Luci LED da stadio|Sistemi di illuminazione sportiva professionale

A cosa serve una luce a LED in uno stadio?

Le luci LED per stadi sono proiettori ad alta potenza progettati per distribuire la luce in un'area di gioco sportiva su grandi distanze. Le luci a LED per stadi sono anche conosciute come illuminazione per campi sportivi. Questi faretti direzionali sono posizionati ad altezze adeguate attorno al campo sportivo di uno stadio per creare un ambiente luminoso che consenta una visibilità eccezionale sia per i giocatori che per gli spettatori, nonché per le trasmissioni televisive. Uno stadio è un'enorme arena che può ospitare una varietà di eventi, tra cui sport, concerti e altri spettacoli. È costituito da un campo da gioco parzialmente o interamente circondato da gradinate di sedili inclinati che hanno lo scopo di fornire agli spettatori una visione dell'azione in corso.

Uno stadio è un edificio vasto e spettacolare che copre una vasta area e accoglie un gran numero di persone. Serve come location per eventi emozionanti e divertenti ed è noto per la sua capacità di ospitare grandi folle. Simulando la luce naturale anche durante le ore più buie della notte, i sistemi di illuminazione sportiva consentono agli impianti di rimanere aperti più a lungo. Affrontano il compito di creare condizioni visive ottimali per i giocatori, sviluppare un'ambientazione coinvolgente per emozionanti esperienze dei fan e abilitare la trasmissione HDTV, la fotografia digitale e la registrazione al rallentatore per catturare gli spettacoli, i momenti emozionanti e le dinamiche dei giochi.

I principi dell'illuminazione

Dato che molti eventi vengono organizzati dopo il tramonto, l'illuminazione è una componente essenziale dell'architettura dello stadio. L'utilizzo appropriato dell'illuminazione è l'obiettivo principale dell'illuminazione degli stadi. Per i luoghi di grandi dimensioni che non dispongono di strutture sopraelevate disponibili per l'installazione di sistemi di illuminazione verso il basso, l'unica fonte di luce artificiale è l'illuminazione diffusa, posizionata in alto attorno al perimetro del campo e rivolta verso le parti più lontane dell'area di gioco. È necessario che questi apparecchi siano in grado di proiettare fasci di luce controllati sul campo di gioco per illuminarlo adeguatamente quantitativamente e qualitativamente.

Molti diversi tipi di eventi sportivi vengono organizzati regolarmente all'interno degli stadi. I giochi più popolari da giocare in queste arene sono quelli che si svolgono in aria, come il cricket, il baseball, il calcio e il calcio. Gli enormi campi da gioco richiesti per questi sport creano un'enorme difficoltà in termini di illuminazione. Un campo da calcio ha una larghezza che va dai 59 ai 69 metri e una lunghezza che va dai 100 ai 110 metri. Le dimensioni di un campo utilizzato per il football americano sono di 91,80 metri di lunghezza e 48,75 metri di larghezza. Per ospitare un campo da baseball sono necessari circa tre acri di terreno. Il diametro del campo da cricket ovale o circolare può variare da 90 a 150 metri nel punto più largo.

A causa del fatto che gli stadi sono spesso utilizzati per ospitare una varietà di sport ed eventi, vi è la necessità di un'illuminazione in grado di soddisfare le varie esigenze di tutti gli sport rilevanti. Non solo i sistemi di illuminazione sportiva dovrebbero essere costruiti in combinazione con la sede, ma dovrebbero anche essere creati in combinazione con i requisiti specifici associati a ogni sport.

C'è stato un cambiamento significativo verso l'utilizzo della tecnologia LED nei sistemi di illuminazione sportiva nel corso dell'ultimo decennio. Questo cambiamento si è verificato in risposta alle crescenti preoccupazioni riguardanti la spesa e l'effetto ambientale delle precedenti tecnologie di illuminazione. I criteri sempre più severi per il risparmio energetico, in combinazione con gli interessanti vantaggi offerti dalla nuova tecnologia, sono stati una forza trainante dietro la gigantesca transizione verso l'illuminazione a LED.

Quando sono polarizzati in avanti, i LED provocano una ricombinazione radiativa di elettroni e lacune nella regione attiva dei dispositivi a semiconduttore a giunzione pn. Ciò si traduce nell'emissione di luce dai LED. Questo meccanismo si traduce in un'elevata efficienza quantica nella produzione di luce visibile e conferisce una serie di altri vantaggi significativi alla sorgente luminosa. Questi vantaggi includono la sorgente luminosa con una piccola dimensione della sorgente, una lunga durata, la capacità di accendersi e spegnersi istantaneamente, cicli di commutazione virtualmente illimitati, dimmerabilità a gamma completa, sintonizzazione spettrale e durata dello stato solido. L'efficienza luminosa dei LED bianchi che si basano sulla conversione del fosforo ha ora un grande vantaggio rispetto a quella delle precedenti tecnologie di illuminazione, anche se c'è ancora molto spazio per miglioramenti in quest'area.

Consentendo l'ottimizzazione completa di tutti i parametri LAE, come l'efficienza della sorgente luminosa, l'efficienza dell'erogazione ottica, l'efficienza dello spettro e l'efficacia dell'intensità, la tecnologia LED apre la strada a un mondo completamente nuovo di potenziali prospettive di risparmio energetico. Un ulteriore fattore essenziale che contribuisce all'eccezionale ritorno sull'investimento (ROI) offerto dai prodotti di illuminazione a LED è la loro capacità di funzionare senza richiedere alcun tipo di manutenzione per un periodo di almeno 50,000 ore o anche di più.

L'illuminazione a LED non solo fornisce un'economia impareggiabile, che è di grande rilevanza per le applicazioni di illuminazione sportiva ad alto wattaggio, ma la tecnologia offre anche l'opportunità di progredire oltre le restrizioni qualitative imposte alle tecnologie precedenti. L'illuminazione a LED rappresenta una soluzione efficace al problema fondamentale dell'illuminazione incoerente causata dall'illuminazione HID. Rispetto ai proiettori HID, la capacità di produrre un dispositivo di emissione superficiale con un gruppo di LED discreti e l'utilizzo di un controllo ottico a livello di pacchetto prodotto con precisione si traduce in un miglioramento dell'uniformità che è maggiore di un fattore due.

L'intrinseca sintonizzazione spettrale dell'illuminazione a stato solido consente la trasmissione della luce che ha un'eccezionale capacità di resa cromatica ed è esteticamente migliore per le prestazioni dei giocatori e le trasmissioni televisive. Ciò è vantaggioso sia per l'esperienza visiva del pubblico che per la qualità della trasmissione.

Gestione delle complessità coinvolte nel funzionamento dei LED

Le luci a LED per stadi sono sistemi di illuminazione estremamente potenti che possono consumare fino a 2000 watt di energia elettrica e creare una potenza sorprendentemente elevata in pacchetti che vanno da decine di migliaia a centinaia di migliaia di lumen. Le luci da stadio a LED sono diventate sempre più popolari negli ultimi anni. Questi proiettori a LED ad alta potenza sono opere di ingegneria multidimensionale che richiedono un alto livello di integrazione in una varietà di domini, tra cui termico, elettrico, ottico e meccanico.

I LED sono dispositivi a semiconduttore estremamente complicati e avanzati destinati a funzionare in un ambiente in cui l'energia elettrica, la temperatura, l'umidità e altri parametri sono controllati entro intervalli specifici. I LED possono funzionare correttamente solo in questo tipo di ambiente. Pertanto, al fine di affrontare le sfide di integrazione causate dalle caratteristiche optoelettroniche (flusso luminoso ed efficienza), elettriche (corrente, tensione e potenza) e termiche (temperatura di giunzione) strettamente interdipendenti degli emettitori a semiconduttore, un approccio olistico allo sviluppo del sistema è richiesto.

