Llums LED d'estadi|Sistemes d'il·luminació esportiva professional

Per a què serveix una llum LED en un estadi?

Els llums LED d'estadi són lluminàries d'alta potència que estan dissenyades per distribuir la llum en una zona de jocs esportius a grans distàncies. Les llums LED de l'estadi també es coneixen com a il·luminació de camps esportius. Aquestes lluminàries direccionals s'instal·len a les altures adequades al voltant del camp d'esports d'un estadi per tal de crear un entorn de llum que permeti una visibilitat excepcional tant per als jugadors com per als espectadors, així com per a les emissions de televisió. Un estadi és un gran escenari que pot acollir una varietat d'esdeveniments, com ara esports, concerts i altres espectacles. Està format per un terreny de joc que està envoltat totalment o parcialment per grades de seients inclinats que pretenen oferir als espectadors una visió de l'acció que té lloc.

Un estadi és un edifici extens i espectacular que cobreix una gran superfície i acull un gran nombre de persones. Serveix com a lloc per a esdeveniments emocionants i entretinguts i és conegut per la seva capacitat per acollir grans multituds. En simular la llum natural fins i tot durant les hores més fosques de la nit, els sistemes d'il·luminació esportiva permeten que els espais romanguin oberts durant més temps. S'enfronten a la tasca de crear condicions visuals òptimes per als jugadors, desenvolupant un entorn atractiu per a experiències emocionants per als fans i permetre la transmissió de HDTV, la fotografia digital i la gravació a càmera lenta per capturar els espectacles, els moments emocionants i la dinàmica dels jocs.

Els principis de la il·luminació

Com a resultat del fet que molts esdeveniments es realitzen després de la foscor, la il·luminació és un component essencial de l'arquitectura de l'estadi. La utilització de la il·luminació d'una manera adequada és l'objectiu principal de la il·luminació de l'estadi. Per als espais a gran escala que no disposen d'estructures aèries disponibles per instal·lar sistemes d'il·luminació, l'única font de llum artificial és la il·luminació d'inundació, que es col·loca altament al voltant del perímetre del camp i s'enfronta als extrems més allunyats de la zona de joc. És necessari que aquestes lluminàries puguin projectar feixos de llum controlats sobre el terreny de joc per tal d'il·luminar-lo adequadament quantitativament i qualitativament.

Dins dels estadis s'organitzen regularment molts tipus d'esdeveniments esportius diferents. Els jocs més populars per jugar en aquests escenaris són els que tenen lloc a l'aire, com el cricket, el beisbol, el futbol i el futbol. Els enormes terrenys de joc necessaris per a aquests esports creen una gran dificultat en termes d'il·luminació. Un camp de futbol té una amplada que oscil·la entre els 59 i els 69 metres i una llargada que oscil·la entre els 100 i els 110 metres. Les dimensions d'un camp utilitzat per al futbol americà són 91,80 metres de llarg i 48,75 metres d'amplada. Es necessiten aproximadament tres hectàrees de terra per acollir un camp de beisbol. El diàmetre del camp de joc de cricket oval o circular pot variar entre 90 i 150 metres en el seu punt més ample.

A causa del fet que els estadis s'utilitzen amb freqüència per acollir una varietat d'esports i esdeveniments, hi ha una necessitat d'il·luminació que pugui adaptar-se a les diferents necessitats de tots els esports que siguin rellevants. No només s'han de construir sistemes d'il·luminació esportiva en combinació amb el recinte, sinó que també s'han de crear conjuntament amb els requisits específics que s'associen a cada esport.

Durant l'última dècada, hi ha hagut un canvi significatiu cap a l'ús de la tecnologia LED en sistemes d'il·luminació esportiva. Aquest canvi s'ha produït com a resposta a les creixents preocupacions pel que fa a la despesa i l'efecte ambiental de les tecnologies d'il·luminació anteriors. Els criteris cada cop més estrictes per a l'economia energètica, juntament amb els avantatges convincents que ofereix la nova tecnologia, han estat una força impulsora de la transició mamut cap a la il·luminació LED.

Quan estan esbiaixats cap endavant, els LED provoquen una recombinació radiativa d'electrons i forats a la regió activa dels dispositius semiconductors d'unió pn. Això provoca l'emissió de llum dels LED. Aquest mecanisme dóna com a resultat una alta eficiència quàntica en la producció de llum visible i confereix una sèrie d'altres beneficis significatius a la font de llum. Aquests avantatges inclouen la font de llum que té una mida de font petita, una llarga vida útil, la capacitat d'encendre i apagar a l'instant, cicles de commutació pràcticament il·limitats, regulació de gamma completa, sintonització espectral i durabilitat en estat sòlid. L'eficàcia lluminosa dels LED blancs que es basen en la conversió del fòsfor té ara un gran avantatge respecte a les tecnologies d'il·luminació anteriors, tot i que encara hi ha molt espai per millorar en aquesta àrea.

En permetre l'optimització integral de tots els paràmetres LAE, com ara l'eficiència de la font de llum, l'eficiència del lliurament òptic, l'eficiència de l'espectre i l'eficàcia de la intensitat, la tecnologia LED obre el camí per a un món completament nou de perspectives potencials d'estalvi energètic. Un altre factor essencial que contribueix a l'excel·lent retorn de la inversió (ROI) que ofereixen els productes d'il·luminació LED és la seva capacitat de funcionar sense necessitat de cap tipus de manteniment durant un període d'almenys 50,000 hores o fins i tot més.

La il·luminació LED no només ofereix una economia inigualable, que és de gran rellevància per a les aplicacions d'il·luminació esportiva d'alta potència, sinó que la tecnologia també ofereix l'oportunitat de progressar més enllà de les restriccions qualitatives que s'imposen a les tecnologies més antigues. La il·luminació LED presenta una solució eficaç al problema fonamental de la il·luminació inconsistent que és causada per la il·luminació HID. En comparació amb les llums d'inundació HID, la capacitat de produir un dispositiu d'emissió de superfície amb un grup de LED discrets i la utilització de control òptic a nivell de paquet fabricat amb precisió donen lloc a una millora de la uniformitat que és superior a un factor de dos.

La sintonització espectral inherent de la il·luminació d'estat sòlid permet la transmissió de llum que té una capacitat de reproducció de color excepcional i millora estèticament el rendiment del jugador i la transmissió de televisió. Això és avantatjós tant per a l'experiència visual de l'audiència com per a la qualitat de l'emissió.

Gestionar les complexitats que comporta el funcionament dels LED

Els llums de l'estadi LED són sistemes d'il·luminació extremadament potents que poden consumir fins a 2000 watts d'energia elèctrica i crear una sortida sorprenentment alta en paquets que van des de desenes de milers fins a centenars de milers de lúmens. Els llums LED de l'estadi s'han tornat cada cop més populars en els últims anys. Aquests reflectors LED d'alta potència són obres d'enginyeria multidimensional que requereixen un alt nivell d'integració en una varietat de dominis, inclosos els tèrmics, elèctrics, òptics i mecànics.

Els LED són dispositius semiconductors extremadament complicats i avançats que estan pensats per funcionar en un entorn que tingui l'energia elèctrica, la temperatura, la humitat i altres paràmetres controlats dins de rangs específics. Els LED només poden funcionar correctament en aquest tipus d'entorn. Per tant, per tal d'abordar els reptes d'integració que provoquen les característiques optoelectròniques estretament interdependents (flux i eficiència lluminosa), elèctriques (corrent, voltatge i potència) i tèrmiques (temperatura de la unió) dels emissors de semiconductors, un enfocament holístic es requereix el desenvolupament del sistema.

