A instalação de sistemas de som ou música ambiente em restaurantes, lojas, escritórios e outros locais, pode ser uma boa fonte de renda para o técnico eletrônico que vê o mercado das reparações diminuir dia a dia. No entanto, para instalar som ambiente não basta entender um pouco de eletrônica. O técnico deve ainda ter algumas noções específicas do tipo de trabalho que deve fazer e principalmente saber como resolver o problema principal que ocorre: casamento de impedâncias. Neste artigo falamos um pouco da instalação do som ambiente com dicas importantes para os leitores que pretendem entrar neste ramo de atividade.
Obs: Este artigo foi escrito com base em material enviado pelo Sr. Yoji Konda da Keletron, fabricante de transformadores de sonorização.
O PROBLEMA DO COMPRIMENTO DA LINHA
Não basta ter um bom amplificador e ligar em sua saída quantos alto-falantes quisermos para que uma sonorização uniforme de um ambiente seja conseguida.
O que ocorre é que a saída da maioria dos equipamentos de som que podem ser usados neste tipo de instalação é de baixa impedância e isso significa que o próprio comprimento do fio usado na ligação dos alto-falantes, com uma resistência não desprezível pode causar atenuações sensíveis do sinal.
Assim, conforme mostra a figura 1, teremos a desagradável surpresa de verificar que ao longo de uma linha em que tenhamos alto-falantes comuns em uma transmissão de baixa impedância a intensidade do som não se mantém uniforme.
As perdas no fio podem causar uma distribuição desigual do som.
A intensidade do som se torna desigual e no último alto-falante do sistema teremos um volume de som muito menor.
A solução para este problema está na transmissão do sinal sob alta impedância ou alta tensão, com o emprego de transformadores junto a cada alto-falante.
Desta forma, a resistência do fio usado na ligação até o último alto-falante do sistema torna-se desprezível em relação à impedância do primário do transformador e com isso as perdas também. O resultado deste procedimento é que teremos o mesmo nível de sinal em todos os alto-falantes do sistema, conforme mostra a figura 2.
Transmitindo os sinais em alta-impedância, as perdas são minimizadas
Observe que deve ser usado na saída do amplificador, que normalmente é de baixa impedância, um transformador tronco que eleva a impedância do sinal a ser transmitido até o valor planejado para o sistema.
No entanto, para que este sistema seja adotado existem alguns pontos importantes a serem considerados como por exemplo, a impedância ou tensão que deve ser adotada para que os transformadores usados sejam de tipo padronizado e que por isso possam ser encontrados com facilidade no comércio especializado.
No entanto, a mudança da impedância para que as perdas devidas ao comprimento do fio sejam contornadas, leva a outro tipo de problema que veremos no item seguinte.
O PROBLEMA DA IMPEDÂNCIA
Se um amplificador tem uma impedância de saída de 4 ?, isso significa que o sistema de som que ligamos na saída deste amplificador, ou seja, os alto-falantes, não devem apresentar em conjunto uma impedância menor que este valor. Se o conjunto tiver 4 ?, teremos a máxima transferência de energia e o sistema pode operar com sua potência máxima.
Se a impedância dos alto-falantes for maior que os 4 ?, o sistema ainda funcionará mas seu rendimento será inferior ao máximo, ou seja, o sistema de som não poderá entregar a potência máxima de som aos alto-falantes.
Mas, o principal problema ocorre se tentarmos usar um conjunto de alto-falantes que apresente uma impedância menor do que a saída do sistema de som usado.
Neste caso, como mostrado na figura 3, teremos uma sobrecarga do amplificador e componentes do equipamento podem sofrer danos.
A impedância do sistema (conjunto de alto-falantes) deve ser maior ou igual que a da saída do amplificador
Veja então, pela figura, que se a saída do sistema for de 4 ? a ligação de alto-falantes de 4 ? em paralelo não deve ser feita, pois teremos uma impedância muito menor.
Por outro lado, a ligação em série apresenta o inconveniente e exigir que sempre todos os alto-falantes estejam reproduzindo o sinal impedindo o ajuste individual de cada um e elevando a impedância total que passa a ser a soma das impedâncias dos alto-falantes usados, conforme mostra a figura 4.
Possível, mas incoveniente
O uso dos transformadores facilita o casamento das impedâncias dos alto-falantes usados em função de sua quantidade com a saída do amplificador.
