Światła stadionowe LED|Profesjonalne systemy oświetlenia sportowego

Do czego służy oświetlenie LED na stadionie?

Oświetlenie stadionowe LED to oprawy naświetlające o dużej mocy, które są przeznaczone do rozprowadzania światła na boiskach sportowych na duże odległości. Oświetlenie stadionowe LED nazywane jest również oświetleniem boiska sportowego. Te oprawy kierunkowe są ustawiane na odpowiednich wysokościach wokół boiska sportowego stadionu, aby stworzyć oświetlenie, które zapewnia doskonałą widoczność zarówno dla zawodników, jak i widzów, a także podczas transmisji telewizyjnych. Stadion to ogromna arena, na której mogą odbywać się różne wydarzenia, w tym zawody sportowe, koncerty i inne pokazy. Składa się z pola gry, które jest częściowo lub całkowicie otoczone rzędami nachylonych siedzeń, które mają zapewnić widzom widok na rozgrywającą się akcję.

Stadion to rozległy i spektakularny budynek, który zajmuje duży obszar i może pomieścić dużą liczbę ludzi. Służy jako miejsce ekscytujących i rozrywkowych wydarzeń i jest znane z tego, że może gościć duże tłumy. Symulując naturalne światło nawet podczas najciemniejszych godzin nocnych, systemy oświetlenia sportowego pozwalają obiektom pozostać otwartymi na dłużej. Podejmują się zadania stworzenia optymalnych warunków wizualnych dla graczy, opracowania wciągającej scenerii dla emocjonujących wrażeń fanów oraz umożliwienia transmisji HDTV, fotografii cyfrowej i nagrywania w zwolnionym tempie, aby uchwycić widowiska, ekscytujące momenty i dynamikę gier.

Zasady oświetlenia

W związku z tym, że wiele imprez odbywa się po zmroku, oświetlenie jest nieodzownym elementem architektury stadionu. Wykorzystanie reflektorów w odpowiedni sposób jest głównym celem oświetlenia stadionu. W przypadku dużych obiektów, które nie mają żadnych dostępnych konstrukcji napowietrznych do zainstalowania systemów oświetlenia typu downlight, jedynym źródłem sztucznego światła jest oświetlenie zalewowe, które jest umieszczone wysoko na obwodzie boiska i skierowane w najdalsze zakątki pola gry. Konieczne jest, aby oprawy te mogły emitować kontrolowane wiązki światła na boisko, aby odpowiednio je oświetlić ilościowo i jakościowo.

Na stadionach regularnie odbywa się wiele różnego rodzaju imprez sportowych. Najpopularniejsze gry na tych arenach to gry rozgrywane w powietrzu, takie jak krykiet, baseball, piłka nożna i piłka nożna. Ogromne boiska wymagane do uprawiania tych sportów stwarzają ogromne trudności w zakresie oświetlenia. Boisko piłkarskie ma szerokość od 59 do 69 metrów i długość od 100 do 110 metrów. Wymiary boiska do futbolu amerykańskiego to 91,80 m długości i 48,75 m szerokości. Aby pomieścić boisko do baseballu, potrzeba około trzech akrów ziemi. Średnica owalnego lub okrągłego boiska do gry w krykieta może wynosić od 90 do 150 metrów w najszerszym miejscu.

Ze względu na fakt, że stadiony są często wykorzystywane do organizacji różnych dyscyplin sportowych i wydarzeń, istnieje konieczność oświetlenia, które może zaspokoić różne potrzeby wszystkich istotnych dyscyplin sportowych. Systemy oświetlenia sportowego powinny być budowane nie tylko w połączeniu z obiektem, ale także w połączeniu ze specyficznymi wymaganiami związanymi z każdym sportem.

W ciągu ostatniej dekady nastąpiła znacząca zmiana w kierunku wykorzystania technologii LED w systemach oświetlenia sportowego. Ta zmiana nastąpiła w odpowiedzi na rosnące obawy dotyczące kosztów i wpływu na środowisko poprzednich technologii oświetleniowych. Stale zaostrzające się kryteria oszczędności energii w połączeniu z nieodpartymi korzyściami wynikającymi z nowej technologii były siłą napędową gigantycznego przejścia na oświetlenie LED.