Se utilizzati all'esterno, i sistemi LED ad alta potenza possono sottoporre i singoli LED e gli altri componenti del sistema a livelli significativi di stress ambientale e operativo. Tutti i meccanismi di guasto nei LED causati da variabili interne ed estrinseche devono essere riconosciuti e risolti affinché le luci LED per stadi possano eseguire le attività necessarie in condizioni operative difficili per un determinato periodo di tempo. Nonostante i progressi nella tecnologia LED abbiano aperto un numero infinito di scelte progettuali per le luci LED per stadi sia in termini di funzione che di aspetto, i fondamenti dell'integrazione del sistema non sono cambiati.

Una luce di inondazione a LED molto efficace è un sistema altamente sviluppato che incorpora LED, driver e circuiti di controllo, sistemi di gestione termica, ottica e altri componenti in modo intenzionale e intelligente. Sia l'apparecchio di illuminazione che il livello del modulo sono responsabili dell'effettiva implementazione dell'integrazione fisica che avviene tra i LED, l'ottica e il dissipatore di calore. L'integrazione a livello di apparecchio si traduce nella produzione di un prodotto che genera luce da un unico gruppo ottico. Il design modulare, d'altra parte, si traduce nella produzione di un sistema che è scalabile e in grado di produrre una potenza ultra elevata ed è incorniciato da un numero calcolato di motori leggeri autonomi.

Il driver LED è fisicamente separato dal motore di illuminazione LED o isolato termicamente da esso per evitare che il carico termico del LED solleciti e degradi i componenti del circuito. Ciò può essere ottenuto separando fisicamente il driver LED dal motore di illuminazione LED.

Il carico termico che può essere generato da un sistema LED ad alta potenza può essere estremamente elevato; di conseguenza, il percorso di trasferimento termico deve essere dimensionato per poter sopportare questo carico. Per raggiungere questo obiettivo, la resistenza termica di ogni componente lungo il percorso che porta dalla giunzione all'aria dovrebbe essere ridotta il più possibile. I giunti di saldatura, noti anche come interconnessioni, sono un componente essenziale della soluzione di gestione termica per un apparecchio di illuminazione a LED. Questo componente, insieme a un dissipatore di calore, materiale di interfaccia termica (TIM) e circuiti stampati con anima in metallo (MCPCB), costituisce il resto del sistema. La costruzione di una giunzione saldata affidabile tra il pacchetto LED e MCPCB non solo è estremamente necessaria per la trasmissione del calore tra i due componenti, ma è anche cruciale per la durata del sistema di illuminazione nel suo complesso. È necessario che la giunzione di saldatura fornisca un legame metallurgico robusto che possieda una grande resistenza allo scorrimento e alle vibrazioni. Un'elevata resistenza allo scorrimento dei giunti di saldatura può ridurre la quantità di accumulo di energia di deformazione che si verifica a seguito del ciclo termico, che si trova spesso nei sistemi di illuminazione per sport all'aperto. L'isolamento elettrico è fornito dal circuito stampato multistrato in rame e alluminio (MCPCB), costituito da uno strato dielettrico su un lato, uno strato di rame sull'altro e una piastra di alluminio al centro. Questo design garantisce un buon percorso termico tra i LED e il dissipatore di calore. Il materiale dell'interfaccia termica, o TIM, serve a ridurre la quantità di aria che rimane intrappolata nell'interfaccia tra l'MCPCB e il dissipatore di calore.

Il dissipatore di calore svolge due funzioni: dapprima funge da serbatoio termico assorbendo il calore sprigionato dai LED, quindi svolge la funzione di dissipatore di calore rilasciando tale calore nell'aria circostante per convezione e irraggiamento. Pressofusione, stampaggio a freddo o estrusione sono i tre principali metodi costruttivi utilizzati per creare questo componente, che normalmente viene venduto come singola unità insieme all'alloggiamento. In molti casi, la geometria del design del dissipatore di calore ha lo scopo di massimizzare la quantità di superficie convettiva e il coefficiente di trasferimento del calore. Quando ci sono vincoli fisici che limitano la progettazione di un dissipatore di calore, è possibile utilizzare tubi di calore per favorire la dissipazione del calore.

