LED-arenaverlichting|Professionele schijnwerpersystemen voor binnensporten

Wat iseen LED-arenaverlichting

Een LED-arenaverlichting is vaak een richtbare armatuur met hoog vermogen, ontworpen voor de verlichting van grote, multifunctionele indoor-evenementenlocaties. Deze locaties zijn algemeen bekend als arena's. Het zijn plaatsen waar sport, rodeo's, dierenshows, concerten, circussen, beurzen en andere publieke en amusementsevenementen plaatsvinden. Een arena bestaat uit een centraal podium of speelveld dat aan alle kanten omgeven is door rijen schuine zitplaatsen voor toeschouwers. De locatie met een hoge toeschouwerscapaciteit wordt gebruikt om op professioneel niveau te sporten. Deze sporten omvatten basketbal, ijshockey, schaatsen, zaalvoetbal, arenavoetbal en volleybal. Arena's zijn plaatsen van aanbidding voor sportfans en muziekliefhebbers.

Sportarena's zijn vaak de herkenningspunten van grootstedelijke gebieden. Enkele van 's werelds beroemdste indoor arena's zijn Madison Square Garden (New York City, VS), Staples Center (Los Angeles, VS), Barclays Center (Brooklyn, New York, VS), United Center (Chicago, VS), American Airlines Center (Dallas, VS), The Forum (Inglewood, Californië, VS), The O2 Arena (Londen, VK), Manchester Arena (Manchester, VK), First Direct Arena (Leeds, VK), The SSE Hydro (Glasgow, VK), Lanxess Arena (Keulen, Duitsland), Barclaycard Arena (Hamburg, Duitsland), Arena Monterrey (Monterrey, Mexico), Bell Centre (Montreal, Canada), Antwerps Sportpaleis (Antwerpen, België), Wukesong Arena (Beijing, China), Mercedes-Benz Arena (Shanghai, China), Ziggo Dome (Amsterdam, Nederland), Brisbane Entertainment Centre (Boondall, Australië), Budokan Hall (Tokio, Japan), Telenor Arena (Fornebu, Noorwegen), WiZink Center (Madrid, Spanje), Palau Sant Jordi (Barcelona, Spanje), Fernando Buesa Arena (Vitoria-Gasteiz, Spanje), Luna Park (Buenos Aires, Argentinië), Mediolanum Forum (Assago, Italië) en AccorArena (Parijs, Frankrijk).

Grondbeginselen van verlichting

Om de beste -in- fanervaring te garanderen, moet de verlichting van de arena aan de verwachtingen voldoen. Er wordt aangenomen dat verlichting voor een binnensportstadion veel aspecten gemeen heeft met verlichting voor een buitensportstadion. Verlichting die is ontworpen voor zowel stadions als arena's moet tegemoetkomen aan de visuele behoeften van de spelers, deelnemers en ook die van de toeschouwers op de verste afstand van het speelveld. Lange- schijnwerperverlichting moet voldoende horizontale en verticale verlichtingssterkte leveren om uitstekende zichtbaarheid voor spelers, toeschouwers, scheidsrechters en televisie-uitzendingen te garanderen.

Het creëren van een optimale lichtomgeving voor hoogwaardige sportevenementen- is veel meer dan het specificeren van de hoeveelheid verlichting. Deze klasse I-sportfaciliteiten stellen enorme eisen aan de kwaliteit van de verlichting. Van de vele kwalitatieve factoren van verlichting is de uniformiteit van de verlichting, die wordt gedefinieerd door factoren als de uniformiteitsverhouding (UR, maximale tot minimale verlichtingssterkteverhouding), variatiecoëfficiënt (CV) en uniformiteitsgradiënt (UG), vooral belangrijk voor hoge- sport- en tv-uitzendingen.

Andere kwalitatieve verlichtingsfactoren die een rol spelen zijn onder meer kleurweergave, kleurcontrast, flikkerreductie, modellering en verblindingsbeheersing. Verlichting is een belangrijker onderdeel van de hedendaagse binnenarena's dan van stadions. Dit is niet simpelweg te wijten aan het feit dat elektrische verlichting de enige bron is voor deze afgesloten faciliteiten en dat de compactheid van binnenlocaties vraagt ​​om een ​​sterk geïntegreerde verlichtingsoplossing. Arena's zijn doorgaans ontworpen als locaties voor meerdere- doeleinden en hebben een grotere diversiteit aan verlichtingsvereisten die geschikt zijn voor verschillende soorten evenementen. Vaak rekenen deze evenementen op verlichting om buitengewone visuele effecten te creëren en positieve emotionele reacties op te roepen.

Vereisten voor verlichtingssterkte

Wanneer sportevenementen worden georganiseerd, moet de verlichting van de arena voldoen aan de behoeften van de competitie, ervoor zorgen dat de toeschouwers kunnen genieten van een comfortabele kijkervaring en voldoen aan de vereisten voor televisie-uitzendingen. De vereiste hoeveelheid en kwaliteit van de verlichting in een arena varieert per sport. Klasse I-verlichting voor de basketbal-, kunstschaats-, zaalvoetbal- en arenavoetbalsporten vereist een horizontale verlichtingssterkte van 1250 lx (125 ft), en de CV en UR mogen respectievelijk 0,13 en 1,7:1 niet overschrijden. De aanbevolen horizontale verlichtingssterkte, CV en UV voor de ijshockeysport zijn respectievelijk 1500 lx (150 ft), 0,13 maximaal en 1,5:1 maximaal. Voor grote faciliteiten die plaats bieden aan minimaal 5.000 toeschouwers en vaak een capaciteit hebben van 15.000 tot 25.000 toeschouwers, worden de verlichtingscriteria echter doorgaans bepaald door de behoeften van omroepcamera's.

Voor hoogwaardige tv-uitzendingen van sport moet de kwantiteit en uniformiteit van de verlichtingssterkte in zowel het verticale als het horizontale vlak hoog genoeg zijn zodat de close-ups-van de deelnemers zichtbaar zijn en de snelheid van het- snelbewegende speeldoel niet vervormd lijkt te zijn op het scherm. Deze eisen vormen een grote uitdaging voor de prestaties en positionering van armaturen. Hoewel HID-armaturen die metaalhalogenidelampen met een hoog wattage gebruiken, aanzienlijke volumes aan lumen kunnen leveren, hebben ze moeite met een uniforme lichtverdeling. Deze armaturen met één-bron projecteren een buitensporige hoeveelheid verlichtingssterkte over het midden van het gebied waarop de straal is gericht. De gebieden verder weg van het middelpunt van de straal worden onvoldoende verlicht. Om aan de uniformiteitsvereiste te voldoen, moet het onvoldoende verlichte gebied lichtgevend worden gecompenseerd door de bundel van een andere armatuur, wat resulteert in een toename van het aantal armaturen.

De technologische revolutie

Sportverlichting heeft een transitie doorgemaakt van HID naar LED. De versnelde acceptatie van LED-technologie wordt aangedreven door verschillende factoren, zoals verbeterde energie-efficiëntie, hoge optische manipuleerbaarheid, verbeterde regelbaarheid van de verlichting, langere levensduur van het product, lagere onderhoudskosten en verminderde impact op het milieu. De fysieke en optische kenmerken van de halfgeleideremitters bieden de mogelijkheid om verder te gaan dan traditionele optische ontwerpen.

De discrete lichtbronnen kunnen in groepen worden samengevoegd om een ​​oppervlakte-emissieapparaat te vormen dat, in combinatie met een effectief optisch ontwerp dat gebruik maakt van de directionele aard van LED-lichtemissie, in staat is een zeer uniforme, nauwkeurig regelbare lichtverdeling over het doelgebied te leveren. Een hoge uniformiteit van de verlichting draagt ​​niet alleen bij aan de kwaliteit van sportverlichting, maar maakt ook enorme kostenbesparingen mogelijk dankzij minder verlichtingsinstallaties. Vanwege de hoge wattages en het grote aantal installaties dat doorgaans betrokken is, is het energieverbruik een belangrijke overweging voor sportverlichting.

LED-verlichting levert enorme energiebesparingen op die verder gaan dan een verbeterde bronefficiëntie. Naast een effectieve verdeling van de verlichtingssterkte minimaliseert de efficiënte extractie van de lichtstroom uit de lichtbron de optische verliezen, die bij traditionele verlichtingssystemen anders aanzienlijk groot zouden zijn. Door detectie, intelligentie en netwerken in een LED-systeem te integreren, kan een verlichtingstaak worden uitgevoerd met de laagst mogelijke energie-input.

LED-systemen kunnen worden ontworpen en gebouwd om hun vereiste functies uit te voeren onder praktisch beheersbare bedrijfsomstandigheden gedurende een periode van meer dan 50.000 uur met minimaal onderhoud, wat resulteert in enorme besparingen op onderhoudskosten. Terwijl metaalhalogenidelampen met een lager wattage wel 20.000 uur mee kunnen gaan, hebben lampen met een hoger wattage, zoals de lampen van 1500 W die gewoonlijk in verlichtingsarmaturen in arena's worden gebruikt, doorgaans een levensverwachting van ongeveer 3000 uur.

De spectrale vermogensverdeling (SPD) van LED's kan nauwkeurig worden ontworpen om wit licht met hoge kleurweergave in elke tint te creëren. Bovendien kan kleurmenging op armatuurniveau dynamische kleuren produceren, waaronder instelbare wittinten over het gehele gecorreleerde kleurtemperatuurbereik (CCT) en miljoenen verzadigde kleuren. Dit niveau van spectrale bestuurbaarheid zorgt voor een grotere ontwerpflexibiliteit in arenaverlichtingstoepassingen die vaak behoefte hebben aan op maat gemaakte lichtscènes.

Een multidimensionaal ingenieurswerk

LED-arenalampen zijn hoogontwikkelde systemen die meerdere componenten integreren om licht te produceren in lumenpakketten tussen 30.000 en 200.000 lm per armatuur. LED's zijn stroom-aangedreven halfgeleiderapparaten die zijn ontworpen om hun volledige capaciteit te presteren in een gecontroleerde omgeving. Vanwege de onderling afhankelijke fotometrische, elektrische en thermische eigenschappen van LED's vereist het bereiken van een hoog niveau van energie-efficiëntie en systeembetrouwbaarheid met LED-verlichting een complex systeemontwerp en multidimensionaal technisch werk. De elektrische, thermische en mechanische systemen van een LED-arenaverlichting moeten samenwerken om ervoor te zorgen dat omgevings- of operationele spanningen die op de LED's worden uitgeoefend, onder controle zijn.

De initiële kosten van een LED-armatuur zijn afhankelijk van- de armatuurefficiëntie, kleurkwaliteit, flikkerbeheersing en systeembetrouwbaarheid. LED-arenaverlichting is een aanzienlijke kapitaalinvestering. Dit komt niet alleen omdat het verlichtingssystemen met een hoog wattage zijn, maar ook omdat ze efficiënt en betrouwbaar moeten zijn. Een inefficiënte armatuur met een hoog wattage is een aanslag op de hulpbronnen. Grote sportfaciliteiten brengen vaak uitdagende onderhoudsproblemen met zich mee en de kosten voor het repareren of vervangen van armaturen met een hoog wattage kunnen aanzienlijk zijn. Daarom moeten LED-systemen met een lange levensduur worden gebruikt. Hoewel de ontwikkeling van LED-technologie nu een punt heeft bereikt waarop de kosten betaalbaar genoeg zijn om een ​​overstap te maken, zijn de initiële kosten van een goed-presterende, langdurige- LED-armatuur nog steeds indrukwekkend. Maar wat nog indrukwekkender is, is het hoge rendement op de investering (ROI) en de lage levenscycluskosten.

Ontwerp en constructie

Hoewel de ontwerpinnovatie vanLED-arenaverlichtinglijkt geen limiet te kennen, alle LED-systemen bevatten vier basiscomponenten: de LED's, het optische systeem, het koellichaam en de driver. Meestal worden de LED's geassembleerd in nauwe integratie met het optische systeem en het koellichaam om optische controle en thermisch beheer te vergemakkelijken. Bij systemen met een hoog vermogen kan dit type integratie plaatsvinden op armatuurniveau of resulteren in een modulair systeem. Door de integratie op armatuur-niveau van de drie componenten ontstaat een geïntegreerd systeem dat licht produceert uit één enkele montage. Een modulair verlichtingssysteem bestaat uit een aantal lichtmotoren die samengesteld zijn uit de drie componenten-LED's, optica en koellichaam.

Geïntegreerde LED-armaturen zijn doorgaans systemen met een lager-vermogen, maar het is niet ongebruikelijk om systemen met-zeer hoog vermogen (1000W+) in een geïntegreerd ontwerp te zien. Modulaire constructie brengt een aanzienlijk aantal opties en aanpassingen aan armatuurconfiguraties met zich mee en vergemakkelijkt armatuurupgrades naarmate de LED-technologie zich in de loop van de tijd ontwikkelt. Een groot aantal ultra-high power LED-armaturen zijn ontworpen als modulaire systemen. De LED-driver(s) worden doorgaans extern gemonteerd. Een geïntegreerde LED-arenaverlichting kan de LED-driver in de armatuurbehuizing integreren, maar er moet voor voldoende thermische isolatie worden gezorgd om te voorkomen dat de thermische belasting van het krachtige LED-systeem de temperatuur-gevoelige circuitcomponenten verslechtert.

Lichtbron

LED-arenaverlichting maakt gebruik van krachtige LED-pakketten om een ​​indrukwekkende hoeveelheid licht te leveren. Het gebruik van keramisch substraat vermindert de thermische weerstand van de behuizing dramatisch en zorgt ervoor dat de LED-chip met een hoge vermogensdichtheid kan werken. Chip{2}}scale package (CSP)-LED's verminderen de thermische weerstand verder door zoveel mogelijk verpakkingselementen uit conventionele LED-pakketten te verwijderen, wat resulteert in minder storingspunten en een korter thermisch pad. CSP-LED's vinden hun weg naar toepassingen met hoog vermogen.

Ondanks hun lagere lichtopbrengst vergeleken met PLCC-LED's met midden- vermogen, kunnen keramische- krachtige LED's en flip-CSP-LED's met een chip- een uitstekend lumenbehoud leveren onder thermische en elektrische spanningen die overweldigend zijn voor LED's met midden- vermogen. Mid-power-LED's zijn van nature plastic behuizingen. De constructiematerialen zijn gevoelig voor thermische en fotodegradatie. De resulterende verkleuring veroorzaakt kleurverschuiving en lumenvermindering.

Terwijl verschillende LED-pakketplatforms LED's creëren met verschillende niveaus van lichtopbrengst, lumendichtheid en betrouwbaarheid, worden de kleureigenschappen van de LED's bepaald door hun spectrale samenstellingen. De gecorreleerde kleurtemperaturen (CCT's) van sportverlichtingssystemen bevinden zich meestal aan de koele kant van de Kelvin-schaal (boven 4000 K). Het versterkte blauw in het spectrum van koel wit licht kan de deelnemers stimuleren tot alertheid en activiteit. Bij de keuze voor de CCT spelen ook economische factoren een rol. Hogere-CCT-LED's hebben een hogere efficiëntie dan lagere-CCT-LED's, omdat ze minder Stokes-verliezen ervaren tijdens het spectrale down-conversieproces op de fosforlaag en de resulterende SPD de conversie door de ooggevoeligheid verbetert. Om tegemoet te komen aan de behoefte aan flexibiliteit bij het aanpassen van de sfeer voor multifunctionele ruimtes, kunnen LED-arenalampen worden ontworpen als Tunable White-systemen of RGBW/RGBA-kleurenmengsystemen.

Om dezelfde redenen zijn de kleurweergaveprestaties van de LED's ook afhankelijk van de lichtefficiëntie. In geavanceerde toepassingen- ligt de kleurweergave-index (CRI) of de kleurmetriek die wordt geëvalueerd met een nauwkeurigere methode (bijvoorbeeld de IES TM-30-18) vaak in het premiumbereik. Om ervoor te zorgen dat de HD-beeldsensor in de videocamera een high-fidelity-beeld vastlegt, moet de lichtbron worden geëvalueerd op zijn spectrale compatibiliteit met de beeldsensoren en ervoor zorgen dat de televisieverlichtingsconsistentie-index (TLCI) niet minder dan 85 bedraagt.

Thermische techniek

Thermisch beheer is een van de belangrijkste componenten bij het ontwerp vanLED-arenaverlichting.LED's genereren een aanzienlijke hoeveelheid warmte bij de halfgeleiderovergang en de fosforlaag. Een hoogvermogen LED-armatuur bevat een groot aantal LED-pakketten met een hoge vermogensdichtheid die niet alleen een hoge lichtopbrengst leveren, maar ook een hoog warmtevolume creëren. De prestaties van LED's zijn afhankelijk van hun junctietemperaturen. Oververhitting van de halfgeleiderovergang en de omringende structuur van een LED-behuizing kan de kiemvorming en groei van draaddislocaties in het actieve gebied van de diode versnellen en thermische degradatie van de fosfor veroorzaken. Het gebruik van LED's bij hoge junctietemperaturen leidt uiteindelijk tot een verminderde efficiëntie van het apparaat (lumenafschrijving), een kortere levensduur of catastrofale apparaatstoringen als gevolg van thermische overstroming. Daarom moet de afvalwarmte die in de halfgeleiderbehuizingen wordt gegenereerd, worden overgedragen aan de omgevingslucht via alle warmtedissipatie-elementen die deel uitmaken van het thermische pad.

Om de junctietemperatuur te verlagen, moet elke thermische weerstand in het pad van de LED-junctie naar de omgevingslucht worden geminimaliseerd. De krachtige lichtmotor van eenLED-arenaverlichtingproduceert een aanzienlijk grote thermische belasting. De warmteoverdrachtssnelheden van het thermische pad van het systeem moeten groter zijn dan de belastingssnelheid om ophoping van warmte te voorkomen. De constructie van een robuust thermisch pad vereist de vorming van verbindingen met hoge betrouwbaarheid en hoge bedrijfstemperaturen, evenals het gebruik van een printplaat met metalen kern (MCPCB) met hoge thermische geleidbaarheid, zeer hoge diëlektrische sterkte en volumeweerstand.

Het ontwerp van het koellichaam is doorslaggevend voor het thermisch beheer. De meeste LED-arenaverlichting maakt gebruik van passieve koellichamen die afhankelijk zijn van de natuurkunde om warmte af te voeren. Het koellichaam is doorgaans gemaakt van gegoten, koudgesmeed of geëxtrudeerd aluminium en vormt één geheel met de behuizing om de thermische geleiding en convectie te verbeteren. Het koellichaam moet voldoende fysiek volume hebben om de door de LED's gegenereerde warmte te absorberen en een voldoende oppervlak bieden om het contact met de omringende lucht te maximaliseren voor efficiënte convectieve koeling. Als er fysieke beperkingen zijn aan het ontwerp van het koellichaam, kunnen er warmtepijpen worden toegevoegd aan aluminium koellichamen om de koelcapaciteit te vergroten.

Optische techniek

LED-arenaverlichtingzijn over het algemeen ontworpen als richtbare schijnwerpersystemen, omdat ze meestal hoog rond de verre omtrek van het speelveld worden gemonteerd. Schijnwerpers voor de verlichting van sportarena's zijn verkrijgbaar in lichtverdelingen van smalle bundel (voor het verlichten van speelgebieden op afstand of modellering) tot brede bundel (voor het verlichten van nabije- gebieden). De balken kunnen een symmetrisch, asymmetrisch of rechthoekig patroon hebben.

Een hoogwaardig optisch systeem is vaak een net zo belangrijk onderdeel van een LED-armatuur als de driver en het koellichaam. Het optische systeem moet een meer uniforme lichtverdeling mogelijk maken, wat cruciaal is voor de visuele prestaties van de spelers en de kwaliteit van de tv-uitzendingen. Het moet ook bijdragen aan de beheersing van hinderlijk licht dat buiten het te verlichten gebied valt en visueel ongemak veroorzaakt voor spelers en toeschouwers. Een ander belangrijk doel van optisch ontwerp is het bereiken van een zo hoog mogelijke gebruiksefficiëntie (de verhouding tussen het licht dat door een armatuur wordt uitgestraald en het licht dat door de lichtbron wordt uitgestraald). Het verbeteren van de efficiëntie van de optische levering is zinvol voor toepassingen met hoog vermogen, omdat elke procent optische verliezen een grote energieverspilling betekent.

De meest efficiënte manier om efficiënte, nauwkeurige optische controle voor LED's te bieden, is het gebruik van optische lenzen die op maat zijn ontworpen voor optische regeling van de lichtstroom van elke individuele LED. Om de optische efficiëntie te maximaliseren, moeten de optica in nauw contact staan ​​met de krachtige LED's. Optische lenzen worden echter meestal spuitgegoten uit acryl of polycarbonaat. De warmte van de LED-chip plus de warmte die wordt gegenereerd in de fosformatrix (Stokes-warmte) zorgt voor hoge thermische spanningen.

Acryllenzen mogen daarom niet worden gebruikt in LED-systemen met hoog vermogen vanwege hun lage thermische stabiliteit. Hoewel polycarbonaatlenzen een verbeterde thermische stabiliteit hebben, moeten hun prestaties op lange- termijn zorgvuldig worden geëvalueerd, omdat de oppervlaktetemperaturen van krachtige LED's soms te hoog kunnen zijn voor de optiek. Alternatieve optica zoals lenzen gemaakt van siliconen en glas, of nauwkeurig ontworpen aluminium reflectoren, vinden hun toepassing in thermisch uitdagende toepassingen.

Driver- en besturingscircuits

De LED-driver is het onderdeel dat de stroom naar de LED's regelt. Een van de belangrijkste prestatievarianten voor een LED-driver is de kwaliteit en consistentie van de DC-uitgangsspanning. Het elektronische apparaat moet een strakke belastingregeling bieden om een ​​constante hoeveelheid en kwaliteit stroom aan de LED's te leveren. Het verwerkt ook lijnspanningsschommelingen-, zorgt voor harmonische reductie en arbeidsfactorcorrectie (PFC) en beschermt de LED's tegen abnormale bedrijfsomstandigheden terwijl binnenkomende wisselstroom wordt omgezet in gelijkstroom.

LED-drivers ontworpen voor gebruik met hoog vermogenLED-arenaverlichtinggebruiken doorgaans een twee--oplossing voor het uitvoeren van zeer efficiënte stroomconversie, het bereiken van een hoge immuniteit tegen piekspanningen en het verminderen van de rimpel in de LED-stroom. Deze apparaatmogelijkheden zijn cruciaal voor de efficiënte, betrouwbare en flikkervrije werking van de verlichtingssystemen.

Flikkerbeheersing is vooral een prioriteit bij sportverlichtingstoepassingen van klasse I. Flikkering in de verlichting kan niet alleen wazig zicht, oogvermoeidheid en verminderde visuele perceptie veroorzaken, wat de prestaties van de speler beïnvloedt, het kan ook stroboscopische effecten veroorzaken die de visuele perceptie van snel-bewegende speelobjecten kunnen vervormen. Videocamera's zijn zeer gevoelig voor flikkering. De aanwezigheid van flikkeringen kan de kwaliteit van super{4}}slowmotion-herhalingen tijdens HDTV-uitzendingen beïnvloeden. Flikkering treedt op als er voldoende grote rimpelingen zijn in de gelijkstroom die aan de LED's wordt geleverd.

Een twee-traps LED-driver zorgt voor onderdrukking van de wisselende golfvorm na gelijkrichting en verzacht de uitgangsstroomrimpel die aan de belasting wordt geleverd, waardoor flikkervrije- verlichting mogelijk is. Het ontwerp van het drivercircuit bepaalt ook de bestuurbaarheid van een LED-armatuur.

Veel drivers maken PWM- of CCR-dimmen van de aangesloten LED's mogelijk en accepteren besturingsinvoer van een lichtcontroller die met de driver communiceert via 0-10VDC, DALI, DMX of een draadloos netwerkprotocol.

https://www.benweilight.com/lighting-buis-lamp/led-zonnewende-arena-en-stadion-sport-light.html

Samen maken we het beter.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mobiel/Whatsapp :(+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Website: www.benweilight.com
Toevoegen: F-gebouw, industriële zone Yuanfen, Longhua, Bao'an District, Shenzhen, China