Gdy są one przesunięte do przodu, diody LED powodują radiacyjną rekombinację elektronów i dziur w aktywnym obszarze urządzeń półprzewodnikowych złącza pn. Powoduje to emisję światła z diod LED. Mechanizm ten skutkuje wysoką wydajnością kwantową w produkcji światła widzialnego i zapewnia szereg innych znaczących korzyści źródłu światła. Korzyści te obejmują źródło światła o małym rozmiarze, długą żywotność, możliwość natychmiastowego włączania i wyłączania, praktycznie nieograniczoną liczbę cykli przełączania, ściemnianie w pełnym zakresie, dostrajanie widma i trwałość półprzewodnikową. Skuteczność świetlna białych diod LED, które są oparte na konwersji luminoforu, ma obecnie dużą przewagę nad skutecznością wcześniejszych technologii oświetleniowych, chociaż wciąż jest wiele do zrobienia w tej dziedzinie.

Umożliwiając wszechstronną optymalizację wszystkich parametrów LAE, takich jak wydajność źródła światła, wydajność transmisji optycznej, wydajność widma i efektywność intensywności, technologia LED toruje drogę do zupełnie nowego świata potencjalnych perspektyw oszczędności energii. Kolejnym istotnym czynnikiem, który przyczynia się do wyjątkowego zwrotu z inwestycji (ROI) oferowanego przez produkty oświetleniowe LED, jest ich zdolność do działania bez konieczności jakiejkolwiek konserwacji przez okres co najmniej 50,000 godzin lub nawet dłużej.

Oświetlenie LED nie tylko zapewnia niezrównaną ekonomię, która ma duże znaczenie w zastosowaniach oświetlenia sportowego o dużej mocy, ale technologia ta zapewnia również możliwość wyjścia poza ograniczenia jakościowe nałożone na starsze technologie. Oświetlenie LED stanowi skuteczne rozwiązanie podstawowego problemu niespójnego oświetlenia, które jest spowodowane przez oświetlenie HID. W porównaniu do reflektorów HID, możliwość wyprodukowania urządzenia do emisji powierzchniowej z grupą oddzielnych diod LED i wykorzystanie precyzyjnego sterowania optycznego na poziomie opakowania skutkuje poprawą jednorodności większą niż dwa razy.

Właściwa dostrajalność spektralna oświetlenia półprzewodnikowego umożliwia transmisję światła, które ma wyjątkową zdolność oddawania barw i jest bardziej estetyczne dla wydajności odtwarzacza i transmisji telewizyjnych. Jest to korzystne zarówno dla wrażeń wizualnych odbiorców, jak i jakości transmisji.

Zarządzanie złożonością związaną z działaniem diod LED

Oświetlenie stadionowe LED to niezwykle wydajne systemy oświetleniowe, które mogą zużywać do 2000 watów energii elektrycznej i generować zdumiewająco wysoką moc wyjściową w pakietach od dziesiątek tysięcy do setek tysięcy lumenów. Oświetlenie stadionowe LED stało się w ostatnich latach coraz bardziej popularne. Te naświetlacze LED o dużej mocy to dzieła wielowymiarowej inżynierii, które wymagają wysokiego poziomu integracji w różnych dziedzinach, w tym termicznych, elektrycznych, optycznych i mechanicznych.

Diody LED to niezwykle skomplikowane i zaawansowane urządzenia półprzewodnikowe przeznaczone do pracy w środowisku, w którym moc elektryczna, temperatura, wilgotność i inne parametry są kontrolowane w określonych zakresach. Diody LED mogą działać prawidłowo tylko w takim środowisku. Dlatego, aby sprostać wyzwaniom integracyjnym, które są spowodowane przez ściśle współzależne charakterystyki optoelektroniczne (strumień świetlny i wydajność), elektryczne (prąd, napięcie i moc) i termiczne (temperatura złącza) emiterów półprzewodnikowych, holistyczne podejście do rozwoju systemu jest wymagane.

W przypadku stosowania na zewnątrz systemy LED dużej mocy mogą narażać poszczególne diody LED, a także inne elementy systemu na znaczne obciążenie środowiskowe i operacyjne. Wszystkie mechanizmy awarii diod LED spowodowane zmiennymi wewnętrznymi i zewnętrznymi muszą zostać rozpoznane i zaadresowane, aby oświetlenie stadionowe LED mogło wykonywać swoje zadania w trudnych warunkach pracy przez określony czas. Pomimo faktu, że postęp w technologii LED otworzył nieskończoną liczbę możliwości projektowania oświetlenia stadionowego LED, zarówno pod względem funkcji, jak i wyglądu, podstawy integracji systemu nie uległy zmianie.