Controlla il flusso della regolazione corrente

Il driver LED di un'applicazione è un sottosistema cruciale che gioca un ruolo nell'influenzare il comportamento del sistema, nonché la sua efficienza e la sua durata. Svolge la funzione di alimentatore, trasformando la potenza proveniente dalla linea (che è corrente alternata, o AC) in corrente continua, o DC, compatibile con il carico del LED. Oltre a ciò, offre protezione contro circostanze di guasto come sovracorrente, cortocircuito, tensione eccessiva, temperatura eccessiva e altre sollecitazioni. Quando si progettano driver LED per l'uso in applicazioni esterne, la protezione dai transitori di linea deve essere incorporata nella progettazione del circuito del driver per garantire che i LED, nonché eventuali circuiti e componenti sensibili, siano sufficientemente protetti.

I driver LED in genere includono circuiti di controllo per fornire funzionalità di attenuazione, emissione di luce costante (CLO), miscelazione dei colori e/o interoperabilità con sensori ambientali per il controllo dell'occupazione e la raccolta della luce diurna. Questa evoluzione dell'illuminazione sportiva da un dispositivo a uscita fissa a un'illuminazione intelligente e programmabile è facilitata dall'incorporazione di circuiti di controllo nei driver LED.

Le comunicazioni inviate da un dispositivo esterno alla circuiteria di controllo consentono la configurazione di una modalità di funzionamento che l'utente preferisce. Questa particolare categoria di driver presenta un'interfaccia analogica o digitale ed è in grado di decifrare i segnali di comando inviati da un protocollo di comunicazione come 0-10VDC, DALI, DMX, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave o Wifi.

I driver LED inclusi nei sistemi di illuminazione ad alta potenza sono spesso progettati come driver a due stadi, ciascuno dei quali implementa la correzione attiva del fattore di potenza (PFC) indipendentemente dallo stadio del convertitore CC-CC. Questo tipo di driver è noto come bridge driver. Un regolatore di commutazione che funziona a una frequenza di commutazione elevata fornisce il PFC attivo. Questo viene fatto per mantenere un fattore di potenza elevato in un ampio intervallo di tensione di ingresso sopprimendo contemporaneamente la corrente armonica. Rispetto ai loro predecessori a singolo stadio, i driver LED a due stadi offrono un numero significativo di vantaggi. Sono in grado di funzionare correttamente nonostante cambiamenti significativi nella tensione di linea e possono essere controllati utilizzando variabili di controllo che coprono un'ampia gamma. I driver a due stadi hanno un'architettura circuitale in grado di gestire i severi requisiti imposti sull'efficienza di conversione della potenza per i sistemi che operano a livelli di potenza elevati. Questa architettura contribuisce anche alla riduzione della sovratensione applicata ai MOSFET di potenza durante le sovratensioni.

La capacità dei sistemi a due stadi di soddisfare la necessità di un'illuminazione priva di sfarfallio è un vantaggio significativo che può essere realizzato utilizzandoli nelle applicazioni di illuminazione sportiva. I LED possono essere sottoposti a sfarfallio a causa delle increspature nella corrente di uscita, che possono essere filtrate con successo dal circuito di pilotaggio a due stadi. Ci sono due ripercussioni che derivano dallo sfarfallio nell'illuminazione sportiva. Il primo problema è che la percezione visiva di un giocatore della velocità di un bersaglio di gioco in rapido movimento può essere alterata, il che avrebbe un impatto sulle prestazioni visive del giocatore. Il secondo numero si rivolge a filmati ad alta velocità ed estremamente al rallentatore. L'esistenza dello sfarfallio può comportare differenze di esposizione da un fotogramma all'altro e limitare la portata del rallentatore che può essere ottenuto nelle trasmissioni televisive. Per ottenere un livello superiore di qualità video, l'uso di videocamere ad alta velocità per il rallentatore potrebbe richiedere al driver LED di limitare il valore di ondulazione entro un intervallo del 3%.

Proiettore da stadio a LED ad alto rendimento

Caratteristiche:

● Illuminazione rispettosa dell'ambiente
● Design modulare regolabile da 120 W
● Riduce il consumo energetico di oltre il 50 percento rispetto all'illuminazione tradizionale

Specifica: