Vous allez être très étonnés du résultat que l'on peut obtenir avec des petits haut-parleurs sans prétention et vraiment d'un prix dérisoire ... Leur diamètre est de 3 pouces et une membrane de diamètre 6,5 cm.
Lorsque je les ai acheté - pour 8 Euros le lot de deux - ces petits haut-parleurs étaient dépourvus de toute fiche technique, ce qui n’a rien de surprenant pour ce type de transducteurs initialement destinés à des jouets ou à des applications très basiques. Les seules indications disponibles étaient 4 Ω et 10 W, ce qui reste suffisant pour entamer une première analyse.
A l'aide du logiciel LIMP de la suite ARTA j'ai pu déterminer l'ensemble des paramètres Thiele & Small de ces HP, dont les caractéristiques électro-mécaniques sont celles du tableau de droite.
Après avoir mesuré leurs paramètres, on constate rapidement que leurs caractéristiques ne sont pas spécialement optimisées pour la conception d’une enceinte acoustique traditionnelle. Un Qts élevé, un Vas très faible et une surface émissive réduite les orientent plutôt vers des charges simples ou des utilisations peu exigeantes.
Malgré les limitations du haut-parleur, une optimisation soignée permet d’obtenir un résultat surprenant, cohérent et agréable à l’oreille, démontrant qu’un transducteur modeste peut donner de très bonnes performances lorsqu’il est correctement exploité. Avec un EBP de 57 ce HP "flirte " à la limite entre le clos et le BR mais avec quelques aménagements il devient tout à fait possible de concevoir une mini enceinte bass-reflex.
Quelques petits calculs..
Avec une masse mobile (Mms) de seulement 1,6 g, la membrane est une feuille de papier ultra-légère. En Bass-Reflex, sous la fréquence d'accord, il n'y a plus de pression d'air pour retenir la membrane. Avec un moteur aussi peu amorti (Qes élevé), le HP risque de sortir de son entrefer (talonner) même avec un amplificateur de seulement 2 ou 3 Watts.
Nous allons donc expérimenter un type spécifique de Bass-reflex mais avec quelques restrictions:
Le résultat ne sera pas de "vraies" basses mais un son très percutant et nerveux pour écouter de la musique électronique ou de la pop à faible niveau (max 10W of course..)
Calcul de l'évent :
Pour un petit haut-parleur de 6,5 cm, nous allons estimer un évent de 3 cm de diamètre (tube PVC standard). Un diamètre plus large prendrait trop de place et un diamètre plus petit créerait des bruits d'écoulement d'air (souffle).
Volume (Vb) : 3 litres
Fréquence d'accord (Fb) : 100 Hz
Diamètre de l'évent (D) : 3 cm
Lorsque je les ai acheté - pour 8 Euros le lot de deux - ces petits haut-parleurs étaient dépourvus de toute fiche technique, ce qui n’a rien de surprenant pour ce type de transducteurs initialement destinés à des jouets ou à des applications très basiques. Les seules indications disponibles étaient 4 Ω et 10 W, ce qui reste suffisant pour entamer une première analyse.
A l'aide du logiciel LIMP de la suite ARTA j'ai pu déterminer l'ensemble des paramètres Thiele & Small de ces HP, dont les caractéristiques électro-mécaniques sont celles du tableau de droite.
Après avoir mesuré leurs paramètres, on constate rapidement que leurs caractéristiques ne sont pas spécialement optimisées pour la conception d’une enceinte acoustique traditionnelle. Un Qts élevé, un Vas très faible et une surface émissive réduite les orientent plutôt vers des charges simples ou des utilisations peu exigeantes.
Malgré les limitations du haut-parleur, une optimisation soignée permet d’obtenir un résultat surprenant, cohérent et agréable à l’oreille, démontrant qu’un transducteur modeste peut donner de très bonnes performances lorsqu’il est correctement exploité. Avec un EBP de 57 ce HP "flirte " à la limite entre le clos et le BR mais avec quelques aménagements il devient tout à fait possible de concevoir une mini enceinte bass-reflex.
Quelques petits calculs..
Avec une masse mobile (Mms) de seulement 1,6 g, la membrane est une feuille de papier ultra-légère. En Bass-Reflex, sous la fréquence d'accord, il n'y a plus de pression d'air pour retenir la membrane. Avec un moteur aussi peu amorti (Qes élevé), le HP risque de sortir de son entrefer (talonner) même avec un amplificateur de seulement 2 ou 3 Watts.
Nous allons donc expérimenter un type spécifique de Bass-reflex mais avec quelques restrictions:
- Petit volume, voire très petit (2 - 3 litres)
- Accord de l'évent assez haut (110Hz - 120Hz)
- Amortissement interne assez conséquent.
Le résultat ne sera pas de "vraies" basses mais un son très percutant et nerveux pour écouter de la musique électronique ou de la pop à faible niveau (max 10W of course..)
Calcul de l'évent :
Pour un petit haut-parleur de 6,5 cm, nous allons estimer un évent de 3 cm de diamètre (tube PVC standard). Un diamètre plus large prendrait trop de place et un diamètre plus petit créerait des bruits d'écoulement d'air (souffle).
Volume (Vb) : 3 litres
Fréquence d'accord (Fb) : 100 Hz
Diamètre de l'évent (D) : 3 cm
Calcul de la longueur de l'évent : L = (23500 x D² / Fb² x Vb) - (0.732 x D)
L = ( 23500 x 9 / 10000 x 3 ) - (0.732 x 3) = 4.854 ~ 5cm
Résultat : Un tube de 3 cm de diamètre sur 5 cm de longueur
Plan de construction:
Pour obtenir 3 litres internes avec une forme de petite enceinte de bibliothèque, voici les dimensions des panneaux :
- Bois de 10mm ép.
- Dimensions internes : H x La x P = 20 cm x 13 cm x 11,5 cm
Conseils de montage:
Le HP à Qts élevé (1.81) va avoir tendance à "résonner" très fort. Pour limiter les dégâts :
- Placez l'évent à l'arrière si possible. Cela permet de masquer un peu les distorsions et les bruits de souffle.
- Ne laissez pas les parois nues. Tapissez l'intérieur (sauf le passage vers l'évent) avec de la mousse alvéolée ou du feutre épais. Cela aidera à absorber la "bosse" de résonance du haut-parleur et va "absorber" les moyennes fréquences à l'intérieur de la boîte avant qu'elles n'aient le temps de sortir par le tube.
- Utilisez du mastic d'étanchéité à chaque raccord. Une fuite d'air sur un si petit volume détruirait l'accord de l'évent.
L'enceinte devrait être très nerveuse entre 100Hz et 250 Hz et sera parfaite pour la voix ou la guitare acoustique.
Pour protéger le Haut-parleur contre des excursions trop importantes de la membrane lors de musiques de sub-bass (Rap, Techno), on va prévoir un filtre passe haut composé d'un condensateur non polarisé de forte capacité.
Calcul théorique: Pour une impédance du HP de 4 ohms et une coupure à 100 Hz la formule est:
C = 1/ (2 x pi x R x fc) = 1 / (2 x pi x 4 x 100) = 400 µF
Beaucoup moins cher que cet unique condensateur, on peut remplacer par 2 condensateurs polarisés électrochimiques montés tète bèche en série de 1000 µF et 670 µF de tension 50V
Schéma montage : [Borne + Ampli] --- (+ [ 1000 µF -) --- (- [ 670 µF ] +) --- [Borne + HP]
[Borne - Ampli] ----------------------------------------------- --- [Borne - HP]
(Pour 2.34 Euros vous avez une pochette de 10 ...)
Cout des deux enceintes:
- 2 HP de 3 pouces - 8 Euros
- Condensateurs x 2 : 680 µF - 63V => 1.26 €
- Condensateurs x 10 : 1000 µF - 50V => 2.34 €
- Tuyau PVC diam 50mm => Récupération
- Bois ép.10mm => Chutes rayon Bois, Castorama ou Leroy Merlin 5€
- Amortisseur: Carré bébé 40 x 80 en ouate à coller aux parois internes (1 paquet/enceinte : 5 €
Total: 21,6 Euros... Pas mal non !? Pour écouter de la musique en Télé travail...
Références
- Bass Reflex Performance Envelope - Gary Gesellchen - Estimation de l'enveloppe de performance des enceintes à évent
- Optimal Bass Reflex Loudspeaker Port Design - A. Bezzola - une étude intéressante sur les évents des BR.
- Vance Dickason - Enceintes acoustiques et haut-parleurs - Partie enceinte Bass-reflex - calculs - Chapt 3 - la meilleur référence