أضواء ملعب LED|أنظمة الإضاءة الكاشفة الرياضية الاحترافية

ما هو ضوء LED المستخدم في الملعب؟

مصابيح الاستاد LED هي مصابيح إنارة عالية الطاقة مصممة لتوزيع الضوء في منطقة الألعاب الرياضية عبر مسافات كبيرة. تُعرف مصابيح الاستاد LED أيضًا بإضاءة الملعب الرياضي. تم ضبط مصابيح الاتجاه هذه على ارتفاعات مناسبة حول الملعب الرياضي للملعب من أجل خلق بيئة خفيفة تتيح رؤية رائعة للاعبين والمتفرجين ، وكذلك للبث التلفزيوني. الملعب عبارة عن ساحة ضخمة قد تستضيف مجموعة متنوعة من الأحداث ، بما في ذلك الرياضة والحفلات الموسيقية والعروض الأخرى. وهي مكونة من ملعب محاط إما جزئيًا أو كليًا بطبقات من المقاعد المائلة التي تهدف إلى تزويد المتفرجين برؤية الأحداث الجارية.

الملعب عبارة عن مبنى شاسع ورائع يغطي مساحة كبيرة ويستقبل أعدادًا كبيرة من الناس. إنه بمثابة موقع للأحداث المثيرة والمسلية وهو معروف بقدرته على استضافة حشود كبيرة. من خلال محاكاة الضوء الطبيعي حتى في أحلك ساعات الليل ، تسمح أنظمة الإضاءة الرياضية للأماكن أن تظل مفتوحة لفترة أطول. إنهم يتعاملون مع مهمة خلق ظروف بصرية مثالية للاعبين ، وتطوير بيئة جذابة لتجارب المشجعين المثيرة ، وتمكين نقل HDTV ، والتصوير الرقمي ، والتسجيل بالحركة البطيئة من أجل التقاط المشهد واللحظات المثيرة وديناميكيات الألعاب.

مبادئ الإضاءة

نتيجة لحقيقة أن العديد من الأحداث يتم تنظيمها بعد حلول الظلام ، تعد الإضاءة عنصرًا أساسيًا في هندسة الاستاد. يعتبر استخدام الإضاءة الكاشفة بطريقة مناسبة هو التركيز الأساسي لإضاءة الاستاد. بالنسبة للأماكن الكبيرة التي لا تحتوي على أي هياكل علوية متاحة لتركيب أنظمة الإضاءة السفلية ، فإن المصدر الوحيد للضوء الاصطناعي هو إضاءة الفيضانات ، والتي يتم وضعها في مكان مرتفع حول محيط الملعب وتواجه أقصى مناطق اللعب. من الضروري لهذه المصابيح أن تكون قادرة على عرض أشعة ضوئية متحكم بها على أرض الملعب من أجل إنارتها بشكل مناسب كماً ونوعاً.

تقام العديد من الأحداث الرياضية المختلفة داخل الملاعب بشكل منتظم. أشهر الألعاب التي يمكن لعبها في هذه الساحات هي تلك التي تجري في الهواء ، مثل لعبة الكريكيت والبيسبول وكرة القدم وكرة القدم. تخلق الملاعب الهائلة المطلوبة لهذه الرياضات صعوبة كبيرة من حيث الإضاءة. ويتراوح عرض ملعب كرة القدم من 59 إلى 69 مترًا ، ويتراوح طوله من 100 إلى 110 مترًا. تبلغ أبعاد الملعب المستخدم لكرة القدم الأمريكية 91.80 مترًا وعرضه 48.75 مترًا. مطلوب ما يقرب من ثلاثة أفدنة من الأرض لاستيعاب ملعب بيسبول. يمكن أن يتراوح قطر ملعب الكريكيت البيضاوي أو الدائري في أي مكان من 90 إلى 150 مترًا في أوسع نقطة.

نظرًا لحقيقة أن الملاعب تُستخدم بشكل متكرر لاستضافة مجموعة متنوعة من الرياضات والأحداث ، فهناك ضرورة للإضاءة التي يمكن أن تلبي الاحتياجات المختلفة لجميع الألعاب الرياضية ذات الصلة. لا ينبغي فقط بناء أنظمة الإضاءة الرياضية جنبًا إلى جنب مع المكان ، ولكن يجب أيضًا إنشاؤها جنبًا إلى جنب مع المتطلبات المحددة المرتبطة بكل رياضة.

كان هناك تحول كبير نحو استخدام تقنية LED في أنظمة الإضاءة الرياضية على مدار العقد الماضي. حدث هذا التحول استجابةً للمخاوف المتزايدة بشأن التكلفة والتأثير البيئي لتقنيات الإضاءة السابقة. لقد كانت المعايير المشددة باستمرار لاقتصاد الطاقة ، جنبًا إلى جنب مع الفوائد الملحة التي جلبتها التكنولوجيا الجديدة ، قوة دافعة وراء التحول الهائل نحو إضاءة LED.

عندما تكون منحازة للأمام ، تتسبب مصابيح LED في إعادة التركيب الإشعاعي للإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة لأجهزة أشباه الموصلات pn. ينتج عن هذا انبعاث الضوء من المصابيح. تؤدي هذه الآلية إلى كفاءة كمية عالية في إنتاج الضوء المرئي وتعطي عددًا من الفوائد المهمة الأخرى لمصدر الضوء. تشمل هذه الفوائد مصدر الضوء ذو حجم مصدر صغير ، وعمر طويل ، والقدرة على التشغيل والإيقاف على الفور ، ودورات التبديل غير المحدودة تقريبًا ، وقابلية التعتيم كاملة النطاق ، والتوليف الطيفي ، ومتانة الحالة الصلبة. إن الفعالية المضيئة لمصابيح LED البيضاء التي تعتمد على تحويل الفوسفور لها الآن تقدم كبير على تقنيات الإضاءة السابقة ، على الرغم من أنه لا يزال هناك مساحة كبيرة للتحسين في هذا المجال.

من خلال تمكين التحسين الشامل لجميع معلمات LAE ، مثل كفاءة مصدر الضوء ، وكفاءة التوصيل البصري ، وكفاءة الطيف ، وفعالية الكثافة ، فإن تقنية LED تمهد الطريق لعالم جديد بالكامل من احتمالات توفير الطاقة المحتملة. أحد العوامل الأساسية الأخرى التي تساهم في عائد الاستثمار البارز (ROI) الذي توفره منتجات إضاءة LED هو قدرتها على العمل دون الحاجة إلى أي نوع من الصيانة لمدة لا تقل عن 50 ساعة أو 000 أو حتى أكثر.

لا توفر إضاءة LED فقط اقتصاديات منقطعة النظير ، والتي لها أهمية كبيرة لتطبيقات الإضاءة الرياضية ذات القوة الكهربائية العالية ، ولكن التكنولوجيا توفر أيضًا الفرصة للتقدم إلى ما بعد القيود النوعية المفروضة على التقنيات القديمة. تقدم إضاءة LED حلاً فعالاً للمشكلة الأساسية المتمثلة في الإضاءة غير المتسقة التي تسببها إضاءة HID. عند مقارنتها بأضواء كاشفة HID ، فإن القدرة على إنتاج جهاز انبعاث سطحي مع مجموعة من مصابيح LED المنفصلة واستخدام التحكم البصري الدقيق المصنوع على مستوى الحزمة ينتج عنه تحسن في التوحيد أكبر من عامل اثنين.

تتيح قابلية ضبط الطيف المتأصلة لإضاءة الحالة الصلبة نقل الضوء الذي يتمتع بقدرة رائعة على عرض الألوان ويعزز بشكل أكثر جمالية أداء المشغل والبث التلفزيوني. هذا مفيد لكل من التجربة المرئية للجمهور وجودة البث.

إدارة التعقيدات التي ينطوي عليها تشغيل المصابيح

تعد مصابيح الاستاد LED من أنظمة الإضاءة القوية للغاية التي قد تستهلك ما يصل إلى 2000 واط من الطاقة الكهربائية وتنتج مخرجات عالية بشكل مذهل في مجموعات تتراوح من عشرات الآلاف إلى مئات الآلاف من اللومن. أصبحت مصابيح الاستاد LED ذات شعبية متزايدة في السنوات الأخيرة. هذه الأضواء الكاشفة LED عالية الطاقة هي أعمال هندسية متعددة الأبعاد تتطلب مستوى عالٍ من التكامل عبر مجموعة متنوعة من المجالات ، بما في ذلك الحرارية والكهربائية والبصرية والميكانيكية.

تعد مصابيح LED أجهزة أشباه موصلات معقدة للغاية ومتقدمة تهدف إلى العمل في بيئة بها طاقة كهربائية ودرجة حرارة ورطوبة ومعلمات أخرى يتم التحكم فيها ضمن نطاقات محددة. يمكن أن تعمل مصابيح LED بشكل صحيح فقط في هذا النوع من البيئة. لذلك ، من أجل مواجهة تحديات التكامل التي تنتج عن الإلكترونيات الضوئية المترابطة بإحكام (التدفق والكفاءة المضيئة) ، والخصائص الكهربائية (التيار ، والجهد ، والطاقة) ، والحرارية (درجة حرارة الوصلة) لبواعث أشباه الموصلات ، نهج شامل لتطوير النظام المطلوب.

عند استخدامها في الخارج ، يمكن لأنظمة LED عالية الطاقة أن تعرض مصابيح LED الفردية الخاصة بها وكذلك المكونات الأخرى للنظام إلى مستويات كبيرة من الإجهاد البيئي والتشغيلي. يجب التعرف على جميع آليات الفشل في مصابيح LED الناتجة عن المتغيرات الداخلية والخارجية ومعالجتها حتى تتمكن مصابيح الاستاد من تنفيذ المهام المطلوبة في ظل ظروف تشغيل صعبة لفترة زمنية معينة. على الرغم من حقيقة أن التطورات في تقنية LED قد فتحت عددًا لا حصر له من خيارات التصميم لأضواء الاستاد LED من حيث وظيفتها ومظهرها ، لم تتغير أساسيات تكامل النظام.

إن مصباح الكشاف LED الفعال للغاية هو نظام متطور للغاية يشتمل على مصابيح LED ودوائر السائق والتحكم وأنظمة الإدارة الحرارية والبصريات ومكونات أخرى بطريقة مقصودة وذكية. يكون مستوى المصباح أو الوحدة مسؤولاً عن التنفيذ الفعلي للتكامل المادي الذي يحدث بين مصابيح LED والبصريات والمشتت الحراري. ينتج عن التكامل على مستوى الإنارة إنتاج منتج يولد الضوء من مجموعة بصرية واحدة. من ناحية أخرى ، ينتج عن التصميم المعياري إنتاج نظام قابل للتطوير وقادر على إنتاج طاقة عالية جدًا ويتم تأطيرها بواسطة عدد محسوب من المحركات الخفيفة المستقلة.

يتم فصل محرك LED ماديًا عن محرك إضاءة LED أو عزله حراريًا في محاولة لتجنب الحمل الحراري LED من إجهاد مكونات الدائرة وإفسادها. يمكن تحقيق ذلك عن طريق فصل محرك LED ماديًا عن محرك إضاءة LED.

يمكن أن يكون الحمل الحراري الذي يمكن أن يولده نظام LED عالي الطاقة مرتفعًا للغاية ؛ نتيجة لذلك ، يجب تحديد أبعاد مسار النقل الحراري حتى يتمكن من استيعاب هذا الحمل. من أجل تحقيق هذا الهدف ، يجب تقليل المقاومة الحرارية لكل مكون على طول المسار المؤدي من التقاطع إلى الهواء إلى أقصى حد ممكن. تعتبر وصلات اللحام ، والمعروفة أيضًا باسم الوصلات البينية ، مكونًا أساسيًا لحل الإدارة الحرارية لمصباح LED. يشكل هذا المكون ، جنبًا إلى جنب مع المشتت الحراري ، ومواد الواجهة الحرارية (TIM) ، ولوحات الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية (MCPCB) ، بقية النظام. لا يقتصر الأمر على إنشاء تقاطع لحام موثوق به بين حزمة LED و MCPCB ضروري للغاية لنقل الحرارة بين المكونين ، ولكنه أيضًا مهم جدًا لاستمرارية نظام الإضاءة ككل. من الضروري لوصلة اللحام أن توفر رابطة معدنية قوية تمتلك مقاومة كبيرة للزحف وكذلك الاهتزازات. يمكن أن تقلل مقاومة الزحف العالية لمفاصل اللحام من كمية الطاقة المتراكمة الناتجة عن التدوير الحراري ، والتي توجد بشكل متكرر في أنظمة الإضاءة الرياضية الخارجية. يتم توفير العزل الكهربائي من خلال لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات من النحاس والألمنيوم (MCPCB) ، والتي تتكون من طبقة عازلة على جانب واحد ، وطبقة نحاسية على الجانب الآخر ، ولوحة من الألومنيوم في المنتصف. يضمن هذا التصميم وجود مسار حراري جيد بين مصابيح LED والمبدد الحراري. مادة الواجهة الحرارية ، أو TIM ، موجودة لتقليل كمية الهواء التي يتم احتجازها في الواجهة بين MCPCB والمشتت الحراري.

يؤدي المشتت الحراري وظيفتين: أولاً ، يعمل كخزان حراري عن طريق امتصاص الحرارة المنبعثة من مصابيح LED ، ثم يؤدي وظيفة مبدد الحرارة عن طريق إطلاق تلك الحرارة في الهواء المحيط بالحمل الحراري والإشعاع. إن الصب بالقالب ، أو التشكيل على البارد ، أو البثق هي طرق البناء الأساسية الثلاث المستخدمة لإنشاء هذا المكون ، والذي يباع عادة كوحدة واحدة مع الغلاف. في كثير من الحالات ، تهدف هندسة تصميم المشتت الحراري إلى تعظيم مقدار مساحة سطح الحمل بالإضافة إلى معامل نقل الحرارة. عندما تكون هناك قيود مادية تحد من تصميم المشتت الحراري ، يمكن استخدام الأنابيب الحرارية للمساعدة في تعزيز تبديد الحرارة.

التحكم في تدفق التنظيم الحالي

يعد برنامج تشغيل LED الخاص بالتطبيق نظامًا فرعيًا مهمًا يلعب دورًا في التأثير على سلوك النظام ، فضلاً عن كفاءته وعمره. يقوم بوظيفة مصدر الطاقة ، ويغير الطاقة القادمة من الخط (الذي هو التيار المتردد ، أو التيار المتردد) إلى تيار مباشر ، أو تيار مستمر ، وهو متوافق مع حمل LED. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر الحماية ضد ظروف الأعطال مثل التيار الزائد ، ماس كهربائى ، الجهد الزائد ، درجة الحرارة الزائدة ، وغيرها من الضغوط. عند تصميم محركات LED للاستخدام في التطبيقات الخارجية ، يجب دمج الحماية العابرة للخط في تصميم دائرة السائق من أجل ضمان حماية مصابيح LED ، وكذلك أي دوائر ومكونات حساسة ، بشكل كافٍ.

تشتمل برامج تشغيل LED عادةً على دوائر تحكم لتوفير وظائف التعتيم وإخراج الضوء الثابت (CLO) و / أو مزج الألوان و / أو إمكانية التشغيل البيني مع أجهزة الاستشعار البيئية للتحكم في الإشغال وحصاد ضوء النهار. يتم تسهيل هذا التطور للإضاءة الرياضية من جهاز الإخراج الثابت إلى الإضاءة الذكية القابلة للبرمجة من خلال دمج دوائر التحكم في محركات LED.

تسمح الاتصالات المرسلة من جهاز خارجي إلى دائرة التحكم بتكوين وضع التشغيل الذي يفضله المستخدم. تتميز هذه الفئة المعينة من برنامج التشغيل بواجهة تناظرية أو رقمية ، وهي قادرة على فك تشفير إشارات الأوامر التي يتم إرسالها بواسطة بروتوكول اتصال مثل 0-10 VDC أو DALI أو DMX أو Bluetooth أو ZigBee أو Z-Wave أو واي فاي.

غالبًا ما يتم تصميم محركات LED المضمنة في أنظمة الإضاءة عالية الطاقة كمحركات ذات مرحلتين ، كل منها يقوم بتنفيذ تصحيح عامل الطاقة النشط (PFC) بشكل مستقل عن مرحلة محول DC-DC. يُعرف هذا النوع من السائقين باسم سائق الجسر. يوفر منظم التبديل الذي يعمل بتردد تحويل عالٍ PFC النشط. يتم ذلك من أجل الحفاظ على عامل طاقة عالي عبر نطاق جهد دخل واسع مع قمع التيار التوافقي في نفس الوقت. بالمقارنة مع سابقاتها ذات المرحلة الواحدة ، تقدم برامج تشغيل LED ذات المرحلتين عددًا كبيرًا من الفوائد. إنها قادرة على العمل بشكل صحيح على الرغم من التحولات الكبيرة في جهد الخط ويمكن التحكم فيها باستخدام متغيرات التحكم التي تمتد على نطاق واسع. تتمتع برامج التشغيل ذات المرحلتين بهيكل دائرة قادر على التعامل مع المتطلبات الصارمة الموضوعة على كفاءة تحويل الطاقة للأنظمة التي تعمل بمستويات طاقة عالية. تساهم هذه البنية أيضًا في تقليل الجهد الزائد الذي يتم تطبيقه على وحدات MOSFET للطاقة أثناء حدوث الطفرة.

تعد قدرة الأنظمة ذات المرحلتين على تلبية الحاجة إلى إضاءة خالية من الوميض ميزة مهمة يمكن تحقيقها من خلال استخدامها في تطبيقات الإضاءة الرياضية. يمكن جعل مصابيح LED تومض بسبب التموجات في تيار الخرج ، والتي يمكن ترشيحها بنجاح بواسطة دائرة السائق ذات المرحلتين. هناك نوعان من الانعكاسات التي تأتي مع الخفقان في الإضاءة الرياضية. المشكلة الأولى هي أنه يمكن تغيير الإدراك البصري للاعب لسرعة هدف اللعب سريع الحركة ، مما قد يكون له تأثير على الأداء البصري للاعب. المسألة الثانية تتعلق بالسرعة العالية وكذلك لقطات الحركة البطيئة للغاية. يمكن أن يؤدي وجود الوميض إلى اختلافات في التعريض الضوئي من إطار إلى آخر ويحد من نطاق الحركة البطيئة التي يمكن تحقيقها في البث التلفزيوني. من أجل تحقيق مستوى أعلى من جودة الفيديو ، قد يتطلب استخدام كاميرات الفيديو عالية السرعة للحركة البطيئة من سائق LED تقييد قيمة التموج في نطاق 3 بالمائة.

كشاف ملعب LED عالي الإخراج

سمات:

● إضاءة صديقة للبيئة
● تصميم معياري قابل للتعديل 120 واط
● تقليل استهلاك الطاقة بنسبة تزيد عن 50 بالمائة في الإضاءة التقليدية

تخصيص: