SISTEMAS DE SONORIZAÇÃO DE AMBIENTES
Sonorização ambiente não é apenas um trabalho onde esticamos um par de fios e ligamos vários alto falantes. É muito mais que isso. A verdade é que muitas pessoas acreditam saber prestar este serviço, mas acabam cometendo erros que podem inclusive danificar os equipamentos. E mais um detalhe,estas pessoas têm boa intenção e realmente acreditam que estão fazendo o certo. Este artigo tem o objetivo de falar sobre esta atividade e corrigir muitos conceitos que são passados para frente de forma incorreta.
Muitos instaladores acreditam que estão fazendo o correto, as na verdade estão seguindo uma “receita de bolo”. É só aparecer algo diferente do esperado, que esta pessoa não conseguirá solucionar. E reforçando, estou falando de pessoas sinceras que acreditam estar fazendo o certo.
Antes de falarmos sobre os conceitos de sonorização ambiente, precisamos falar dos principais conceitos que geralmente a maioria compreende mal, ou simplesmente confunde totalmente. São como vícios que precisam primeiro ser eliminados. É como a pessoa que dirige, mas não tem carteira de motorista. Precisa antes tirar os vícios, para depois aprender a forma correta de dirigir. Algumas vezes tirar carteira de motorista nesta situação demora mais do que a pessoa que nunca pegou em um volante.
A Sonorização de ambientes, é uma atividade muito ampla e no mercado musical, sempre vai haver demanda para o profissional que deseja desenvolver uma atividade neste ramo. Lojas, escolas, hospitais, indústrias, aeroportos, portos, casas, bares, casas de shows, igrejas dentre muitos outros, são exemplos de locais em que esta atividade pode ser aplicada.
Hoje existe muitas pessoas desempenhando esta atividade de forma amadora e com pouco conhecimento teórico. Na verdade posso afirmar que tem mais gente nesta condição do que pessoas realmente profissionais da área.
Muitas vezes as falhas no conhecimento de instalaçãodos equipamentos de sonorização ambiente provocam danos aos mesmos. E estes danos por serem frequentes acabam responsabilizando o técnico em eletrônica que conserta estes equipamentos e não sobre a pessoa que instalou o som.
Neste artigo queremos falar dos principais conseitos e corrigir aqueles que geralmente são percebidos de forma incorreta por uma boa parte das pessoas.
Comecemos então pelos componentes mais básicos de um sistema de sonorização ambiente:
As caixas e arandelas para som ambiente com impedâncias de 4Z ou 8Z
Observou o termo “Z”, deixamos apenas a letra Z, de propósito, para explicarmos que esta unidade de medida é o ohm.
Ohm é uma unidade de resitência elétrica, porém esta mesma unidade pode representar outra grandeza, a impedância, que é algo diferente da resistência elétrica.
E esta medida por exemplo tem a função de definirmos como ligar por exemplo, caixas acústicas à saida de um amplificador e usando que outros componentes de suporte.
Um grande número de caxas acústicas não pode ser ligado diretamente a um amplificador, salvo em casos especiais. E o conceito de impedância (Z), será de grande importância.
Para exemplificarmos, vamos pensar em um amplificador que é feito para uma impedância mínima conectada de 4Z (ohm) em cada canal. Significa que ali só podem ser conectadas diretamente duas caixas de 8Z(ohm) de impedância em cada canal, pois impedância é inversamente proporcional ao número de alto-falantes ligados em paralelo.
Neste caso teremos 8Z / 2 (alto-falantes) = 4Z, que é a impedância mínima admitida por este amplificador do exemplo.
O fato é que em um sistema de som ambiente, normalmente não são poucas caixas.
As vezes são dezenas de caixas em cada canal do (dos) amplificador(es).
Sendo assim, em um sistema com 16 caixas de 8Z (ohms) por canal, teremos então se não houver transformadores para realizar o “casamento” de impedância, o resultado final de 8Z / 16 auto-falantes, que vai resultar em 0,5Z. Isso se traduz em distorção do som e a queima do amplificador.
Impedância (Z) não é o mesmo que resitência (R)
Vamos agora “desconfundir” os conceitos de impedância e resistência !
O primeiro motivo da confusão é que a unidade de medida é a mesma, ou seja, o ohm.
O segundo problema que gera a confusão é que principalmente quando falamos de autofalantes, muitos podem pegar um multímetro, posiciona-lo na escala de ohmímetro e apenas tocar as pontas de prova nos terminais do alto-falante medindo ali a resistência da bobina, que ficará em algo próximo a 6,8 ohm. Isso já gera confusão já que o valor numérico é próximo dos 8Z (ohm).
Então esqueça. Impedância não pode ser medida com ohmimetro, pois não estamos falando de resistência. Aliás é por isso que impedância é representada por Z e resistência é representada por R.
A impedância varia de acordo com a frequência aplicada. Como o sinal de audio musical tem sempre frequência variável, então a impedância é sempre variável em torno de um máximo e um mínimo. A resistência no entando é constante.
Em um auto-falante de qualidade de 8ohm (Z), teremos uma resistência R em sua bobina de algo na ordem de 6,8 ohm. Quanto mais baixa for esta resistência R em relação à impedância Z, melhor será o alto-falante.
Uma informação importante é que um auto-falante, é um componente de baixo rendimento energético, logo a maior parte de seu “trabalho” é convertido em calor. Por isso um excesso de energia fornecida poderá queimá-lo e deixar marcas aparentes na bobina.
Tendo isso em mente, quando falamos que um alto-falante é de 50Wx8Z (ohm), estamos falando que se trata de um cálculo otimizado para um sinal de áudio de por exemplo 20V a 2,5 A (ampere) .
Ou seja, os Watts do alto-falante é a multiplicação de tensão nele multiplicada pela corrente submetida (20V x 2,5 A = 50W) e a impedância do alto-falante é a tensão dividida pela corrente (20/2,5 A = 8Z (ohm)).
No caso de um amplificador, podemos seguir este exemplo:
Vamos imaginar um amplificador que cada canal tem uma especificação técnica de 100W a 8Z. O que significa 100W a 8Z ?
É a energia de saída de cada canal do amplificador, submetida a um sinal senoidal (alternado) e carga artificial de 8 ohm, com o mínimo de distorção de:
28,6V e 3,5 A. Assim, 28,6V x 3,5 A = 100W e 28,6V / 3,5 A = 8Z
A prática:
Vamos então passar para a parte prática.
A instalação de som ambiente em escritórios, shoppings, supermercados, aeroportos, rodoviárias, dentre muitos outros tipos de locais exige várias habilidades, porém a principal é a noção de como casar as impedâncias, que em outras palavras é ajustar a impedância de um conjunto de alto-falantes, a impedância mínima admitida por um dos canais do amplificador utilizado. Devemos então considerar o seguinte:
Comprimento da linha:
A intensidade dos alto-falantes tende a cair a medida que a distância física aumenta. Este é o primeiro problema a ser resolvido em uma instalação de sistema de som ambiente.
A figura a seguir ilustra isto:
O volume no último alto-falante será bem reduzido.
Para solucionar este problema enviamos o sinal sob alta impedância com um transformador junto ao amplificador que transforma a baixa impedância de saida do mesmo em uma impedância bem mais alta e com o uso de transformadores de linha junto a cada alto-falante, recebemos este sinal e transformamos novamente para baixa impedância a um nível compatível com os alto-falantes utilizados. Isso fará que a resistência típica dos fios que são maiores proporcionalmente ao comprimento deles, serão irrelevantes em relação à impedância dos primários dos transformadores e com isso as perdas se tornarão insignificantes, fazendo com que a intensidade de sinal em cada alto-falante seja praticamente a mesma. A próxima ilustração mostra um exemplo do que falamos de forma esquemática.
Uma boa dica é sempre desenhar o sistema para que o uso de transformadores seja com unidades que tenham um valor mais comercial, pois assim, não será necessário fabricar os próprios transformadores deixando muitas vezes o custo do projeto mais alto e claro, o tempo de execução também maior. Sem falar na evetual necessidade detroca de algum transformador no futuro.
Depois falaremos de ainda mais prática, por enquanto seguiremos com a parte conceitual.
A impedância
Para explicarmos melhor, vamos considerar que para este exemplo, temos um amplificador de 4Z(ohm) de impedância de saida em cada um de seus dois canais.
Assim, a primeira coisa que devemos observar que cada conjunto de alto-falantes não resulte em uma impedância menor que a admitida por cada canal do amplificador.
Isso é importante para o sistema não funcionar sobrecarregado e correr o risco até de queima. Por outro lado se a impedância resultante dos alto-falantes for maior que a impedância mínima admitida, o rendimento vai se tornando menor.
O ideal é que a impedância dos alto-falantes estejam casadas com a admitida pelo canal do amplificador, ou seja, igual, 4Z.
As figuras a seguir ilustram isso:
c) Inaceitável
A impedância do sistema (conjunto de alto-falantes) deve ser maior ou igual que a da saída do amplificador
Existe uma quarta possibilidade de ligação, como no exemplo da figura a seguir, onde em um amplificador de saída de 8Z é conectado a quatro alto-falantes de 2Z ligados em série. A impedância do sistema esta casada, porém não é possível o ajuste individual de cada alto-falante se houver necessidade e claro, se um parar de funcionar, todo o sistema para. Esta ligação é chamada de em série.
Neste caso os transformadores terão a função de “casar” a impedância das saidas do amplificador com a impedância de entrada dos alto-falantes.
Na prática
Vimos então que há dois problemas básicos na montagem de sistemas de som ambiente:
- a distância (distribuição uniforme do som);
- as impedâncias entre o amplificador e os alto-falantes.
Existem portanto quatro sistemas diferentes de distribuição de som. Vamos falar deles agora:
1 – Linha direta de 8Z (ohm)
Na figura abaixo, podemos observar como os transformadores podem ser usados neste sistema que é recomendado para pequenas distâncias (entre 30 e 40 metros)
Se por exemplo tivermos cinco alto-falantes usaremos cinco transformadores em que o primário tenha 40Z e o secundário, conforme o alto-falante (8Z por exemplo).
Cada transformador possui uma impedância nominal, muito maior que a resistência que o cabo oferece, o que faz com que as perdas sejam mínimas.
Já os cinco transformadores ligados em paralelo oferecem uma impedância resultante de 8Z, exatamente a impedância da saída do amplificador, havendo então o casamento da impedância.
No entanto, se considerarmos que a impedância não precisa ser exata, neste sistema com estes transformadores específicos, podemos ter de 4 a 7 alto-falantes.
Neste mesmo exemplo, se usarmos transformadores de 80Z (ohm), poderemos então alimentar entre 8 e 12 alto-falantes, como mostra a figura a seguir:
Seguindo a lógica, com 120Z de primário nos transformadores, agora são de 13 a 17 alto falantes por linha, ou canal do amplificador.
b) A linha de 70 V
Já neste sistema temos a possibilidade de sonorizarmos a maior distância, neste caso se recomenda um máximo de 80 metros no máximo para cada linha. Creio que até uns 100 metros seja admissível, mas já haverá perda de desempenho.
Neste sistema é ligado na saída do canal do amplificador um transformador que faz a impedância de saída que é de 8Z por exemplo, subir para um valor que para efeito de cálculo corresponde a 70 volts.
Depois basta em cada alto-falante ligar um transformador que recebe os “70V” e os converte novamente em 8Z. É bom lembrar que deve-se escolher o tipo apropriado de transformador não permitindo que a potencia somada destes transformadores não superem a potência de saída disponível em cada canal do amplificador. Um detalhe muito legal é que neste sistema já poderemos ter até 75 pontos de sonorização, ou seja, é um número bem grande de alto-falantes instalados.
A seguir temos uma figura ilustrando isso.
Não devemos esquecer que todo o sistema deve ser bem isolado, pois neste caso podem ocorrer choques elétricos.
Este tipo de sistema também permite a ligação de alto-falantes com potências diferentes, atendendo de forma diferenciada cada ambiente.
c) A linha de 200V, (já se usou muito o termo 210V).
Este sistema tem as mesmas características que o anterior bem como comportamento, sendo que os cuidados são os mesmos, com atenção especial ao isolamento, pois neste caso estamos falando da possibilidade de choques bem mais fortes.
Como a impedância do sistema é bem mais alta, podemos ter instalações muito mais longas chegando à ordem de centenas de metros de cabos.
A figura a seguir ilustra este sistema:
d) A linha de 500V
Segue-se a mesma lógica que do sistema anterior, porém com transformador troco com saída de 500Z, o que irá permitir alcances realmente grandes. Os cuidados são os mesmos que nos dois sistemas anteriores.
Uma informação importante que vale para todos os sistemas é a distribuição de potência que será feita de acordo com o número de pontos. Se temos um amplificador de 100W e dez pontos, teremos 10W em cada ponto, sendo assim, os transformadores devem ser capazes de resistirem a esta potencia como também os alto-falantes.
Uma possibilidade bem interessante na montagem de um sistema de sonorização é a inclusão de um ajuste individual em cada caixa com a instalação de um potenciômetro de fio, caso a caixa ou alto-falante não possua um ajuste pré-instalado. A figura a seguir mostra como isso é feito através de um esquema.
Finalizando
O bom planejamento de um sistema de som ambiente, vai permitir um audio envolvente e que traz conforto, ou o estímulo que se deseja para o ambiente. Bons profissionais sempre estão abertos a aprender mais.
Nós da Papo de Música podemos te ajudar a planejar seus sistema de audio ambiente, te ajudando a escolher e comprar os equipamentos certos, bem como indicando como você deverá instalar este sistema. Toda a consultoria é gratuíta, porém feita a distância. Além disso temos um sistema completo parate ajudar a comprar os melhores produtos pelo menor preço. Converse conosco. Nos chame pelo telefone, ou pelo whatsapp, clicando no ícone que aparece no canto esquerdo da sua tela. Também não deixe de ativar o sininho que esta no lado direito e também compartilhar este artigo em suas redes sociais. Esta interação nos ajuda a crescer a visibilidade de nosso site e permitirá que você seja informado sempre que postarmos novidades em nosso site. Siga também nossas redes sociais.
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Uma informação importante, os esquemas elétricos e parte do conhecimento foram obtidos de Nelton C. Braga, conhecido editor e professor da área de eletrônica no Brasil: http://www.newtoncbraga.com.br .
