Neon LED Flex con controllo DMX per progetti architettonici - Guida tecnica

Sta nascendo una nuova generazione di illuminazione architettonica a LED: I neon flex a LED possono adattarsi perfettamente alle facciate sagomate degli edifici, consumano 85% di energia in meno rispetto ai neon tradizionali e, grazie al sistema di controllo intelligente DMX512, è possibile realizzare 2,56 milioni di combinazioni di colori in un singolo edificio.

L'effetto luminoso a spirale della Shanghai Center Tower e lo spettacolo di luci pixelate della Guangzhou Tower confermano le infinite possibilità dell'illuminazione digitale. Ancora più degna di nota è l'integrazione della tecnologia IOT: il sistema di illuminazione del Ping An Building di Shenzhen è in grado di rispondere ai dati PM2.5 in tempo reale e di visualizzare la qualità dell'aria urbana con luci e ombre. L'illuminazione intelligente trasforma la facciata dell'edificio in una tela digitale, che può essere programmata per passare senza soluzione di continuità da una scena all'altra, come le celebrazioni delle festività e le campagne di servizio pubblico. Le luci del Bosco Verticale di Milano imitano persino i ritmi di fotosintesi degli alberi, rendendo l'edificio un organismo vivente.

Nella progettazione dell'illuminazione architettonica, il neon LED Flex controllato via DMX sta ridisegnando l'estetica degli spazi grazie alla sua superiore flessibilità ed espressività dinamica. Grazie al protocollo DMX512, i progettisti possono regolare con precisione la luminosità, il colore e la dinamica di ciascuna striscia, consentendo una creatività infinita, dalla respirazione graduale ai ritmi complessi. Questa guida tecnica analizza l'architettura del sistema di illuminazione DMX, i punti di progettazione e la selezione dei prodotti delle apparecchiature convenzionali. Vi auguro di leggerla per aiutarvi a realizzare più rapidamente il vostro progetto.

Vantaggi del protocollo DMX512 nell'illuminazione intelligente

Il protocollo DMX512 consente il controllo luce per luce attraverso 512 canali indipendenti, in grado di pilotare con precisione parametri multidimensionali come colore, luminosità, effetti dinamici, ecc. per soddisfare i severi requisiti di effetti luminosi complessi in scene come palcoscenici e facciate di edifici.

La sua velocità di risposta al millisecondo garantisce il funzionamento sincronizzato di lampade e lanterne su larga scala, particolarmente adatto ad applicazioni interattive in tempo reale come il light chasing dinamico e il music linkage. Adottando l'architettura master-slave e la segnalazione differenziale, supporta fino a 32 dispositivi in serie e migliaia di nodi, garantendo un'eccellente scalabilità del sistema.

Le interfacce standardizzate e la forte compatibilità consentono l'accesso senza soluzione di continuità a dimmer, controller e vari tipi di lampade intelligenti, unitamente alle caratteristiche anti-jamming del livello fisico RS485, per mantenere una trasmissione stabile nel complesso ambiente elettromagnetico del progetto.

Queste caratteristiche tecniche fanno del DMX la soluzione di controllo preferita nel campo degli spettacoli su larga scala, dei paesaggi tematici, delle facciate degli edifici e di altri tipi di illuminazione professionale.

Perché utilizzare i neon flex a LED per l'illuminazione architettonica?

L'uso di Strisce neon flessibili a LED per l'illuminazione architettonica presenta molteplici vantaggi. Innanzitutto, la sua grande flessibilità permette di adattarsi a superfici curve complesse o a strutture sagomate, di realizzare facilmente il profilo di un edificio, la decorazione di una facciata, il contorno di una cupola e altri progetti creativi, conferendo all'arte della luce una maggiore forza espressiva.

La striscia luminosa al neon adotta un design modulare, che può essere tagliato e giuntato liberamente per adattarsi a scenari di installazione di diverse dimensioni, riducendo notevolmente la difficoltà di costruzione.

In secondo luogo, la sorgente luminosa a LED ha caratteristiche di alta efficienza luminosa e basso consumo energetico, con un sistema di dimmerazione intelligente, l'efficienza energetica rispetto all'illuminazione tradizionale per migliorare più di 50%, e bassa generazione di calore, riducendo il carico termico dell'edificio.

In terzo luogo, supporta la miscelazione di luci a colori RGB e la programmazione dinamica e consente di ottenere gradienti di colore, luci in movimento, collegamenti musicali e altri effetti tramite DMX o protocolli wireless, migliorando l'interattività e il senso tecnologico della scena architettonica notturna.

Inoltre, lo strato esterno della striscia flessibile è incapsulato con silicone o resina epossidica, con un grado di impermeabilità fino a IP67 o superiore, una forte resistenza agli agenti atmosferici, l'adattabilità alle differenze di temperatura esterne, alla pioggia e agli ambienti ultravioletti e una durata di vita fino a 50.000 ore, che riduce significativamente i costi di manutenzione. Le sue caratteristiche di alimentazione a bassa tensione (12/24 V) migliorano inoltre la sicurezza elettrica, rendendolo la soluzione preferita per i moderni progetti di illuminazione architettonica.

Che cos'è il sistema DMX512?

DMX512 (Digital Multiplex 512) è uno standard di protocollo di controllo digitale ampiamente utilizzato nel campo dell'illuminazione teatrale, architetturale, ecc. Realizza un controllo preciso degli apparecchi attraverso segnali digitalizzati. Il suo principio fondamentale è la trasmissione di comandi di controllo tramite comunicazione seriale e ogni collegamento di segnale DMX è costituito da un controller master (ad esempio, una console dimmer) e da più dispositivi slave (apparecchi, dimmer, ecc.). Il sistema si basa sullo standard del livello fisico RS-485 e utilizza la tecnologia di trasmissione del segnale differenziale, con una forte capacità anti-jamming e una distanza massima di trasmissione fino a 1200 metri (è necessaria l'espansione del ripetitore).

Ogni frame di dati DMX contiene 512 canali di controllo indipendenti; ogni canale corrisponde a dati a 8 bit (intervallo di valori 0-255), che possono regolare la luminosità, il colore, la traccia di movimento e altri parametri delle lampade. Ad esempio, un apparecchio LED RGB occupa solitamente 3 canali (1 canale ciascuno per rosso, verde e blu) e può ricevere i comandi corrispondenti dopo aver impostato il numero del canale iniziale tramite il codificatore di indirizzo. Il controllore invia ciclicamente pacchetti di dati a una velocità massima di 250 kbps, con un refresh di circa 44 volte al secondo per garantire la sincronizzazione in tempo reale dei cambiamenti di illuminazione. Il sistema supporta una struttura seriale concatenata; una singola linea può controllare fino a 32 dispositivi e, attraverso lo splitter, può essere espansa a migliaia di nodi per soddisfare le esigenze di progetti di illuminazione su larga scala.

La composizione del sistema DMX512 comprende principalmente le seguenti parti:

Console DMX: il dispositivo principale che invia i segnali di controllo (come una console di illuminazione o un software).

Ricevitore DMX: il modulo di decodifica nell'apparecchio o in un'altra apparecchiatura, che riceve ed esegue i comandi.

Cavo DMX: Cavo schermato speciale a doppini intrecciati, con connettore XLR a 5 o 3 pin.

Resistenza di terminazione: Una resistenza (di solito 120 Ω) viene installata alla fine della catena del segnale per evitare interferenze di riflessione del segnale.

Quali sono le caratteristiche di DMX512 Neon Tape?

• La striscia neon DMX Pixel è composta da più sfere LED (pixel) controllate in modo indipendente. Ogni pixel può essere regolato individualmente nel colore (ad esempio, RGB/RGBW) e nella luminosità per formare modelli dinamici o effetti sfumati. Ogni LED può essere programmato in modo indipendente per ottenere delicati effetti di animazione (ad esempio, acqua corrente, lampeggiamento, dissolvenza).
• Rispetto alle luci al neon tradizionali, è più efficiente dal punto di vista energetico, durevole e supporta il controllo della programmazione.
• La striscia LED al neon avvolta da materiali flessibili (ad esempio, silicone, PVC) può essere piegata e tagliata liberamente per adattarsi all'ambiente di installazione di forme complesse (ad esempio, superfici curve, strutture curve).
• Trasmissione a lunga distanza (fino a 1200 metri), elevata compatibilità e possibilità di controllare più dispositivi contemporaneamente.
• Supporta la visualizzazione ad alta risoluzione, adatta a testi, disegni e immagini in movimento.
• Inviate i comandi attraverso il controller DMX, che può essere sincronizzato con altre apparecchiature per l'illuminazione del palcoscenico, come luci a testa mobile, luci laser, ecc. per creare un effetto unificato.
• Supporta l'espansione multi-universo per soddisfare le esigenze di installazioni su larga scala (ad esempio, facciate di edifici, grandi palcoscenici).
• Elevato grado di impermeabilità, non teme gli ambienti esterni più difficili, di solito fino a IP65 o IP67, adatto per l'uso in interni ed esterni.
• Design tagliabile: consente di regolare la lunghezza in base alle esigenze, riducendo la complessità dell'installazione.

Come fa il DMX512 a controllare una striscia neon a LED?

Il controller DMX512 invia comandi al sistema di strisce al neon a LED attraverso segnali digitali (secondo lo standard RS-485); il segnale viene analizzato dal decodificatore e quindi abbinato ai dati del canale RGB di ciascun pixel LED in base all'indirizzo preimpostato per regolare in modo indipendente la luminosità (livello 0-255) e il colore. Attraverso la programmazione di scene preimpostate o il controllo in tempo reale, è possibile ottenere gradienti dinamici, lampeggiamenti sincronizzati e altri effetti applicabili a palcoscenici, edifici e altre scene, per garantire il funzionamento congiunto di più dispositivi e l'anti-interferenza; le connessioni di controllo specifiche fanno riferimento al seguente schema circuitale.

Schema del circuito di collegamento del sistema DMX512:

Selezione del dispositivo di controllo DMX512

I. Master DMX512

I master DMX512 emettono un segnale dello standard internazionale DMX512/1990 ai decoder DMX512 per controllare l'illuminazione a LED a un colore, a due colori CCT, RGB, RGBW e RGB+CCT. I due più utilizzati sono i seguenti:

1. Controllore a pannello tattile DMX512: Supporta l'uscita DMX512, con funzioni integrate di dimmerazione, regolazione della temperatura del colore, controllo RGB/RGBW, capacità di gestire zone (fino a 4 zone) e integrazione di più modalità dinamiche (come gradiente e salto). Il design dell'installazione di tipo a 86- è adatto a scenari commerciali o domestici.

2. Controllo DMX512r: Il controller DMX512 è un dispositivo centrale utilizzato per la regolazione e il controllo centralizzati delle apparecchiature per l'illuminazione di palcoscenici e per gli effetti speciali dell'illuminazione architettonica. Trasmette istruzioni attraverso segnali digitali basati sul protocollo DMX512. È in grado di gestire contemporaneamente più dispositivi (come lampade e motori), di regolare con precisione parametri come luminosità, colore ed effetti dinamici e di identificare i dati del canale corrispondente per ciascun dispositivo attraverso un indirizzo indipendente. Supporta la programmazione di scene preimpostate o il controllo in tempo reale per ottenere la sincronizzazione e l'automazione dei cambi di luce.

I modelli K-1000C e K-8000C sono adatti per il controllo offline. Possono essere utilizzati in un'unica unità o in cascate multiple per pilotare più pixel LED.

a. Se la lampada principale è inferiore a 80.000 pixel, si consiglia di utilizzare il controller pixel K-1000C DMX.
b. Se la lampada principale ha un numero di pixel compreso tra 8.000 e 20.000, si consiglia di utilizzare il controller LED pixel K-8000C DMX.

II. Decodificatore DMX-SPI

Convertire il segnale DMX512 in un protocollo riconoscibile dalle strisce luminose a LED (come SPI). Ad esempio, si utilizzano chip come TM1803 e UCS512, ciascuno dei quali corrisponde al controllo del canale RGB di uno o più pixel LED.

A ogni pixel LED deve essere assegnato un codice di indirizzo indipendente e il controllo punto per punto si ottiene attraverso la mappatura dei canali (ad esempio, i pixel RGB occupano tre canali DMX).

Può essere controllato dalla console DMX e si possono collegare più decoder DMX per aumentare la potenza di uscita e realizzare tutte le funzioni. Varie modalità di modifica. Inoltre, il decoder DMX può essere utilizzato anche come sincronizzatore. Il controller controlla separatamente il LED per ottenere un effetto di sincronizzazione.

III. Amplificatore di segnale DMX DA per strisce al neon LED impermeabili

Viene utilizzato per estendere la distanza di trasmissione dei segnali DMX, supportando 1 ingresso e più uscite. Migliora la stabilità del segnale grazie alla tecnologia di isolamento fotoelettrico ed è adatto per ambienti elettromagnetici complessi o a lunga distanza.

Come configurare l'alimentatore?

Un sistema di strisce al neon a LED DMX512 è solitamente composto da più segmenti luminosi, che devono riservare un margine in base alla potenza totale del carico e alle variazioni dinamiche.

1. Calcolo della potenza totale del carico: P totale = ∑ (potenza della singola sezione luminosa × numero)

Potenza di una singola sezione di luce: Potenza della striscia neon DMX512 LED per metro o per sezione (ad esempio 5 W/m).

Esempio: Ci sono 10 sezioni di nastro luminoso, ogni sezione di 3 metri, con una potenza per metro di 8W. Totale = 10 × 3 × 8 = 240 W

2. Calcolo della potenza nominale dell'alimentatore: potenza = P totale × (1 + fattore di sicurezza) ÷ efficienza di potenza + P (controllore DMX)

Fattore di sicurezza: Si consiglia di prendere 0,2~0,3 (il sistema DMX può avere frequenti oscillazioni di luminosità e di corrente).

Efficienza energetica: solitamente 85%~95% (l'alimentatore switching è più efficiente).

Consumo di energia del controller DMX: solitamente 5~20 W (è necessario fare riferimento al modello specifico).

Esempio:

Carico totale 240W, fattore di sicurezza 0,3, efficienza dell'alimentazione 90%, consumo di potenza del controllore 15W:

Alimentazione = 240X1,3÷0,9+15≈303+15=362W

È necessario scegliere un alimentatore ≥ 360W.

Alimentatori di marca (ad esempio, serie Mean Well XLG) sono consigliati per ridurre al minimo le interferenze di segnale e i problemi di caduta di tensione. Fornire una tensione stabile (di solito 12 V o 24 V CC) che corrisponda alla potenza della barra luminosa (ad esempio, 12 W/m@RGB).

Che cos'è la caduta di tensione?

In poche parole, caduta di tensione è la perdita di energia che si verifica durante il flusso di tensione in un circuito quando la corrente passa attraverso un apparecchio LED. Questo processo è simile al flusso dell'acqua attraverso un tubo stretto; la velocità dell'acqua sarà dovuta all'attrito e produrrà una certa perdita di energia. Per le lampade e le lanterne a LED, la caduta di tensione comporta una potenza di uscita insufficiente, che influisce sull'efficacia luminosa e sulla durata di vita delle lampade e delle lanterne.

Il problema della caduta di tensione della striscia LED si verifica quando la striscia LED è collegata all'alimentazione, a causa della lunghezza del circuito e della piccola corrente provocata dalla perdita di tensione, con il risultato che la luminosità della striscia LED non è sufficiente o non è uniforme. Questo problema è molto complicato per gli utenti che utilizzano le strisce luminose a LED da molto tempo, quindi devono cercare una soluzione!

Cause della caduta di tensione delle strisce luminose a LED:

• Corrente più piccolaLa corrente delle strisce LED è di solito piccola, compresa tra 0,02 e 0,03 A. Di conseguenza, la perdita di tensione si verifica anche su linee corte ed è più pronunciata per le applicazioni su linee lunghe.

• Lunghezza della linea: In generale, maggiore è la lunghezza della linea tra il driver e la striscia di luci a LED, più evidente è il problema della caduta di tensione.

• Problemi di qualità: Anche la qualità della striscia LED può influire sui problemi di caduta di tensione. Alcune strisce LED di bassa qualità possono presentare problemi di caduta di tensione a causa di una resistenza interna eccessiva o insufficiente, che può aumentare la resistenza di linea.

Come scegliere i cavi per l'installazione delle strisce LED al neon?

L'alimentazione a bassa tensione del sistema DMX512 (12V/24V DC), la corrente di linea è grande, il problema della caduta di tensione è particolarmente evidente ed è necessario assicurarsi che la tensione finale sia stabile.

Per garantire la coerenza della luminosità prima e dopo le perle della lampada ed evitare l'impatto della caduta di tensione sulla striscia luminosa, di solito si possono utilizzare i seguenti metodi:

Aumentare il diametro del filo: ridurre la resistenza della linea (diametro comune del filo: 1,5 mm², 2,5 mm²).

Alimentazione segmentata: In caso di cablaggio su lunghe distanze, dividere l'alimentazione in più circuiti.

● Aumentare la tensione di alimentazione: se la caduta di tensione all'estremità è eccessiva, utilizzare una tensione di alimentazione leggermente superiore (ad esempio, progettare un sistema a 24 V anziché a 12 V).

Per affrontare correttamente la caduta di tensione, ma anche per non affidarsi al conduttore per aumentare il diametro del filo, è necessario tenere conto dell'aumento dei costi e della razionalità del cablaggio. Possiamo selezionare correttamente le seguenti fasi per compensare ulteriormente il problema della caduta di tensione.