Bardzo skuteczny reflektor LED to wysoce rozwinięty system, który zawiera diody LED, obwody sterownika i sterowania, systemy zarządzania temperaturą, optykę i inne komponenty w zamierzony i inteligentny sposób. Za rzeczywistą realizację fizycznej integracji, która ma miejsce między diodami LED, optyką i radiatorem, odpowiedzialny jest poziom oprawy lub modułu. Integracja na poziomie oprawy prowadzi do wytworzenia produktu, który generuje światło z pojedynczego zespołu optycznego. Z drugiej strony modułowa konstrukcja pozwala na stworzenie systemu, który jest skalowalny i zdolny do wytwarzania ultrawysokiej mocy, który składa się z obliczonej liczby niezależnych lekkich silników.

Sterownik LED jest albo fizycznie oddzielony od silnika światła LED, albo izolowany termicznie, aby uniknąć obciążania termicznego diody LED i degradacji elementów obwodu. Można to osiągnąć poprzez fizyczne oddzielenie sterownika LED od silnika światła LED.

Obciążenie termiczne, które może być generowane przez system LED dużej mocy, może być niezwykle wysokie; w rezultacie ścieżka wymiany ciepła musi być zwymiarowana, aby była w stanie pomieścić to obciążenie. Aby osiągnąć ten cel, należy maksymalnie zmniejszyć opór cieplny każdego elementu na drodze prowadzącej od złącza do powietrza. Połączenia lutowane, zwane również interkonektami, są niezbędnym elementem rozwiązania do zarządzania ciepłem oprawy LED. Ten komponent wraz z radiatorem, materiałem interfejsu termicznego (TIM) i płytkami drukowanymi z metalowym rdzeniem (MCPCB) tworzą resztę systemu. Zbudowanie niezawodnego złącza lutowniczego między pakietem LED a MCPCB jest nie tylko niezwykle niezbędne do przenoszenia ciepła między dwoma komponentami, ale ma również kluczowe znaczenie dla trwałości całego systemu oświetleniowego. Konieczne jest, aby złącze lutowane zapewniało solidne połączenie metalurgiczne, które ma dużą odporność na pełzanie i wibracje. Wysoka odporność na pełzanie połączeń lutowanych może zmniejszyć narastanie energii odkształcenia, które powstaje w wyniku cykli termicznych, co często występuje w systemach oświetlenia obiektów sportowych na świeżym powietrzu. Izolację elektryczną zapewnia wielowarstwowa miedziana i aluminiowa płytka drukowana (MCPCB), która składa się z warstwy dielektrycznej po jednej stronie, warstwy miedzi po drugiej i aluminiowej płyty pośrodku. Taka konstrukcja zapewnia dobre odprowadzanie ciepła między diodami LED a radiatorem. Materiał interfejsu termicznego lub TIM ma na celu zmniejszenie ilości powietrza uwięzionego w interfejsie między MCPCB a radiatorem.

Radiator spełnia dwie funkcje: najpierw pełni rolę rezerwuaru ciepła, pochłaniając ciepło wydzielane przez diody LED, a następnie pełni funkcję rozpraszacza ciepła, oddając to ciepło do otaczającego powietrza na drodze konwekcji i promieniowania. Odlewanie ciśnieniowe, kucie na zimno lub wytłaczanie to trzy podstawowe metody konstrukcyjne wykorzystywane do tworzenia tego elementu, który jest zwykle sprzedawany jako pojedyncza jednostka wraz z obudową. W wielu przypadkach geometria konstrukcji radiatora ma na celu maksymalizację wielkości powierzchni konwekcyjnej oraz współczynnika przenikania ciepła. Gdy istnieją ograniczenia fizyczne, które ograniczają konstrukcję radiatora, można zastosować rurki cieplne, aby wspomóc rozpraszanie ciepła.

Kontroluj przebieg bieżącej regulacji

Sterownik LED aplikacji to kluczowy podsystem, który ma wpływ na zachowanie systemu, jego wydajność i żywotność. Pełni funkcję zasilacza, zmieniając moc pochodzącą z sieci (czyli prąd zmienny, czyli AC) na prąd stały, czyli DC, który jest kompatybilny z obciążeniem LED. Oprócz tego zapewnia ochronę przed skutkami usterek, takimi jak przetężenie, zwarcie, nadmierne napięcie, nadmierna temperatura i inne obciążenia. Podczas projektowania sterowników LED do zastosowań zewnętrznych należy uwzględnić ochronę przed przepięciami linii w projekcie obwodu sterownika, aby zapewnić wystarczającą ochronę diod LED, a także wszelkich wrażliwych obwodów i komponentów.

Sterowniki LED zazwyczaj zawierają obwody sterujące, które zapewniają funkcję ściemniania, stały strumień świetlny (CLO), mieszanie kolorów i/lub interoperacyjność z czujnikami środowiskowymi do kontroli obecności i pozyskiwania światła dziennego. Ta ewolucja oświetlenia sportowego od stałego urządzenia wyjściowego do inteligentnego, programowalnego oświetlenia jest ułatwiona dzięki włączeniu obwodów sterujących do sterowników LED.

Komunikaty wysyłane z urządzenia zewnętrznego do układu sterującego pozwalają na skonfigurowanie preferowanego przez użytkownika trybu pracy. Ta szczególna kategoria sterowników jest wyposażona w interfejs analogowy lub cyfrowy i jest w stanie rozszyfrować sygnały poleceń wysyłane przez protokół komunikacyjny, taki jak 0-10VDC, DALI, DMX, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave lub Wi-Fi.

Sterowniki LED wchodzące w skład systemów oświetleniowych dużej mocy są często projektowane jako sterowniki dwustopniowe, z których każdy realizuje aktywną korekcję współczynnika mocy (PFC) niezależnie od stopnia przetwornicy DC-DC. Ten typ sterownika jest znany jako sterownik mostkowy. Regulator przełączający, który pracuje z wysoką częstotliwością przełączania, zapewnia aktywny PFC. Ma to na celu utrzymanie wysokiego współczynnika mocy w szerokim zakresie napięcia wejściowego przy jednoczesnym tłumieniu prądu harmonicznego. W porównaniu do swoich jednostopniowych poprzedników, dwustopniowe sterowniki LED oferują znaczną liczbę korzyści. Są w stanie działać prawidłowo pomimo znacznych zmian napięcia sieciowego i mogą być sterowane za pomocą zmiennych sterujących, które obejmują szeroki zakres. Sterowniki dwustopniowe mają architekturę obwodów, która jest w stanie sprostać surowym wymaganiom dotyczącym wydajności konwersji mocy dla systemów działających na wysokich poziomach mocy. Architektura ta przyczynia się również do redukcji przepięć, które są przykładane do zasilania tranzystorów MOSFET podczas występowania przepięć.

Zdolność systemów dwustopniowych do zaspokojenia zapotrzebowania na oświetlenie bez migotania jest istotną zaletą, którą można osiągnąć, wykorzystując je w zastosowaniach oświetlenia sportowego. Diody LED mogą powodować migotanie z powodu tętnień prądu wyjściowego, które można z powodzeniem odfiltrować przez dwustopniowy obwód sterownika. Migotanie w oświetleniu sportowym pociąga za sobą dwie konsekwencje. Pierwszy problem polega na tym, że wizualna percepcja prędkości szybko poruszającego się celu gry może zostać zmieniona, co miałoby wpływ na wydajność wizualną gracza. Drugi problem dotyczy zarówno nagrań z dużą prędkością, jak i bardzo zwolnionego tempa. Istnienie migotania może powodować różnice ekspozycji między klatkami i ograniczać zakres zwolnionego tempa, który można osiągnąć w transmisjach telewizyjnych. Aby osiągnąć wyższy poziom jakości wideo, użycie szybkich kamer wideo do odtwarzania w zwolnionym tempie może wymagać od sterownika LED ograniczenia wartości tętnienia do zakresu 3 procent.

Naświetlacz stadionowy LED o dużej mocy

Cechy:

● Oświetlenie przyjazne dla środowiska
● Regulowana konstrukcja modułowa o mocy 120 W
● Zmniejsza zużycie energii o ponad 50 procent w przypadku tradycyjnego oświetlenia

Specyfikacja: