SOM AUTOMOTIVO

Som automotivo
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Esquema de um sistema de som com foco em qualidade de áudio

Som automotivo é o processo de instalação e ajustes de equipamentos de som em automóveis de passeio. Pode ser tanto um serviço comercial quanto um hobbie de amadores.
Índice


* 1 Categorias
o 1.1 Alta Fidelidade (Hi-Fi)
o 1.2 SPL (Sound Pressure Level)
o 1.3 Trio elétrico
* 2 Equipamentos
o 2.1 Unidade principal
o 2.2 Alto-falantes
o 2.3 Amplificadores
o 2.4 Cabos
o 2.5 Acessórios
+ 2.5.1 Megacapacitores
+ 2.5.2 Telas de vídeo
+ 2.5.3 Fusíveis e disjuntores
+ 2.5.4 Bateria
* 3 Projetos
o 3.1 Básico
o 3.2 Incluindo um amplificador externo
o 3.3 Adicionando um subwoofer
o 3.4 Melhorando a acústica dos alto-falantes
o 3.5 Aumentando a potência



Categorias

O som automotivo é dividido em três grandes categorias dependendo do objetivo do projeto.
Alta Fidelidade (Hi-Fi)

Também conhecido como SQ, ou Sound Quality. O objetivo único é a reprodução da música em alta fidelidade no interior do veículo. O sistema deve ser capaz de reproduzir a música com o máximo de dinâmica, detalhamento e linearidade, assim como o palco sonoro da gravação.
SPL (Sound Pressure Level)

Sistemas voltados a SPL tem a ênfase dada nas freqüências graves do espectro audível (<100Hz). O objetivo é maximizar a pressão sonora dos alto-falantes, seja usando múltiplos subwoofers e/ou calculando caixas acústicas com reforço de freqüência. Uma sub-categoria também conhecida por SQPL tenta aliar SPL e alta fidelidade.
Trio elétrico

Esta categoria está voltada para a reprodução da música em volumes altos e para fora do veículo. Estes sistemas são usados para animar festas e seu objetivo é propagar o som o mais longe possível. Quando não bem projetado, o som resultante é distorcido e não linear. Apesar disso, é possível a construção de trios elétricos de qualidade, com reproduração sonora linear e sem distorções ou excessos.
Equipamentos

Os seguintes equipamentos compõe o som automotivo.
Unidade principal

Responsável pela fonte do áudio. Podem ser CD-players, DVD-players, toca-fitas e/ou sintonizadores AM/FM. Possuem saídas amplificadas para alimentar alto-falantes diretamente, e podem ter saídas pré-amplificadas com um sinal de áudio de melhor qualidade para serem ligadas a um amplificador externo, usado para alimentar os alto-falantes do sistema. As saídas amplificadas, muitas vezes divulgadas como 4x52W, na verdade estão usando o conceito de Watts PMPO e normalmente fornecem em torno de 4x20W RMS, sendo então saídas pouco potentes, porém suficientes para um kit de alto-falantes originais. O uso das saídas pré-amplificadas permite que amplificadores externos forneçam mais potência.

Unidades principais mais sofisticadas oferecem recursos como equalização (paramétrica ou gráfica), controle independente de subwoofer, cortes passa-alta (HPF) e passa-baixa (LPF) reguláveis, dentre outros. Algumas chegam até a oferecer o recurso de alinhamento de tempo (time alignment ou TA), que consiste em atrasar a fase do sinal de um dos canais para que se regule o centro do palco sonoro. Outros recursos que muitas unidades têm apresentado ultimamente são displays de cristal líquido com animações, e a possibilidade de reprodução de arquivos compactados nos formatos MP3, WMA, AAC, dentre outros.
Alto-falantes

São comumente divididos em tweeters, mid-ranges e woofers, em que cada tipo é responsável pela reprodução de uma determinada faixa de freqüência. Eles são vendidos agrupados ou separados, sendo o número de componentes as chamadas vias do alto-falante. Alto-falantes multivias, como um coaxial por exemplo, possuem um médio e um tweeter, enquanto um triaxial possui um médio e dois tweeters. Já os alto-falantes vendidos separadamente são chamados de "kit componente" e o mais comum é que se encontre em duas vias. Os kits componentes incluem divisores de freqüência (ou crossover em inglês), que como o próprio nome diz, divide o sinal de áudio, enviando os agudos para o tweeter e os médios para o alto-falante médio. Devido a isso, os kits componentes são mais indicados para projetos que visam a qualidade do som.
Amplificadores

São equipamentos eletrônicos que recebem o sinal enviado pela unidade principal, o amplificam e o usam para alimentar os alto-falantes, usando a bateria do veículo como fonte de energia. Existem dois tipos principais de amplificadores: os chamados "mosfet" que amplificam o sinal enviado pelas saídas RCA da unidade principal, e os chamados "booster", que amplificam o sinal enviado pelas saídas amplificadas da unidade principal.

Os "mosfet" geralmente tem melhor qualidade de áudio, contando tipicamente com centenas de componentes, porém os "booster" ainda são muito usados, principalmente no mercado brasileiro, devido ao seu baixo custo. Os preços e potências nominais variam muito, podendo ser encontrados amplificadores de 20 até 20000 Watts RMS.

Amplificadores "mosfet" geralmente são amplificadores com fontes de alimentação do tipo PWM, e pertencem quase sempre à classe AB. No entanto, amplificadores para grandes potências, geralmente utilizados para a reprodução dos sons graves e subgraves, costumam pertencer à classe D, devido ao seu maior rendimento, e por consequência produzem menos calor e exigem uma instalação elétrica de menor porte do que o equivalente em classe AB.

Alguns amplificadores mais sofisticados oferecem o recurso de indicação de clipping do sinal e até circuitos anti-clipping. Clipping é o ceifamento do sinal por excesso de ganho, e essa distorção em volumes altos é a principal causa de queima de alto-falantes.
Cabos

Os cabos para som automotivo são divididos basicamente em três tipos: alta corrente, alta tensão e baixa tensão.

Os cabos de alta corrente são os responsáveis pelo fornecimento de energia elétrica ao amplificador, e devem ser dimensionados levando-se em conta a potência nominal do amplificador e seu fator de eficiência. Quanto mais eficiente for um amplificador, menor poderá ser a bitola do cabo para uma mesma distância. O contrário também é verdadeiro: quanto menos eficiente for um amplificador, maior deverá ser a bitola do cabo para uma mesma distância.

Os cabos de baixa tensão (ou alta impedância) são responsáveis por transmitir o sinal do circuito pré-amplificador da unidade principal para o amplificador. Geralmente são usados conectores RCA e cabos coaxiais, com seu núcleo constituído de um monofilamento de cobre e seu exterior por camadas alternadas de polímeros e blindagens eletromagnéticas. Devido a característica de transmitir sinais com baixa tensão, este tipo de cabo é muito sujeito a interferências eletromagnéticas, ocasionadas principalmente pelo módulo de injeção/ignição eletrônica, alternador, motor de arranque, bomba de combustível e cabos de alta corrente. Recomenda-se, quando da sua instalação, passá-los pela parte central do veículo, evitando assim possíveis pontos de interferências que prejudicarão a reprodução do áudio.

Os cabos de alta tensão podem ter duas finalidades distintas: transmitir o sinal das saídas amplificadas da unidade principal aos alto-falantes ou "boosters", ou transmitir os sinais amplificados pelo amplificador aos alto-falantes. As principais características a serem observadas são: pureza do cobre utilizado; quantidade de filamentos (quanto maior a quantidade, maior a flexibilidade e a área da secção do cabo); material da cobertura plástica (recomenda-se utilizar cabos cujas capas sejam anti-chamas) e bitola. Este último item deve ser calculado levando-se em conta a potência aplicada ao alto-falante, a sua impedância e a sua distância em relação ao amplificador (externo ou interno à unidade principal).
Acessórios
Megacapacitores

Em sistemas muito potentes, a bateria não consegue suprir a corrente de pico das músicas e o sistema perde potência. Assim, são usados capacitores de elevada carga (1-3 Farad são muito comuns) para suprir tais demandas.
Telas de vídeo

Em sistemas com DVD-players, muitas vezes também são instaladas no veículo telas de LCD para a reprodução de vídeo. geralmente estes aparelhos sao de 8 ou 9 polegadas.
Fusíveis e disjuntores

Dependendo do porte do sistema, são usados equipamentos elétricos como os fusíveis e disjuntores para proteção do equipamento.
Bateria

Sistemas mais potentes drenam mais bateria quando o motor está desligado, e baterias pequenas tem corrente de pico menor do que baterias grandes, em sua maioria. Então sistemas maiores acrescenta-se baterias de maior amperagem, carga aumentando o tempo de reserva de carga, (75-400Ah), para calcular a quantidade de amperagem nescessária para cada sistema deve-se observar o manual do amplificador, e em sistemas potentes pode ser considerado 100A para cada 1000W RMS para amplificadores de classe D . Existe baterias estacionárias, de Gel, ou Prata, que são duradouras e possuem uma vida útil maior que as baterias de chumbo.
Projetos

Os projetos dependem do objetivo que se deseja alcançar e do preço que se pode pagar. Porém, os diferentes tipos de projetos têm raízes comuns.
Básico

O projeto de som mais básico que se pode ter em um veículo é uma unidade principal, como um CD-player por exemplo, alimentando 2 ou 4 alto-falantes. Este sistema atende a maioria das pessoas e por isso é item de série na maioria dos carros. Pode ser trocada a unidade principal e os alto-falantes originais por equipamentos de melhor qualidade, porém é um sistema restrito e pouco potente.
Incluindo um amplificador externo

O primeiro passo de um projeto além do básico é a utilização de amplificadores externos ao player. Além de proporcionar maior potência do que as unidades principais comuns, pode-se ganhar em fidelidade ao usar amplificadores “mosfet” de boa qualidade.
Adicionando um subwoofer

O segundo passo para um projeto é a inclusão de subwoofers em automóveis para som interno, pois normalmente os alto-falantes mid-bass não têm resposta suficiente na região dos graves e subgraves (<100Hz aproximadamente). Existem também woofers ditos "profissionais" que atuam na mesma faixa de freqüência e que são voltados para som para fora do veículo. Ambos são instalados em caixas acústicas de madeira ou fibra de vidro no porta-malas do veículo. Melhorando a acústica dos alto-falantes

Este aprimoramento de projeto se enquadra melhor à categoria Alta Fidelidade. Os locais originais onde os alto-falantes são instalados geralmente não possuem acústica adequada para a resposta do alto-falante ou não estão adequadamente direcionados aos passageiros. Para evitar ressonâncias e selar a parte de trás do alto-falante mantendo o alto-falante no local original da porta, são usados tratamentos no interior das portas chamados de mantas acústicas. No entanto, para a efetiva rigidez, selagem e direção do alto-falante, são construídas caixas acústicas em fibra de vidro de 2 até 15 litros de volume interno, e que geralmente ficam parafusadas no chão do veículo (pezinhos ou KICK-PANEL)tanto no motorista quanto no passageiro. Por estas caixas estarem perto dos pés do condutor e do passageiro, elas são chamadas de pezinhos, e tem a sua forma e disposição projetada de maneira a minimizar o incômodo.
Aumentando a potência

O passo final do projeto é o aumento da potência o máximo possível, adequado portanto para as categorias de SPL e Trio Elétrico onde é necessária muita potência para amplificar os numerosos e grandes alto-falantes do veículo. São instalados múltiplos amplificadores e estes necessitam de alimentação adequada. Este tipo de projeto lida com o correto dimensionamento dos cabos de energia no carro, com o suprimento de energia pela(s) bateria(s) e mega-capacitor(es), chegando até a lidar com a troca do alternador original do carro. Muitas vezes o próprio carro sofre reforços estruturais e nos casos extremos os vidros são trocados por acrílico para não trincar.
Instalação
Kit componente instalado em pezinho. Note o tweeter no painel.

O mais convencional é usar alto-falantes nos locais originais do veículo, e o subwoofer e o(s) amplificador(es) no porta-malas. Para tal, precisam ser passados cabos de alimentação, de sinal pré-amplificado e de sinal amplificado até o porta-malas.


Como os cabos de sinal são os mais suscetíveis a ruídos e interferências eletromagnéticas externas, são usados preferencialmente cabos blindados. Mesmo o cabo de alimentação pode conter ruídos em função da freqüência de rotação do motor do carro, e se passado perto de um cabo de sinal, este pode receber tal ruído também.

Assim, em uma correta instalação, tenta-se minimizar o contato entre os diferentes tipos de cabo para que o ruído de um não passe para o outro. Normalmente se passam os cabos de alimentação por uma lateral do carro (a mesma lateral da bateria), os cabos de sinal pré-amplificados pelo meio do carro e os de sinal dos alto-falantes pelo outro lado do carro.

Mas nem sempre os amplificadores são armazenados no porta-malas, especialmente na categoria Alta Fidelidade. Como um cabo de sinal, por melhor que seja, tem perdas proporcionais ao seu comprimento, muitas vezes os amplificadores são instalados sob os assentos do motorista ou do passageiro, quando não embaixo do painel. Estas instalações deixam os amplificadores mais perto do player e os cabos ficam menores, minimizando as perdas nos cabos de sinal, porém estas instalações deixam os amplificadores expostos aos pés das pessoas que podem até danificar o aparelho.

Para projetos de alta fidelidade, normalmente se usa somente um par de alto-falantes na parte da frente do veículo, idealmente direcionados ao motorista e na altura dos ouvidos. Como não se pode instalar caixas acústicas de 5-10L no painel, é comum encontrar os tweeters pezinhos ou em caixas acústicas na porta, chamados de door-pods.