異型LED燈具的設(shè)計應(yīng)用

邱雙赫 馮睿

【摘 要】根據(jù)實際應(yīng)用要求，對特殊場景下異型燈具進行設(shè)計，通過DIALux光學(xué)模擬驗證分析，結(jié)合樣燈確認燈具設(shè)計可行性。并對燈具應(yīng)用場景進行整體電氣控制設(shè)計應(yīng)用，在基于DMX512協(xié)議下實現(xiàn)建筑立面的動態(tài)顯示效果，已達到滿足現(xiàn)場使用要求。

【Abstract】According to the practical application requirements， the special-shaped lamps under the special scene is designed. The feasibility of lamp design is confirmed by means of DIALux optical simulation and analysis combined with sample lamp. The design and application of the overall electrical control for lighting application scenarios are also presented. The dynamic display effect of building facade is realized based on the DMX512 protocol， which can meet the requirements of field application.

【關(guān)鍵詞】燈具設(shè)計；光學(xué)模擬；DIALux；控制設(shè)計

【Keywords】lamp design； optical simulation； DIALux； control and design

【中圖分類號】U453.7 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）08-0118-02

1 燈具設(shè)計簡述

基于產(chǎn)品設(shè)計要求，圓光碟燈（標(biāo)號TM02-1）說明：

1.1 光學(xué)設(shè)計

采用歐司朗620-635nm波長來詮釋秀場“燈籠”的中國紅，燈具內(nèi)部圍繞中心柱有12顆高亮度紅光LED燈珠組成，全亮?xí)r照度均勻度大于80%，均勻分布符合CIE照明可視標(biāo)準(zhǔn)；采用4像素點設(shè)計，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)碟燈輝度的變化，借助光盤的反射光達到對光的控制，燈具的光學(xué)模擬分布、計算以及實測樣品的檢測表明均滿足甲方要求。

1.1.1 DIALux光學(xué)模擬偽色分布圖

光學(xué)模擬偽色圖（側(cè)視圖）（圖1）

1.1.2 DIALux光學(xué)模擬計算結(jié)果（圖2）

以上DIALux光學(xué)模擬及實際模型驗證，紅光的照明效果整體突出，無暗區(qū)，整體照明效果均勻顯現(xiàn)。（3/4、1/2、1/4像素點模擬數(shù)據(jù)不在本文詳細列舉）

1.2 散熱設(shè)計

燈具結(jié)構(gòu)中上下端蓋及中心柱為壓鑄鋁型材，上蓋帶有圓形龍紋圖案，龍紋直徑為220mm。下蓋帶有散熱翅片，可與外部圓形碟盤充分接觸，增加熱傳導(dǎo)面積，達到更好的散熱目的。

模擬各種不同情況下環(huán)境溫度，通過以上計算得出LED節(jié)點溫度最高為107.5℃，滿足歐司朗LED的節(jié)溫要求（見歐司朗LED規(guī)格書）散熱性熱設(shè)計滿足系統(tǒng)要求熱穩(wěn)定性好[1]。

2 功能介紹

從技術(shù)等級上講，LED顯示系統(tǒng)是一個集計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體視頻控制技術(shù)和超大規(guī)模集成電路綜合應(yīng)用技術(shù)于一體的大型的電子信息顯示系統(tǒng)，具有多媒體、多途徑、可實時傳送的高速通信數(shù)據(jù)接口和視頻接口。

它支持視頻及圖文播放方式，高保真轉(zhuǎn)播閉路電視、衛(wèi)星電視節(jié)目，具有現(xiàn)場實況直播、精彩回放功能，具有視頻畫面上疊加文字信息、動畫、靜態(tài)圖片等時事編輯和播放功能，并能與場區(qū)內(nèi)的其他音響區(qū)域兼容播放，具體功能如下：

2.1 系統(tǒng)的技術(shù)特點

①工藝特點：燈具為封閉式設(shè)計，顯示單元接插頭均采用防水接頭，充分達到防水、防塵的效果。燈具的走線全部安裝在圓光碟燈內(nèi)部，外部看不到凌亂的連接線，整體結(jié)構(gòu)簡潔、美觀。

②硬件特點：在硬件方面，控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)全部用高厚度的防護，以達到燈具的高等級防護效果，使用高可靠性的結(jié)構(gòu)以確保整體燈具結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

③視頻播放處理特點：支持視頻及圖文播放方式，支持VGA、DVI顯示，顯示各種計算機信息、圖形、圖像，具有視頻畫面上疊加文字信息、動畫、靜態(tài)圖片等時事編輯和播放功能，支持電視、攝像、影碟等視頻信號的即時播放（VCR、VCD、DVD、LD），滿足文藝表演的使用要求，并靈活輸入和播出多種信息。

④圖像顯示特點：圓光碟燈采用歐司朗高亮度大功率單紅LED芯片，保證屏體的亮度及顯示效果[2]。

2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性描述

①無級（連續(xù)）亮度調(diào)節(jié)：

采用PWM脈寬調(diào)節(jié)方式實現(xiàn)軟件連續(xù)手調(diào)。

②色溫調(diào)節(jié)技術(shù)：

顯示系統(tǒng)在亮度調(diào)節(jié)的同時，還能對色溫進行適當(dāng)調(diào)節(jié)，使之適合不同人群的視覺感受。

③ 圖像鎖定技術(shù)：

顯示系統(tǒng)可以將原有播出信號通過循環(huán)或凍結(jié)的播出手段來屏蔽非合理的顯示內(nèi)容，提高顯示內(nèi)容的安全性能。有效避免畫面編輯的“黑屏”和“操作界面”現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證播放的連續(xù)性。

④遠距離信號傳輸：

遠距離傳輸時，可采用光纖進行信號的傳輸，增加傳輸距離，保證信號在傳輸過程中不衰減。

⑤智能運行監(jiān)控：

可定時開關(guān)顯示系統(tǒng)；

通過亮度控制器，可對顯示屏亮度進行自動調(diào)整；

電源可實現(xiàn)分區(qū)供電、分布上電、集中控制。

⑥發(fā)光均勻性的保證：

針對圓光碟燈的特殊性進行了深化設(shè)計如下：

一是為保證LED燈具及顯示效果，選用大功率LED燈珠，保證照度在120-180lux。

二是為燈具特殊定制透鏡，在保證出光均勻的情況下防止眩光的產(chǎn)生。

三是控制方面采用區(qū)域分離顯示技術(shù)，使每個像素點清晰表現(xiàn)出來，以達到整個顯示效果清晰的目的。

【參考文獻】

【1】黃以華，廖世文. 基于DMX512協(xié)議的LED燈具控制系統(tǒng)[J]. 照明工程學(xué)報， 2014（18）：67-68.

【2】施曉紅，莊曉波.智能燈具及其標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀和研究[J]. 照明工程學(xué)報，2015（17）：23-24.