Assim, se quisermos usar alto-falantes de 4 ou 8 ? em um amplificador que tenha 4 ou 8 ? de saída, em lugar de trabalharmos com estes valores que não são muito simples de se conseguir casar, trabalhamos com valores altos numa faixa muito mais ampla, que é a fornecida pelos fabricantes dos transformadores de sonorização e que além de tudo, também prevêem a resolução dos problemas das perdas.
OS SISTEMAS NA PRÁTICA
Para solucionar os dois problemas, a inclusão de transformadores é fundamental pois permite uma distribuição uniforme do som, o ajuste individual e um mínimo de perdas sem sobrecargas ao sistema de som.
Na prática são utilizados 4 sistemas de distribuição de som.
a) Linha direta de 8 ?
Na figura 5 mostramos um exemplo de como os transformadores de distribuição podem ser usados neste sistema recomendado para curtas distâncias (entre 30 e 40 metros).
Sistemas com linha direta de 8 ? com 4 a 7 pontos de sonorização
Neste sistema o sinal pode ser distribuído por uma linha de 8 ? que corresponde à saída do amplificador.
Veja então que, para um sistema de 5 alto-falantes, usamos 5 transformadores cujo impedância de primário é de 40 ? e secundário conforme o alto-falante usado.
Os 40 ? de cada transformador correspondem a um valor muito maior do que a resistência do fio usado no sistema no comprimento limitado aos 40 metros. Isso significa que as perdas que ocorrem neste caso são mínimas.
No entanto, com 5 pontos de sonorização ou 5 transformadores de 40 ? ligados em paralelo, temos justamente a impedância de 8 ? que casa com a saída do amplificador do sistema de som.
Evidentemente, conforme dissemos, não é preciso haver o casamento absoluto do sistema com a saída do som, e os transformadores de 40 ? com um sistema de 8 ? não fixam exatamente em 5 os alto-falantes ou pontos de sonorização. Assim, para o transformador indicado de 40 ? e a linha de 8 ? do amplificador podemos alimentar de 4 até 7 alto-falantes sem problemas.
Para mais alto-falantes, utilizam-se transformadores de impedâncias maiores, e o próximo valor usado que pode ser encontrado nos tipos comerciais é o de 80 ?.
Com linha de 8 ? e transformadores de 80 ? podemos alimentar de 8 a 12 alto-falantes ou pontos de sonorização, conforme mostra a figura 6.
Sistema com linha direta de 8 ? com 8 a 12 pontos de sonorização
Para sonorização de 13 a 17 pontos os transformadores usados são os que têm primário de 120 ?.
b) Linha de 70 V
Com uma linha de 70 V é possível fazer sonorização a distâncias curtas e médias de até 80 metros.
Neste caso o que se faz é ligar na saída do amplificador um transformador que modifica a impedância de saída de 8 ? deste amplificador para um valor que, apenas para efeitos de cálculo, corresponde a uma linha de 70 volts.
Assim, o que se faz é ligar na linha transformadores que reduzam os 70 volts novamente para uma impedância de 8 ?, não importando sua quantidade. O único cuidado é escolher o tipo apropriado de transformador e observar que a soma total das potências desses transformadores não seja maior do que a potência de áudio disponível na saída do amplificador.
Na figura 7 mostramos como isso pode ser feito, no caso de um sistema em que usamos 4 alto-falantes ou pontos de sonorização.
Sistema com linha de 70 V
Além do cuidado de se observar que a potência total dos alto-falantes seja menor ou igual que a do amplificador para que não ocorram sobrecargas existem outros cuidados importantes a serem tomados.
Um deles, é que o transformador tronco deve ser capaz de manusear a potência total do sistema. Outro ponto importante está no fato de que a linha de distribuição deve ser bem isolada pois operando com uma tensão algo elevada ela pode provocar choques em que a tocar acidentalmente.
Um ponto importante deste sistema está na possibilidade de se ligar à linha transformadores de potências diferentes, conforme o nível de som que se deseja em cada local, sem que isso cause problemas de funcionamento ou dificulte os cálculos. Apenas deve ser lembrado que a soma das potências deve ser sempre menor ou igual que a da saída do amplificador.
A Keletron possui uma ampla linha de transformadores tanto tronco com potências de 50 a 300 watts como de distribuição de 4 a 50 watts de potência.
c) Linha de 200 V
Este sistema é indicado para médias e longas distâncias, já que a utilização de altas tensões (alta impedância) na linha de distribuição reduz as perdas a níveis muito baixos mesmo com fios muito longos. Distâncias de até centenas de metros podem ser cobertas sem perdas consideráveis.
Da mesma forma que no caso da linha de 70 V o que se faz é usar um transformador tronco que modifica as características dos sinais de tal forma, que para efeito de cálculos, eles podem ser considerados como se estivessem numa linha de distribuição de energia de 200 V, conforme mostra a figura 8.
Sistema com linhas de 200 V
Assim, basta acoplar nos diversos pontos de sonorização transformadores apropriados que reduzam o sinal de tal forma que ele apareça com a impedância do alto-falante.
O cuidado principal a ser tomado com este sistema é para que a soma das potências dos pontos de sonorização, dadas pelas características dos transformadores usados não supere a potência de saída do amplificador.
Uma característica importante deste sistema é que podem ser conseguidos no comércio transformadores (como os da linha Keletron) que possuem derivações que permitem dobrar a quantidade de pontos de sonorização.
Da mesma forma que a linha de 70 V, a linha de 200 V deve ser bem isolada pois pode causar choques.
Devemos ainda ressaltar a característica importante deste sistema que é a de permitir a ligação de alto-falantes de potências diferentes no sistema, como no caso da linha de 70 V.
d) Linha de 500 ?
Para este tipo de sistema de médio e longo alcance são usados dois tipos de transformadores, como nos tipos anteriores. Distâncias de centenas de metros podem ser cobertas pelo sistema sem perdas apreciáveis.
O que se faz neste caso é utilizar um transformador tronco que eleva a impedância de saída do amplificador, fazendo a transmissão do sinal em 500 ?.
Transformadores de linha são ligados em cada ponto de sonorização com a finalidade de abaixar a impedância da linha para o valor exigido pelo alto-falante, conforme mostra a figura 9.
Sistema com linhas de 500 ?
A determinação dos transformadores a serem usados neste sistema é simples, exigindo poucos cálculos.
Basta multiplicar a quantidade de alto-falantes que se deseja usar por 500 (que é a impedância da linha). Assim, se formos usar 4 alto-falantes no sistema teremos 4 x 500 = 2 000 ?. Devemos então usar alto-falantes de 2 000 ? de impedância.
Como este é um valor máximo, os transformadores de 2 000 ?, na verdade podem ser usados para sistemas de 2 a 4 alto-falantes.
Para sistemas de 5 a 12 alto-falantes, podem ser usados transformadores de 5 k ?. Da mesma forma, para sistemas de 13 a 24 alto-falantes a impedância do transformador recomendado será de 10 k ? e para sistemas de 25 a 40 alto-falantes devem ser usados alto-falantes de 20 k ? de primário.
Estes valores, 2k, 5k, 10k e 20k ? são padronizados e na linha dos transformadores de distribuição de áudio Keletron eles podem ser encontrados com especificações para diversas potências.
A DIVISÃO DA POTÊNCIA
É importante observar que em todos os sistemas em função das impedâncias de cada transformador usado e em função de sua quantidade temos a distribuição da potência do amplificador.
Assim, este fato deve ser levado em conta na escolha do transformador para cada ponto de sonorização.
Assim, além de impedâncias devem ser levadas em conta as potências, conforme a quantidade de som que se espera obter em cada ponto.
Por exemplo, se tivermos um amplificador de 40 watts e 4 pontos de sonorização com características iguais sabemos que o máximo que podemos obter de cada um é 10 watts. Isso significa que o transformador usado em cada ponto, além das características de impedância indicadas deve ter também uma característica de potência dentro dos limites esperados.
Uma possibilidade interessante para os sistemas em que se deseja ter uma distribuição de som com níveis diferenciados é a inclusão de um ajuste.
Este ajuste consiste num potenciômetro de fio de 30 ? que é ligado conforme mostra a figura 10.
Agregando controles individuais de volume nos pontos de sonorização
CONCLUSÃO
Saber onde colocar as caixas de som, como passar os fios não é tudo para que o técnico se torne um especialista em sonorização ambiente. A escolha do sistema correto, o cálculo certo e finalmente a compra dos componentes com as melhores características são fundamentais para um trabalho bem feito.
Sugerimos aos leitores interessados em se profissionalizar na área que solicitem pelo correio informações sobre os produtos Fontat - Keletron incluindo seu manual de orientação sobre transformadores de sonorização.
O endereço da Keletron é: Rua Comandante Salgado, 120 - 16400-000 - Lins - SP - Fax (014) 522-7066 ou pelo site: http://www.yojikonda.com/.
Obs: Mesmo neste ano de 2010 encontramos muita coisa sobre som ambiente no site do Sr. Yoji Konda que se mantém perfeitamente atual. Sugerimos uma visita.
