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Caisson de grave à pavillon pour sono

Mise à jour : 2011-08-05


Pièce de mise en phase :

Une pièce de mise en phase est indispensable si vous voulez monter dans le médium. Ce lien en anglais sur Les mystères de la prise de la phase (traduction Google) vous expliquera les choses en images.
RCF propose directement un haut-parleur de bas médium MR10N301 monté en clos avec une pièce de mise en phase pour pavillon.


Un pavillon de haut grave et bas médium :

J'ai fait le plan de ce pavillon a la demande d'un internaute qui savait ce qu'il voulait :
Haut-parleur BEYMA 18G550 de 46 cm de diamètre avec un QT de 0.37 qui n'est pas idéal.
Volume arrière en Bass reflex type ONKEN pour un design particulier.

La performance calculée de la partie bass-reflex donne une coupure à 36 Hz à -3 dB avec une sensibilité de 95.9 dB/2.83V/m.
La mise au point de la partie basse reflex se fait en réduisant la surface des 4 évents de la même façon, l'accord actuel est à 38 Hz.

La loi d'expansion est assez rapide, elle est calculée a une fréquence de 55.4 Hz.
Le compromis est fait sur la surface de bouche, qui n'est pas aussi grande que ce qu'il faudrait : 5400 cm2 au lieu de 15350 cm2.
Cela fait un pavillon qui est utilisable au dessus de 78 Hz, a condition d'avoir 3 pavillons l'un sur l'autre pour avoir une surface capable de rayonner correctement cette fréquence.
La sensibilité calculé est de 105.5 dB/2.83V/m avec le HP choisi.
L'absence de coude sur le profil du pavillon est la garantie que la sensibilité sera bien au rendez vous.

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L'utilisation idéale est avec un pavillon et moteur de 2", une coupure à 600 ou 800 Hz avec un filtre actif et des pentes raides.

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Si j'avais a refaire ce plan, je prendrai une surface de gorge un peu plus petite. Mais le pavillon ne passera plus en pavillon droit direct.
Une adaptation est possible avec d'autres HP.
Le volume arrière est ici de 216 L, un volume différent est facile à obtenir en changeant la côte de 440 du chanfrein à 45°.
Contactez moi pour les adaptations à un autre HP.

Pour adapter cette enceinte à un HP éminence SIGMA PRO18A-2, la longueur de l'évent passe de 365 mm sur le plan à 534 mm.
C'est un peu limite compte tenu des pentes à 45°, mais cela devrait aller.

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Un pavillon de bas médium :

Ce pavillon est un complément des pavillons de graves pour monter entre 800 et 1500 Hz, et pour être repris au dessus par une compression 2" ou 1.4" et un pavillon.
( Compression 2" pour une coupure en dessous de 1200 Hz, compression 1.4" pour une coupure en dessous de 1800 Hz. )

Il est droit car un pavillon de médium ne supporte pas le moindre coude.
Il utilise un 30 cm de bas médium pour rester assez court.

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J'ai retenu arbitrairement un BEYMA 12M300, mais les adaptations à un autre haut-parleur seront facile : il suffit d'adapter le volume clos pour avoir la bande passante souhaitée.
Ce pavillon sera utilisable au dessus de 220 Hz.
La sensibilité calculé est de 106.4 dB pour le 12M300 avec la charge arrière close
Réalisation en aglo de 25 mm.

Il y a une mise au point à l'écoute au niveau des deux planches épaisseur 25 mm qui tiennent le haut parleur.
Ces planches sont découpées au diamètre 260 mm, qui correspond à une surface de membrane de 530 cm2.
Vous essayez avec 1 planche, 2 planches comme au plan, 3, 4 ou 5 planches, et gardez la meilleure solution à l'écoute.
Plus vous rajouterez de planches, moins le pavillon montera haut en fréquence.
Dans le doute, mettez une seule planche comme la plupart des plans de pavillon.

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Je n'ai pas côté le volume arrière, et ce n'est pas un oubli : Ce pavillon peux s'adapter à plusieurs haut-parleur avec un Qts < 0.300.

Si vous avez des difficultés pour le calcul de le sensibilité et du volume arrière, pour le choix de votre HP ou l'utilisation d'un HP existant, contactez moi.
J'estime arbitrairement le volume occupé par le HP à 4.5 L

  • Pour le BEYMA 12M300 et une bande passante qui monte jusqu'a 800 Hz, le volume est de 10.8 + 4.5 = 15.3 L.
  • Pour le RCF L12P110K et une bande passante qui monte jusqu'a 800 Hz, le volume est de 20.2 + 4.5 = 24.7 L.
     
  • Pour le BEYMA 12M300 et une bande passante qui monte jusqu'a 1100 Hz, le volume est de 5.5 + 4.5 = 10.0 L.
  • Pour le RCF L12P110K et une bande passante qui monte jusqu'a 1100 Hz, le volume est de 10.8 + 4.5 = 15.3 L.
     
  • Pour le RCF L12P110K et une bande passante qui monte jusqu'a 1500 Hz, le volume est de 5.0 + 4.5 = 9.5 L.


Un pavillon de graves :

C'est un chalenge de taille qui nous attend : Essayez de descendre le plus bas possible avec deux pavillons superposés équipés chacun d'un haut-parleur de 46 cm RCF LF18N401.
Pourquoi ce HP ? Parce que le DJ qui m'a fait la demande avait ces deux HP tout simplement.
( Le plus souvent les chapitres sont complétés suite aux demandes des uns ou des autres, ce chapitre plus que les autres compte tenu du travail d'étude et de dessin qu'il y a derrière. )
Bien entendu les adaptations aux autres HP de 46 cm sera regardée de prêt, la variable est le volume arrière.


Un peu de théorie préalable, à la calculette :

La demande était d'avoir un "très fort impact" à 80 Hz, sans chercher à descendre très bas en fréquence.
la longueur d'onde à 80 Hz est 343.4 / 80 = 4.293 m.
Pour rayonner correctement le 80 Hz, la circonférence de la bouche du pavillon doit être égale à la longueur d'onde.
Le diamètre est donc de 4.293 / PI = 1.366 m, ce qui donne une surface de 1.466 m2 de bouche, c'est à dire un carré de 1.21 m de coté !!!
Pour avoir un son correct à 80 Hz, l'expansion du pavillon doit être calculée pour 80 / 1.5 = 53.3 Hz.
Le coefficient d'expansion M = 4 x PI x 53.3 / 343.4 = 1.952.
Les HP RCF ont une surface de 1220 cm2, c'est à dire un diamètre de 39.41 cm.
Pour chaque HP, la gorge carré sera un carré de 27.9 cm, c'est à dire une gorge de 778.4 cm2 par HP, et de 1556.8 cm2 pour deux HP.
Dans le cas d'une expansion exponentielle, la longueur sera : 1 / 1.952 x LOG(14660 / 1556.8) = 1.149 m.
C'est grand, gros, assez long, mais possible compte tenu que les pavillons ne seront pas déplacés tous les jours...

Regardons pour 75 Hz. Je ne détaille pas tous les calculs. Sb = 1.668 m2. M = 1.830. Sg = 1556.8 cm2. Lg = 1.296 m
Regardons pour 70 Hz. Sb = 1.915 m2. M = 1.707. Sg = 1556.8 cm2. Lg = 1.470 m.
La cause est vite entendue, il y a un compromis "acceptable" à 75 Hz. Le 70 Hz devient trop grand.
Le gros avantage de l'expansion exponentielle, dans les calculs de pré détermination, est la simplicité des calcul avec une calculette scientifique et un peu d'habitude.

Sur demande je développerai un tout petit programme tableur pour ces calculs light...


Sortons pavillon.xls sous tableur :

1.300 m de longueur avec la progression hyperbolique par rapport au 1.296 m avec la progression exponentielle.
Une surface de gorge assez grande ne fait perdre que 0.23 dB par rapport au rendement maximum possible. Compte tenu qu'il n'y aura pas de perte dans des coudes, c'est un excellent choix.
Notez que le HP ne permet pas de descendre en dessous de 60 Hz, et montera jusque 250 Hz. (61.7 et 246.9 exactement).
Attention aux HP de remplacement sur ce critère...

Pour simplifier les choses, j'ai créé un tableur lf18n401.xls en téléchargement.
Ceux qui voudront réutiliser cette feuille pour un autre HP devront rentrer les données manuellement, les liaisons avec le catalogue ont été supprimées.

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Connaissant la formule d'expansion, la surface de gorge, la surface de bouche, il est facile de calculer les surfaces pour chaque longueur.
Un pas de 5 cm en 5 cm est largement suffisant colonne A.
Les section sont calculée colonne B.
Les colonnes C, D et E ne nous servent à rien.
Colonne G sont définis la hauteur de la gorge, de la bouche et la loi d'expansion linéaire  : Hauteur = A x Longueur + B, entre les deux.

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Le tableau ci-dessous à été retravaillé pour faciliter la réalisation, et tenir compte des plaques de jonction.
Le détail du calcul se trouve colonnes I à N. Comme sur les autres pavillons, j'utilise l'hypothèse des ondes cylindriques.

  • Les lignes en orange correspondent à un changement de planche sur la largeur.
  • Les lignes en jaune correspondent aux plaques de jonction.
  • La longueur va du haut-parleur à la sortie du pavillon.
  • Demi largeur et demi hauteur sont parfaitement compréhensibles.
  • L'angle des demi largeurs est utile pour les découpes.
  • L'angle de la demi hauteur est constant d'un bout à l'autre du pavillon.
  • Et s'il faut la largeur complète et la hauteur complète, avec un tableur c'est facile de multiplier par 2...

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Hypothèse simplificatrice : Des 27 points calculés, je n'en retiens que 6 pour 5 planches, choisies sur un espacement le plus constant possible, et sur le coup d'oeil du concepteur.
Les écarts entre théorie et pratique sont parfaitement visible sur les deux dernières planches.
Ce choix ne gênera personne, et ceux qui le désire peuvent toujours utiliser les 27 points de départ, ou même ajouter des points supplémentaire dans le tableur.
La première planche coté rayon de 500 fait 303 mm, la dernière 276 mm, la plus courte 250 mm.

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Passons au tracé réel :

Après quelques heures de dessin, et quelques courriels avec le DJ qui fera la première réalisation, nous sommes arrivés à la solution suivante.
Pour avoir la surface voulue, il faut deux pavillons superposés.
Les hauteurs du caisson clos et de la partie avant sont identiques pour un empilage correct.

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Hauteur : 137.5 cm, largeur 127.5 cm, profondeur 149 cm, et pratiquement pas de compromis...

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La réalisation est en trois parties pour des raisons de transport :

Une partie arrière avec le volume clos, le HP et le début du pavillon.
Les côtes de la partie close seront variables, pour s'adapter a différents haut-parleurs.
Le "0" du profil d'expansion commence à la planche verticale sur laquelle est fixée le HP.

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Une partie centrale courte et légère.
Les cotés droits et gauches sont réalisés chacun avec deux planches pour respecter la loi d'expansion.
Je proposerai une autre solution, avec les cotés droit, et des renforts internes pour la rigidité et le respect de la progression des surfaces.

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Une partie avant encombrante et rigide.
Ici les cotés en deux parties sont indispensables pour le respect de la loi d'expansion.

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La partie close :

Comment connaitre avec précision le volume clos utile ?
Il y a plusieurs méthode, j'ai pris celle du dessin.
Avec des côtes internes de 65.0 cm de haut, 58.8 cm de large et 52.0 cm de profondeur, le volume est de 146.95 L pour 146.7 L calculé.
Mon dessin du HP n'est pas assez précis, les paramètres du HP ne sont pas connus avec une précision assez grande, pour aller taquiner une précision supérieure.
C'est sur la largeur interne que se fera l'adaptation a d'autres HP, la hauteur ne peut pas être modifiée pour pouvoir empiler les pavillons.

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Pour faire la partie close, il faut dans du CTP 19 mm :

  • 4 planches de 650x588 mm (1 avant, 2 au milieu, 1 arrière)
  • 2 planches de 626x558 mm (dessus et dessous)
  • 2 planches de 650x558 mm (coté droit et gauche)
  • 2 planches de 336x263 mm (pavillon dessus et dessous)
  • 2 planches de 402x263 mm (Pavillon droit et gauche)

Les deux planches qui tiennent le HP sont découpées sur les cotés. Il y a un axe de symétrie horizontal, et un vertical.

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La planche représentée est ouverte et chanfreinée aux côtes du profil interne du pavillon, voir le tableau du tableur.
La deuxième planche à un trou circulaire découpé au diamètre extérieur du saladier du HP, autour de 46.0 cm.
La planche avant reste rectangulaire et est ouverte au profil interne du pavillon, voir le tableau du tableur.
La planche arrière n'a pas de découpe, sauf le bornier de raccordement a placer dans un angle pour éviter l'aimant du HP.
Laissez le fond démontable pour monter le HP.

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La partie médiane :

En préparation.



Pavillon JBL 4818 :

C'est un pavillon de grave par excellence :

  • Il utilise un haut-parleur de 46 cm, JBL K151.
  • La longueur dépliée est assez grande.

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Si vous n'êtes pas familiarisé avec les mesures américaines, 1" = 25.4 mm = 2.54 cm.
Exemple 24" = 610 mm = 61 cm.
Anecdote véridique :Une sonde spatiale à raté la planète Mars car les uns envoyaient les données en pouces, et les autres faisaient le traitement en millimètres...
Raté est un bien grand mot, la sonde s'est pulvérisée sur Mars..

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Dôme acoustique : La conception des enceintes acoustiques.


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