturi sa pot aborda corect ce urma sa construiesc.

Construcția plafonului incintei:

In continuare am realizat partea superioară a incintei care a fost prinsă pe laterale in stâlpii plafonului.

Dupa realizarea părții superioare a incintei, partea dintre tabla exterioara a plafonului si placile incintei a fost umplută cu spuma poliuretanica pentru sigila complet spațiul gol ramas si pentru a intării cat mai mult plăcile incintei.

Construcția pereților laterali ai incintei:

Realizarea pereților laterali ai incintei a fost mai dificilă deoarece partea superioarpă a incintei este inclinată si placile trebuiau taiate in unghi perfect pentru a potrivi exact.

În final am reusit sa inchid perfect totalitatea incintei obținand ceea ce mi-am propus.

Toate colțurile in care plăcile s-au îmbinat au fost ramforsate cu profile de fier tip L pentru o îmbinare mai buna si o rigititate mai crescută pentru a fi sigur ca nu se desprind in urma formării presiunii sonore produsă de difuzoare.

Spațiile goale dintre pereții laterali ai incintei și geamurile laterale ale autovehiculului a fost umplut de asemenea cu spumă poliuretanică pentru rigidizarea peretilor, pentru a sigila perfect spațiul gol ramas, tocmai pentru ca presiunea sonoră care urmeaza sa se formeze, sa ramana in partea din fata a mașinii, să nu treacă in spate spre portbagaj pe langa pereții laterali.

Plăcile au fost îmbinate cu un adeziv special pentru lemn, iar dupa îmbinarea acestora toate colțurile au fost închise perfect cu silicon pentru a nu scăpa presiunea formată în interior.

Litrajul obținut în interiorul incintei este de aproximativ 700 l ceea ce este foarte bine si suficient pentru aplicația respectivă.

Rigidizarea interiorului incintei:

Datorită suprafețelor mari ale plăcilor din care au fost construiți pereții incintei, a fost nevoie de rigidizarea acestora cu bară pentru a reduce riscul de a flamba/mișca in timpul formării presiunii sonore.

Bările de fier au fost prinse la fiecare mijloc de placă si sudate intre ele intărind foarte mult structura .

Construcția feței si a portului de rezonanta a incintei:

Cea mai importantă parte a construcției incintei este partea din fața deoarece aceasta este partea care va sustine difuzoarele si aici se va afla si portul de rezonanță.

Partea frontală a incintei a fost realizată din 4 placi de material deoarece difuzoarele au o greutate considerabila (30 kg/ buc) și pentru a fii cat mai rigidă, cat mai fixă (rigidizarea/întarirea fiind motivul cel mai important intr-o lurare de acest gen).

Construirea portului rezonator:

Prinderea fețelor incintei si a plăcilor portului s-a facut cu profil de fier tip L prins cu holșuruburi deoarece nu exista o altă posibilitate de prindere mai bună.

Dupa cum se știe, rolul incintei este de a separa unda față de unda spate generata de membrana difuzorului pentru a se evita interacțiunea dintre cele doua unde cu consecințe acustice nedorite. Cu timpul, observandu-se randamentul scazut al difuzorului in reproducerea frecvențelor joase, in general, s-a cautat o cale de valorificare a energiei undei de spate printr-o fazare corespunzătoare cu unda față, obtinandu-se astfel o crestere a randamentului pana aproape la o dublare a sa în cazurile cele mai fericite.

În cazul frecvențelor medii si inalte ale spectrului audio, datorita lungimii mici de undă, această metoda de utilizare a undei spate nu poate fi utilizata si atunci toate eforturile constructorilor au fost orientate catre o absorbție totală a energiei undei spate si utilizarea de materiale pentru constructia incintei astfel ca acesta sa nu produca colorarea sunetului emis de difuzoare cu frecvențe de rezonanta parazite provenind de la peretii incintei.

In momentul de față, pe piața specializată se găsesc 5 familii de incinte acustice, restul tipurilor fiind reductibile la acestea : incinte inchise (incinta cu suspensie acustica), incinte bass-reflex (tipul de incinta folosit in acest proiect), incinte cu radiator pasiv, incinte cu linie acustica ( cu linie de transmisie ) si incinte cu dubla cameră.

Difuzorul este montat într-o incintă care are o deschidere mare, port, care se extinde în interiorul incintei, pe o anumită lungime. Lungimea si mărimea portului sunt extrem de critice pentru funcționarea corecta a acestui tip de incintă. Portul si Difuzorul contribuie impreuna in a genera raspunsul dorit. Difuzorul este montat de obicei cu fata difuzorului in afară, dar aceasta nu e o regulă.

Deschiderea/ portul care se extinde până în interior, acordează incinta pe o anumită frecvență.

-Avantaje: raspuns la frecvențe foarte joase extins, sistem mai eficient, capabilitați SPL mai mari.

-Dezavantaje: incinte relative mari, incintele neacordate corect pot rezulta intr-un bass slab calitativ,.

Calcularea frecvenței de rezonanță s-a facut cu ajutorul unui program special în calcularea portului incintelor iar dimensiunile adancimii portului s-au executat după rezultatele obținute cu ajutorul programului, dupa parametrii tehnici ai difuzoarelor. Acordajul acestui port s-a facut la valoarea de 35 Hz (acordajul dorit de mine).

În figura de mai jos, incinta difuzoarelor a fost exacutată în proporție de 80%, urmând sa se faca ultimele finisări pentru un aspect mai plăcut si cablajul necesar conectării difuzoarelor.

Mochetarea incintei:

In final s-au montat cele 4 difuzoare de bass iar pentru finisarea incitei s-a aplicat ultimului strat de placaj (al 4-lea) si mochetarea acestuia pentru a obține un aspect cat mai plăcut si cât mai original.

Spatele incintei, unde urmau sa fie montate amplificatoarele de putere si acumulatorii, a fost mochetat complet din acealași motiv, pentru a avea aspectul cat mai placut.

Montarea amplificatoarelor, a acumulatorilor si conectarea tuturor cablajelor:

Montaj Amplificatoare:

Înainte de montare, am realizat un cadru de teavă rectangulară, pentru susținerea amplificatoarelor care urma să fie prins pe spatele incintei, avand rolul de a reduce si a prelua cât mai mult vibrațiile produse de difuzoare pentru a nu se transmite în amplificatoare deoarece pot afecta buna starea de funcționare a acestora.

Cadrul de fier a fost montat pe spatele incintei pentru întarirea acestuia, amplificatoarele putând fi montate fără problem deoarece nu mai pot fii afectate de vibrațiile produse.

Partea de putere este pusă la dispoziție de 3 amplificatoare, fiecare având separat rolul lui, amplificatoarele de jos ocupându-se cu partea de amplificare pe usi, cel din stânga (MacAudio ZXS 4500) amplificand 8 medii/voce dezvoltând o putere de 800 w reali iar cel din drapta (Digital Designs C2C) amplifică inaltele/tweeterele dezvoltând o putere de 320 w reali, impreuna rezultând o putere nu, mai putin de 1120 w reali pentru difuzoarele medii/inalte montate pe portiere.

Amplificatorul pentru bași (Digital Designs M4A), un amplificator monobloc destinat amplificării subwooferelor dezvoltând peste 9000 w reali intr-un sistem audio bine gândit cu curentul necesar.Acest amplificator este capabil să consume peste 1000 amperi.

Fiecare amplificator primește curent direct de pe acumulatorii montați in spate, nefiind montate sigurante pe cablurile de alimentare pentru a obține o eficienta mai bună, pentru a nu “gâtuii” curentul inainte de intrare in amplificator deoarece consumul de curent este foarte mare.

Montaj Acumulatori:

Pe partea de curent am folosit 5 acumulatori PowerCell 3000, acumulatori destinați consumului mare curent, destinați sistemelor audio de mare performanță cu consumuri mari de curent. Timpii de încarcare si descărcare sunt foarte mici ajutând astfel prin punerea la dispoziție a unui curent instant mare, dar si prin incărcarea mult mai rapidă comparativ cu acumulatorii tradiționali.

Montarea acumulatorilor a fost simpla oarecum, 4 acumulatori fiind montați in spate iar unul in fața la motor, eliminând acumulatorul tradițional de plumb.

Acumulatorii din spate se alimentaează fiecare in parte cu un traseu de alimentare legat direct de la sursă, direct de pe plusul alternatorul mașinii, traseele de minus fiind legate pe masa motorului si a alternatorului, iar între ei, acumulatorii fiind conectați cu cablu cu secțiune de 50 mm facând legatura mai bună intre ei.

Pe fiecare traseu de alimentare venit din față, la 15 cm de la borna bateriei am montat câte o siguranță de 300 A, pentru a fi cat mai sigur in caz de scurt circuit dar in acelasi timp fiind neeficient deoarece secțiunea cablului fiind subțiată.

Testarea Sistemului Audio:

Specificatii tehnice ale aparaturii:

Testarea presiunii sonore se face cu un aparat dedicat ( SPL Metru) care are urmatoarele componente:

-aparatul propriu-zis;

-senzorul (detectorul presiunii);

-CD instalare pentru monitorizare pe calculator;

Aparatul are rolul de a inregistra presiunea sonora in decibeli (de la 120-180 Db si frecvența la care difuzoarele rezonează (de la 10-120 Hz)

Testarea Decibelilor (presiunii sonore):

Prima testare a presiunii sonore a produs 152,8 dB la frecventa de 40 Hz, testarea facânduse cu sinusuri (frecvențe).Acest scor a fost produs cand Subwooferele (difuzoarele de bass) erau incă noi, in rodaj si nu erau in parametrii normali de functionare ( producatorul recomandând un rodaj de o saptamană la o putere de maxim 50% din puterea lor).

În prima fază, testele s-au făcut cu difuzoarele legate la o impedanță finala de 1 Ohm (ele putând fi legate într-un ohm sau in 0,25 ohmi impedanța finală).Dupa 2 săptămani de rodaj al difuzoarelor si de reglaje, presiunea decibelilor a crescut simțitor la 155,5 cu start de la impedanța de 1 Ohm.

Impedanța reprezintă rezistența la trecerea curentului. Cu cât impedanța este mai mare, cu atât trecerea curentului va fi mai mică. Impedanța este măsurată în ohmi, mărime reprezentată prin litera grecească Omega (Ω).

Datorita creșterii impedanței bobinelor difuzoarelor in timpul funcționarii acestora, puterea produsa de amplificator scade invers proporțional impedanței (cu cât crește impedanța mai tare cu atât scade puterea produsă de amplificator,trecerea curentului prin bobina va fi mai mic). Puterea maximă reala a amplificatorului este cotată la 1 ohm, iar daca impedanța de start este de 1 ohm, cu cresterile care urmeaza sa se produca in timpul funcționarii nu vom obține puterea maxima dată de producător deoarece ipedanța creste-puterea scade, iar in acest caz, având posibilitatea ca difuzoarele sa fie legate în 0,25 ohmi, am facut câteva teste pornind de la impedanta de 0,25.Dupa primul test, presiunea decibelilor a crescut la 156,1 deoarece impedanța de lucru a crescut de la 0,25 ohmi la aproximatv 1 ohm unde puterea amplificatorului era mult mai mare decât in cazul precedent.

Testarea puterii amplificatorului:

Testarea a constat în legarea unui voltmetru pe ieșirile amplificatorului spre difuzoare pentru a obține curentul alternativ produs de amplificator, iar pe iesirile pozitive spre difuzoare am folosit un clampmetru pentru a obține intensitatea ( A) produsă.

Puterea am calculat-o cu ajutorul formulei matematice: P (W) = I (A) * V (V)

P (W) – Puterea in Wați;

I (A) – Intensitatea in Amperi;

V (V) – Volți

Puterea obținuta în urma testelor a fost de : 7106 wați reali la 11,9 Volți (curent acumulatori), impedanța avand o creștere de la 0,25 ohmi la 0,98 ohmi (masurata tot cu clampmetrul).

Înlocuirea componentelor din sistemul audio pentru imbunătățirea acestuia:

Înlocuirea difuzoarelor medii/voce:

Difuzoarele montate inițial Eminence au impedanta de lucru la 8 ohmi fiecare.Fiind 8 bucăți si amplificatorul destinat mediilor avand 4 ieșiri, am legat cate 2 difuzoare pe o iesire in paralel rezultând o impedanță de 4 ohmi, iar puterea amplificatorului specificată de producator la 4 ohmi este de 150 w reali/ieșire si 200 w reali la o impedanță de 2 ohmi/iesire.

Pentru a obține o putere mai mare am decis să inlocuiesc difuzoarele medii/voce Eminence cu unele Digital Desgns care au o impedanta de 4 ohmi/bucata.Legând in paralel 2 difuzoare pe un canal al amplificatorului, impedanta ajunge la 2 ohmi ceea ce este mult mai bine in comparație cu difuzoarele precedente deoarece puterea la 2 ohmi este de 200 w reali/canal rezultând o imbunatațire vizibila a puterii sunetului si un răspuns in frecvență mai ridicat, singurul dezavantajul fiind consumul de curent crescut.

Specificații tehnice:

Dimensiune (") : – 8

Filtre recomandate : – HPF minim 100 Hz cu 12 db / octava @ 60W sau 140 Hz cu 12 db / octava @ 100W

Impedanta (Ohm) : – 4

Putere MAX: -300

Putere RMS (W): -60

Raspuns frecventa (Hz): -70-13000

Sensibilitate: – 99 db

Inlocuirea alternatorului:

Datorită consumului foarte mare de curent cauzat de amplificatoare si montarea a 5 acumulatori, am decis sa înlocuiesc alternatorul (sursa de incarcare a acumulatorilor), pentru o incărcare mai rapidă si obținerea unui amperaj mai mare, initial având alternatorul original de 90 Amperi.Alternatorul a fost înlocuit cu unul de 180 Amperi, incărcarea acumulatorilor fiind mult mai bună decât înainte.

Specificații tehnice:

Curent încărcare [A] : 180

Direcție rotație : rotație in direcția acelor de ceasornic

Fulie curea (mm) : 57

Nr. nervuri : 6

Înlocuirea Subwooferelor:

Ultima optimizare a fost înlocuirea difuzoarelor subwoofer deoarece, cele montat în prima fază a proiectului nu faceau fața puterii dezvoltate de amplificator, așa ca am ales schimbarea acestora cu unele care suportă o putere mult mai mare.

Sundown Audio ZV4:

Specificații tehnice:

-difuzor subwoofer 38 cm

– putere: 1750W RMS (10000 W max)

-sasiu turnat

-con de hartie presata

– bobina de 4 straturi de 4"

– magnet triplu 25 Kg

-impedanta 2 x 2 ohmi

-terminale alimentare cromate

– rama de cauciuc

-protectie magnet de cauciuc

Variabilele de optimizare sunt acele mărimi/caracteristici care își modifică valoarea în timpul procesului, toate celelalte mărimi rămânând constant sau chiar având o imbunătățire. În cazul lămpilor nostru, acestea ar putea fi:

Eficiență crescută;

Putere suportată mai mare;

Calitate a sunetului îmbunatățită;

Pentru lucrarea menționată ne-am propus să obținem o putere mult mai mare pe partea de medii/voce si o presiune sonoră mai mare. De asemenea vom urmări producerea de curent mai buna pentru evitarea lipsei de curent in timpul folosirii sistemului audio.

Restricțiile, în orice problemă de optimizare, reprezintăun sistem de relații de constrângere, care trebuiesc satisfăcute de variabilele de optimizare pentru ca soluția optimă să fie acceptată. Restricțiile exprimă condițiile tehnice concrete în care are loc procesul tehnologic și se referă la limitele privind: puterea obținută,eficiența cat mai mare, nivelul de pregătire al personalului care produce/asambla produsul etc.

În cazul de față, restricțiile impuse sunt:

– personalul calificat – va fi nevoie de pregătire profesională corespunzătoare pentru asamblarea componentelor, efectuarea testelor etc.

– durata de viață – produsul trebuie sa funcționeze pe o durată nedeterminată, in condiții normale de folosire, fără a abuza peste limita specificată de producător.

Determinarea costului realizării proiectului:

În vederea realizării proiectului, costurile necesare s-au împarțit in 3 categorii:

Costul achiziționării și îmbunătățirii autovehiculului;

Costul achiziționării echipamentului audio propriu-zis;

Costul accesoriilor de instalare;

Costul achiziționării și îmbunătațirii autovehiculului:

Costul achiziționării echipamentului audio:

Costul accesoriilor de instalare:

Deoarece acest proiect a fost facut strict din pasiune, nu urmăreste realizarea unui profit, așadar am precizat doar costurile necesare, costul total fiind de 13830 Euro.

Bibliografie

1. http://www.melodix.ro/

2. http://www.4tuning.ro/

3. http://ddaudio.com/products/mobile-audio/amplifiers

4. http://ro.wikipedia.org/wiki/Pagina_principal%C4%83

5. http://ddaudio.com/products/mobile-audio/voice-optimized

6. http://www.eminence.com/

7. https://www.google.ro/

8. http://www.sundownaudio.com/

9. http://store.soundsolutionsaudio.com/

10. http://www.alpine.com/

11. http://www.hertzaudio.ro/

12. http://audisonhertz.com/

13. http://www.u-dimension.de/

14. http://audison.com/

15. http://sistemehifi.ro/tipuri-de-incinte-acustice-avantaje-si-dezavantaje-partea-7/

16. https://www.powercell.com/powercell/catalog.srv

17. http://www.mechman.com/

18. http://www.youtube.com/

19. http://www.caraudioclassifieds.org/forum/

20. http://www.carstereo.com/classifieds/?car-audio-classifieds

21. http://www.down4soundshop.com/

22. http://stevemeadedesigns.com/home/