Quan s'utilitzen a l'exterior, els sistemes LED d'alta potència poden sotmetre els seus LED individuals, així com els altres components del sistema, a nivells significatius de tensió ambiental i operativa. Tots els mecanismes de fallada dels LED causats per variables internes i extrínseques s'han de reconèixer i tractar per tal que els llums de l'estadi LED puguin executar les seves tasques necessàries en condicions de funcionament dures durant un període de temps determinat. Malgrat que els avenços en la tecnologia LED han obert un nombre infinit d'opcions de disseny per als llums LED d'estadi tant pel que fa a la seva funció com a la seva aparença, els fonaments de la integració del sistema no han canviat.

Un projecte de llum LED molt eficaç és un sistema molt desenvolupat que incorpora LED, circuits de controlador i control, sistemes de gestió tèrmica, òptica i altres components de manera intencionada i intel·ligent. Tant la lluminària com el nivell del mòdul són els responsables de la implementació real de la integració física que té lloc entre els LED, l'òptica i el dissipador de calor. La integració a nivell de lluminària dóna com a resultat la producció d'un producte que genera llum a partir d'un únic conjunt òptic. El disseny modular, d'altra banda, dóna com a resultat la producció d'un sistema escalable i capaç de produir una potència ultra alta i està emmarcat per un nombre calculat de motors lleugers autònoms.

El controlador de LED està físicament separat del motor de llum LED o bé aïllat tèrmicament d'ell en un esforç per evitar que la càrrega tèrmica del LED estressi i degradi els components del circuit. Això es pot aconseguir separant físicament el controlador LED del motor de llum LED.

La càrrega tèrmica que pot generar un sistema LED d'alta potència pot ser excessivament alta; com a conseqüència, cal dimensionar el camí de transferència tèrmica per poder acomodar aquesta càrrega. Per tal d'aconseguir aquest objectiu, la resistència tèrmica de cada component al llarg del camí que va des de la unió a l'aire s'hauria de reduir al màxim possible. Les juntes de soldadura, també conegudes com a interconnexions, són un component essencial de la solució de gestió tèrmica per a una lluminària LED. Aquest component, juntament amb un dissipador de calor, material d'interfície tèrmica (TIM) i plaques de circuit imprès de nucli metàl·lic (MCPCB), constitueixen la resta del sistema. La construcció d'una unió de soldadura fiable entre el paquet LED i MCPCB no només és extremadament necessària per a la transmissió de calor entre els dos components, sinó que també és força crucial per a la durabilitat del sistema d'il·luminació en conjunt. És necessari que la unió de soldadura proporcioni una unió metal·lúrgica robusta que posseeixi una gran resistència a la fluïdesa ia la vibració. Una alta resistència a la fluència de les juntes de soldadura pot disminuir la quantitat d'energia acumulada com a resultat del cicle tèrmic, que es troba freqüentment en els sistemes d'il·luminació esportiva a l'aire lliure. L'aïllament elèctric el proporciona la placa de circuit imprès de coure i alumini multicapa (MCPCB), que consta d'una capa dielèctrica a un costat, una capa de coure a l'altre i una placa d'alumini al mig. Aquest disseny garanteix que hi hagi una bona ruta tèrmica entre els LED i el dissipador de calor. El material de la interfície tèrmica, o TIM, està allà per reduir la quantitat d'aire que queda atrapat a la interfície entre el MCPCB i el dissipador de calor.

El dissipador de calor realitza dues funcions: en primer lloc, funciona com a dipòsit tèrmic absorbint la calor que desprenen els LED, i després fa la feina d'un difusor de calor alliberant aquesta calor a l'aire circumdant per convecció i radiació. La fosa a pressió, la forja en fred o l'extrusió són els tres mètodes de construcció principals utilitzats per crear aquest component, que normalment es ven com a unitat única juntament amb la carcassa. En molts casos, la geometria del disseny del dissipador de calor està pensada per maximitzar la quantitat d'àrea de superfície convectiva així com el coeficient de transferència de calor. Quan hi ha limitacions físiques que limiten el disseny d'un dissipador de calor, es poden utilitzar tubs de calor per ajudar a promoure la dissipació de la calor.

Controlar el flux de regulació actual

El controlador LED d'una aplicació és un subsistema crucial que influeix en el comportament del sistema, així com en la seva eficiència i vida útil. Fa la funció d'una font d'alimentació, canviant la potència procedent de la línia (que és de corrent altern, o AC) en corrent continu, o DC, que és compatible amb la càrrega del LED. A més d'això, ofereix proteccions contra circumstàncies de falla com ara sobreintensitat, curtcircuits, tensió excessiva, temperatura excessiva i altres tensions. Quan es dissenyen controladors LED per utilitzar-los en aplicacions a l'aire lliure, s'ha d'incorporar protecció contra transitoris de línia al disseny del circuit del controlador per tal de garantir que els LED, així com els circuits i components sensibles, estiguin prou protegits.

Els controladors LED solen incloure circuits de control per proporcionar funcionalitat d'atenuació, sortida de llum constant (CLO), barreja de colors i/o interoperabilitat amb sensors ambientals per al control d'ocupació i la recollida de la llum diürna. Aquesta evolució de la il·luminació esportiva d'un dispositiu de sortida fixa a una il·luminació intel·ligent i programable es veu facilitada per la incorporació de circuits de control als controladors LED.

Les comunicacions enviades des d'un dispositiu extern als circuits de control permeten la configuració d'un mode de funcionament que l'usuari prefereix. Aquesta categoria particular de controlador té una interfície analògica o digital, i és capaç de desxifrar senyals d'ordres que s'envien mitjançant un protocol de comunicació com ara 0-10VDC, DALI, DMX, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave o Wi-Fi.

Els controladors LED que s'inclouen als sistemes d'il·luminació d'alta potència es dissenyen sovint com a controladors de dues etapes, cadascun dels quals implementa la correcció del factor de potència activa (PFC) independentment de l'etapa del convertidor DC-DC. Aquest tipus de conductor es coneix com a conductor de pont. Un regulador de commutació que treballa a una freqüència de commutació alta proporciona el PFC actiu. Això es fa per mantenir un factor de potència elevat a través d'un ampli rang de tensió d'entrada i alhora suprimir el corrent harmònic. En comparació amb els seus predecessors d'una sola etapa, els controladors LED de dues etapes ofereixen un nombre important d'avantatges. Són capaços de funcionar correctament malgrat els canvis significatius en la tensió de línia i es poden controlar mitjançant variables de control que abasten un ampli rang. Els controladors de dues etapes tenen una arquitectura de circuits capaç de gestionar els estrictes requisits d'eficiència de conversió d'energia per als sistemes que operen a nivells de potència elevats. Aquesta arquitectura també contribueix a la reducció de la sobretensió que s'aplica als MOSFET d'alimentació durant els casos de sobretensió.

La capacitat dels sistemes de dues etapes per satisfer la necessitat d'una il·luminació sense parpelleig és un avantatge important que es pot aconseguir utilitzant-los en aplicacions d'il·luminació esportiva. Els LED es poden fer parpellejar a causa de les ondulacions del corrent de sortida, que es poden filtrar amb èxit pel circuit de controlador de dues etapes. Hi ha dues repercussions que vénen amb el parpelleig a la il·luminació esportiva. El primer problema és que la percepció visual d'un jugador de la velocitat d'un objectiu de joc que es mou ràpidament es pot alterar, cosa que tindria un impacte en el rendiment visual del jugador. El segon número s'adapta a imatges d'alta velocitat i a càmera extremadament lenta. L'existència de parpelleig pot provocar diferències d'exposició d'un fotograma a un altre i limitar l'abast de la càmera lenta que es pot aconseguir en la transmissió televisiva. Per tal d'aconseguir un major nivell de qualitat de vídeo, l'ús de càmeres de vídeo d'alta velocitat per a càmera lenta pot requerir que el controlador LED restringeixi el valor de ondulació dins d'un rang del 3 per cent.

Projector LED d'alt rendiment de l'estadi

Característiques:

● Il·luminació respectuosa amb el medi ambient
● Disseny modular ajustable de 120 W
● Redueix el consum d'energia en més d'un 50 per cent amb la il·luminació tradicional

Especificació: