邱双赫 冯睿

【摘 要】根据实际应用要求，对特殊场景下异型灯具进行设计，通过DIALux光学模拟验证分析，结合样灯确认灯具设计可行性。并对灯具应用场景进行整体电气控制设计应用，在基于DMX512协议下实现建筑立面的动态显示效果，已达到满足现场使用要求。

【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.

【關键词】灯具设计；光学模拟；DIALux；控制设计

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

【中图分类号】U453.7 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）08-0118-02

1 灯具设计简述

基于产品设计要求，圆光碟灯（标号TM02-1）说明：

1.1 光学设计

采用欧司朗620-635nm波长来诠释秀场“灯笼”的中国红，灯具内部围绕中心柱有12颗高亮度红光LED灯珠组成，全亮时照度均匀度大于80%，均匀分布符合CIE照明可视标准；采用4像素点设计，通过控制系统实现碟灯辉度的变化，借助光盘的反射光达到对光的控制，灯具的光学模拟分布、计算以及实测样品的检测表明均满足甲方要求。

1.1.1 DIALux光学模拟伪色分布图

光学模拟伪色图（侧视图）（图1）

1.1.2 DIALux光学模拟计算结果（图2）

以上DIALux光学模拟及实际模型验证，红光的照明效果整体突出，无暗区，整体照明效果均匀显现。（3/4、1/2、1/4像素点模拟数据不在本文详细列举）

1.2 散热设计

灯具结构中上下端盖及中心柱为压铸铝型材，上盖带有圆形龙纹图案，龙纹直径为220mm。下盖带有散热翅片，可与外部圆形碟盘充分接触，增加热传导面积，达到更好的散热目的。

模拟各种不同情况下环境温度，通过以上计算得出LED节点温度最高为107.5℃，满足欧司朗LED的节温要求（见欧司朗LED规格书）散热性热设计满足系统要求热稳定性好[1]。

2 功能介绍

从技术等级上讲，LED显示系统是一个集计算机网络技术、多媒体视频控制技术和超大规模集成电路综合应用技术于一体的大型的电子信息显示系统，具有多媒体、多途径、可实时传送的高速通信数据接口和视频接口。

它支持视频及图文播放方式，高保真转播闭路电视、卫星电视节目，具有现场实况直播、精彩回放功能，具有视频画面上叠加文字信息、动画、静态图片等时事编辑和播放功能，并能与场区内的其他音响区域兼容播放，具体功能如下：

2.1 系统的技术特点

①工艺特点：灯具为封闭式设计，显示单元接插头均采用防水接头，充分达到防水、防尘的效果。灯具的走线全部安装在圆光碟灯内部，外部看不到凌乱的连接线，整体结构简洁、美观。

②硬件特点：在硬件方面，控制系统、电源系统全部用高厚度的防护，以达到灯具的高等级防护效果，使用高可靠性的结构以确保整体灯具结构的稳定性。

③视频播放处理特点：支持视频及图文播放方式，支持VGA、DVI显示，显示各种计算机信息、图形、图像，具有视频画面上叠加文字信息、动画、静态图片等时事编辑和播放功能，支持电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放（VCR、VCD、DVD、LD），满足文艺表演的使用要求，并灵活输入和播出多种信息。

④图像显示特点：圆光碟灯采用欧司朗高亮度大功率单红LED芯片，保证屏体的亮度及显示效果[2]。

2.2 系统稳定性和可靠性描述

①无级（连续）亮度调节：

采用PWM脉宽调节方式实现软件连续手调。

②色温调节技术：

显示系统在亮度调节的同时，还能对色温进行适当调节，使之适合不同人群的视觉感受。

③ 图像锁定技术：

显示系统可以将原有播出信号通过循环或冻结的播出手段来屏蔽非合理的显示内容，提高显示内容的安全性能。有效避免画面编辑的“黑屏”和“操作界面”现象的出现，保证播放的连续性。

④远距离信号传输：

远距离传输时，可采用光纤进行信号的传输，增加传输距离，保证信号在传输过程中不衰减。

⑤智能运行监控：

可定时开关显示系统；

通过亮度控制器，可对显示屏亮度进行自动调整；

电源可实现分区供电、分布上电、集中控制。

⑥发光均匀性的保证：

针对圆光碟灯的特殊性进行了深化设计如下：

一是为保证LED灯具及显示效果，选用大功率LED灯珠，保证照度在120-180lux。

二是为灯具特殊定制透镜，在保证出光均匀的情况下防止眩光的产生。

三是控制方面采用区域分离显示技术，使每个像素点清晰表现出来，以达到整个显示效果清晰的目的。

【参考文献】

【1】黄以华，廖世文. 基于DMX512协议的LED灯具控制系统[J]. 照明工程学报， 2014（18）：67-68.

【2】施晓红，庄晓波.智能灯具及其标准的现状和研究[J]. 照明工程学报，2015（17）：23-24.