Gli altoparlanti stanno vivendo un’era di trasformazione senza precedenti, con un’evoluzione che abbraccia sia l’aspetto tecnologico che quello estetico. Come la ricerca in campo audio promette di offrire esperienze sonore sempre più coinvolgenti e di alta qualità

Negli ultimi decenni l’industria degli altoparlanti ha subito un’evoluzione senza precedenti, passando da semplici casse acustiche a complessi sistemi audio ad alta definizione. Questa evoluzione è stata guidata da innovazioni tecnologiche che hanno permesso di inserire speaker sonori miniaturizzati negli smartphone o nelle cuffie e dall’incessante ricerca della perfezione sonora nei sistemi più evoluti di stereo hi-fi.

Al giorno d’oggi gli appassionati di musica e gli esperti di tecnologia per ascoltare musica hanno una miriade di opzioni, che vanno dalle classiche casse stereo ai sistemi wireless intelligenti che si integrano senza soluzione di continuità con gli ecosistemi domestici. Questo articolo esplorerà l’evoluzione degli altoparlanti, analizzando la storia, le tendenze attuali e gettando uno sguardo sul futuro delle casse acustiche.

Indice

Cos’è un altoparlante?

Il primo altoparlante in grado di diffondere suoni, capace di trasformare un segnale elettrico in vibrazioni e quindi in onde sonore, è stato realizzato nel 1925 da due ingegneri: Edward W. Kellogg e Chester W. Rice. Costituito da una bobina mobile, al passare della corrente elettrica spinge avanti e indietro una membrana che produce il suono. Ancora oggi questo sistema è utilizzato per diffondere suoni è musica nelle casse hi-fi così come nei televisori.

Il segnale elettrico può provenire da una sorgente audio, come un lettore musicale, un computer o un microfono, oppure da una trasmissione radiofonica o televisiva. Il segnale viene amplificato da un amplificatore e inviato all’altoparlante, che lo trasforma in vibrazioni meccaniche. Queste vibrazioni fanno muovere una membrana, chiamata cono o diaframma, che a sua volta fa vibrare l’aria circostante, creando il suono che percepiamo.

Il cono di un altoparlante può essere fatto di diversi materiali, come carta, plastica, metallo o tessuto, a seconda delle caratteristiche sonore desiderate. Inoltre nell’era digitale tutto si è miniaturizzato e per ascoltare contenuti è possibile usare smartphone che al loro interno hanno minuscoli diffusori. In futuro anche in questo campo ci saranno interessanti novità, dagli altoparlanti in grafene fino a quelli a vibrazione per ascoltare musica ma anche per comunicare in modo diverso.

In quasi 100 anni di storia gli altoparlanti hanno fatto molti progressi. Sono nati sistemi elettrostatici, altoparlanti a nastro o planari con tecnologie costruttive sempre più performanti. Il suono è notevolmente migliorato e le dimensioni, a parità di potenza delle casse acustiche, si sono ridotte considerevolmente. I diffusori sonori si possono classificare in base a principio di funzionamento, forma, dimensione, potenza, risposta in frequenza e direzionalità.

Altoparlanti elettrodinamici

Gli altoparlanti elettrodinamici sono i più diffusi e si basano sul principio della forza elettromotrice. Sono costituiti da una bobina mobile, collegata a una membrana, che si muove all’interno di un campo magnetico generato da un magnete fisso. Il segnale elettrico che arriva alla bobina fa variare il campo magnetico e quindi la posizione della bobina e della membrana, producendo così il suono. Si dividono in Woofer, Midwoofer, Midrange e Tweeter.

Midwoofer hanno dimensioni medie (da 10 a 15 cm di diametro) che riproducono le frequenze medie-basse (da 200 a 2000 Hz). Hanno una membrana conica o semisferica e sono usati per i toni bassi e medi.

Midrange Sono altoparlanti di piccole dimensioni (da 5 a 10 cm di diametro) che riproducono le frequenze medie (da 2000 a 5000 Hz). Hanno una membrana conica, semisferica o piatta e sono usati per i toni medi e vocali.

Tweeter Di piccole dimensioni (da 2 a 5 cm di diametro) riproducono le frequenze alte (da 5000 a 20000 Hz). Hanno una membrana piatta, a cupola o a nastro e sono usati per gli acuti.

Altoparlanti piezoelettrici

Sono altoparlanti che sfruttano il fenomeno della piezoelettricità, ovvero la capacità di alcuni materiali di generare una tensione elettrica quando sono sottoposti a una pressione meccanica, e viceversa. Un altoparlante piezoelettrico è costituito da un disco o una lamina di materiale piezoelettrico, come il quarzo o la ceramica, collegato a un circuito elettrico. Il segnale elettrico che arriva al disco fa variare la sua forma e quindi la sua pressione, producendo così il suono.

Gli altoparlanti piezoelettrici hanno il vantaggio di essere leggeri, economici, resistenti e poco sensibili alle interferenze magnetiche. Tuttavia, hanno anche degli svantaggi, come una bassa potenza, una scarsa qualità del suono e una risposta in frequenza limitata. Sono usati principalmente per le applicazioni che richiedono suoni semplici o segnali acustici, come gli allarmi, i telefoni o i giocattoli.

Altoparlanti ad induzione magnetica

Sono altoparlanti che utilizzano il principio dell’induzione magnetica, ovvero la capacità di un campo magnetico variabile di indurre una corrente elettrica in un conduttore. Un altoparlante a induzione magnetica è costituito da un anello metallico, collegato a un circuito elettrico, che si trova vicino a un magnete permanente. Il segnale elettrico che arriva all’anello fa variare il campo magnetico del magnete e quindi la forza esercitata sull’anello, che si muove e produce il suono.

Questi tipi di altoparlante hanno il vantaggio di essere semplici, robusti e poco influenzati dalle variazioni di temperatura. Tuttavia, hanno anche degli svantaggi, come una bassa efficienza, una distorsione elevata e una risposta in frequenza irregolare. Sono usati soprattutto per le applicazioni che richiedono suoni forti o potenti, come i megafoni, le sirene o i diffusori pubblici.

Nuovi tipi di diffusori

L’evoluzione degli altoparlanti non riguarda solo la tecnologia interna, ma anche i materiali utilizzati e il design esterno. I produttori stanno sperimentando l’uso di materiali innovativi come la fibra di carbonio, la ceramica e altri composti leggeri e robusti, che contribuiscono a una migliore risposta alle frequenze e a una maggiore durata nel tempo. Allo stesso tempo, il design estetico degli altoparlanti sta diventando sempre più elegante e minimalista, integrandosi perfettamente negli ambienti domestici moderni e diventando vere e proprie opere d’arte.

L’integrazione di Bluetooth e Wi-Fi ha reso possibile la connessione senza fili con dispositivi come smartphone, tablet e computer, offrendo un’esperienza di ascolto senza soluzione di continuità e eliminando l’ingombro dei cavi. Con l’esplosione dell’intelligenza artificiale e dell’Internet of Things (IoT), gli altoparlanti intelligenti hanno fatto il loro ingresso sul mercato, consentendo agli utenti di controllare la riproduzione musicale e di gestire le funzioni domestiche tramite comandi vocali.

Con l’aumento della domanda di qualità audio sempre più elevata, la ricerca e lo sviluppo nel campo dell’audio ad alta definizione stanno guadagnando sempre più attenzione. I produttori stanno lavorando per migliorare la precisione nella riproduzione del suono, utilizzando tecnologie come il Dolby Atmos e l’audio a 360 gradi per offrire un’esperienza immersiva senza precedenti. Inoltre molte ricerche si fanno nel campo della miniaturizzazione.

Altoparlanti in grafene

I micro altoparlanti degli smarphone hanno un magnete permanente e una bobina mobile collegata ad un diaframma che spinge l’aria per creare un suono. Ma sono troppo piccoli e la potenza non può essere incrementata più di tanto per evitare problemi di surriscaldamento e di consumo della batteria. Gli altoparlanti in grafene studiati dai dei ricercatori dell’Università di Exeter probabilmente sono il tassello mancante di questa storia.

Il grafene è un materiale che promette meraviglie nel campo delle nanotecnologie, ma ha anche ottime capacità termo acustiche. È sufficiente che una corrente elettrica ne attraversi un suo sottilissimo strato perchè, scaldandosi e raffreddandosi, il grafene si possa espandere e contrarre generando onde sonore. I nuovi altoparlanti sviluppati dai ricercatori con questo materiale non hanno nessuna parte in movimento e il consumo è ridottissimo.

Non è la prima volta che si utilizzano i principi della termoacustica, ma trasformare l’energia termica in suono è sempre stato considerato un processo altamente inefficiente. L’utilizzo del grafene sembra annullare i limiti aprendo nuove prospettive nel campo delle tecnologie audiovisive. I nuovi altoparlanti in grafene sarebbero perfetti negli smartphone e nei dispositivi portatitili, dato che si può combinare in un unico chip altoparlante, amplificatore ed equalizzatore grafico.

Altoparlanti a vibrazione

Gli altoparlanti a vibrazione sfruttano il classico principio della trasmissione delle onde sonore. Negli altoparlanti tradizionali lo spostamento del cono muove le molecole d’aria che vengono diffuse fino alle nostre orecchie. Ma nulla vieta di fare vibrare qualsiasi oggetto per ottenere questo scopo. Tutto avviene attraverso un trasduttore da applicare su una superficie che vibrerà proprio come un altoparlante.

Sfrutta più o meno lo stesso principio degli altoparlanti a vibrazione uno studio di trasmissione del suono silenziosa sviluppato nei laboratori della Disney research di Pittsburgh. Potrebbe rivoluzionare il modo in cui comunichiamo attraverso le persone o le cose grazie alle vibrazioni. L’idea è la versione tecnologica dell’Ishin-Denshin, un concetto tradizionale giapponese di comunicazione interpersonale che avviene attraverso una tacita comprensione reciproca.

L’installazione interattiva si compone di un microfono in grado di registrare i suoni trasformandoli in un segnali ad alta tensione e bassa corrente. Questi suoni creano un campo elettrostatico modulato non udibile attorno al corpo della persona. Quindi delle piccole vibrazioni che possono venire trasmesse ad un altro corpo umano o ad un oggetto attraverso il tatto. Toccando il lobo dell’orecchio il suono viene trasferito in modo silenzioso solo alla persona che viene toccata.

Dopo aver parlato al microfono, se si tocca delicatamente qualsiasi oggetto, l’oggetto si trasforma in un altoparlante e riproduce il messaggio registrato. Ovviamente la tecnologia Ishin-Den-Shin può avere molte applicazioni nella vita quotidiana. Segreti, messaggi e sussurri possono essere trasmessi da persona a persona in contatto fisico con ogni altri e la Disney conta di utilizzare il dispositivo per creare esperienze di narrazione “magiche” presso le sue attrazioni.


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Autore: Fulvio Binetti
Fulvio Binetti è un editore online, fondatore di Bintmusic.it, musicista, produttore e esperto di comunicazione digitale. Da oltre tre decenni collabora con le principali realtà del campo audiovisivo, discografico ed editoriale, dove si è distinto nella produzione di canzoni e colonne sonore per tv, radio, moda, web ed eventi. In qualità di blogger, condivide approfondimenti su musica, cultura e lifestyle. Per saperne di più leggi la biografia o segui i suoi profili social.