Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Enceinte gigantesque, retour au futur

Au début de Retour vers le futur, nous trouvons Marty dans le labo de Doc, debout devant un haut-parleur de six pieds de haut, une guitare à la main. Un coup sur les cordes le renvoie voler dans une étagère, émergeant couvert de débris. Cette scène a inspiré deux étudiants de l’Université du Wisconsin et leur tentative de recréer cet orateur.

Kyle Hanson et Dan Ludois ont entrepris ce projet avec passion en travaillant sur leur thèse de doctorat. Ils ont fabriqué l’ensemble du pilote de bobine à la main, y compris l’enroulement de trois couches de fil de 18awg sur un tour. Puis, avec l’aide de quelques amis, ils ont construit une enceinte monstrueuse de 8 x 8 pi.

Le cône de haut-parleur était en polycarbonate et fixé à l’enceinte à l’aide d’un isolant en mousse. Une fois terminé, l’équipage a eu quelques notes intéressantes sur la performance de l’orateur:

Tester le haut-parleur était amusant. Sur le plan électrique, le haut-parleur était alimenté par un onduleur alimenté en tension PWM de 20 kW (destiné aux entraînements motorisés et aux micro-réseaux) alimenté par une alimentation 400V CC. Aux basses fréquences (~ 10 Hz), les courants de pointe des bobines étaient de 100A. Nous avons connecté l'amplificateur à plusieurs sources audio, notamment des iPod, des guitares basses et des scripts audio Matlab. Le point fort mécanique de l’opération était de 5Hz à 50Hz, c’est là que le haut-parleur a fourni une puissance audio appréciable. Au-dessus de ces fréquences, l'inertie du cône était simplement trop grande. Nous avons constaté que la fréquence de résonance du bâtiment était d'environ 7 Hz, des nœuds apparaissant autour du bâtiment entraînant de nombreuses plaintes, des maux de tête et une déformation totale de l'équipe. Les limitations de puissance sont apparues à deux endroits: la rigidité et la masse du cône et la capacité thermique de la bobine. Aux basses fréquences, le cône connaissait des modes structurels qui voulaient le déchirer (on les appelle affectueusement modes «tacos» en raison de leur forme), alors que les courants élevés dans la bobine entraînent une surchauffe. Quoi qu’il en soit, cela a bien fonctionné et nous nous sommes bien amusés. De plus, si nous décidons de l’améliorer, nous savons quoi faire. Ci-dessous, une vidéo d'une fonction de «chirp» générée dans Matlab et introduite dans l'amplificateur. L'audio de la vidéo ne rend pas justice à l'expérience en personne. Dans la vidéo, nous pouvons clairement ressentir des vibrations dans la poitrine et les intestins, une sensation étrange…

Pour plus d’informations et une documentation complète, consultez le site de Dan Ludois.

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