Passo 1. Calcolo della corrente di spillamento

Il sistema DMX è solitamente suddiviso in più circuiti di controllo, che devono essere calcolati individualmente per ogni circuito di carico:

I singolo = P singolo / V lavoro

Esempio: un singolo carico di 3 sezioni della striscia (3m × 8 W/m × 3 sezioni = 72 W), la tensione di esercizio è di 24 V.

I circuito singolo = 72/24 = 3,0A

Fase 2: Calcolo della caduta di tensione

R=ρ×(2L/A)

ΔU=I circuito singolo×linea R

Parametri chiave:

ρ: resistività del filo di rame, considerata pari a 0,0172 Ω-mm²/m.

L: distanza unidirezionale dall'alimentatore all'estremità (unità: metro).

A: Area della sezione trasversale del filo (unità: mm²).

2L: La lunghezza totale del percorso di andata e ritorno corrente è 2L.

Esempio:

Corrente a circuito singolo 3A, lunghezza della linea unidirezionale 15 metri, utilizzo di un filo di rame da 1,5 mm²:

R = 0,0172 x (2 x 15/1,5) = 0,344 Ω

Caduta di tensione: ΔU=3AX0,344Ω≈1,032VV

Tensione finale: 24V-1,032V=22,97V (caduta di tensione di 4,29%, in linea con i requisiti di ≤5%).

Caduta di tensione consentita: di solito non deve superare 5%-10% della tensione di esercizio (caduta di tensione del sistema a 12 V ≤ 0,6-1,2 V, sistema a 24 V ≤ 1,2-2,4 V).

Precauzioni:

1. Separazione del segnale e dell'alimentazione: Si consiglia di utilizzare un'alimentazione indipendente. Per evitare interferenze, si consiglia di utilizzare un'alimentazione indipendente per il controller DMX e la striscia luminosa a LED.

2. Cavo schermato: La linea di segnale DMX deve utilizzare un filo schermato intrecciato (ad esempio, CAT5e) e mantenere una distanza superiore a 30 cm dalla linea di alimentazione.

3. Strategia di alimentazione segmentata: In caso di installazione su lunghe distanze, installare un punto di alimentazione ogni 20-30 metri per ridurre la caduta di tensione del singolo circuito.

4. Sincronizzazione dell'alimentazione: Quando si collegano più alimentatori in parallelo, garantire una massa comune o utilizzare un modulo di sincronizzazione per evitare che le differenze di potenziale interferiscano con i segnali DMX.

5. Misura della tensione finale: Utilizzare un multimetro per verificare che la tensione finale sia ≥90% della tensione nominale.

6. Test di stabilità del segnale: Verificare se il segnale DMX sfarfalla o perde pacchetti a causa di interferenze elettriche.

7. Test di aumento della temperatura: Dopo 1 ora di funzionamento a pieno carico, la temperatura superficiale dell'alimentatore deve essere ≤60℃.

Per l'installazione all'esterno, fare riferimento al post: Soluzioni di montaggio flessibili per neon a LED per esterni per architetti e installatori.

Riepilogo

Controllo DMX LED Neon Flex è diventata la scelta ideale per i progetti di illuminazione architettonica grazie al suo protocollo standardizzato e all'elevata capacità anti-interferenza.

La tecnologia raggiunge un controllo preciso dell'illuminazione attraverso il protocollo DMX512, supporta la trasmissione del segnale a lunga distanza (fino a centinaia di metri) e la sincronizzazione multi-nodo, e può regolare in modo flessibile la luminosità, il colore e gli effetti dinamici, adatti alla decorazione delle facciate degli edifici, all'illuminazione del paesaggio e ad altri scenari.

Adotta la tecnologia di trasmissione del segnale differenziale per evitare efficacemente le interferenze elettromagnetiche e supporta la funzione di trasmissione breakpoint per migliorare la stabilità del sistema. Le applicazioni pratiche devono prestare attenzione alle impostazioni degli indirizzi e alla pianificazione delle linee, come l'uso dell'editor di indirizzi DMX512 per configurare l'indirizzo delle lampade e delle lanterne e, attraverso il controller (ad esempio, la piattaforma Interact IoT), ottenere una gestione centralizzata e ottimizzare il consumo energetico e l'efficienza della manutenzione.

In combinazione con il controllo intelligente del dimming e della suddivisione in zone, il sistema di luci al neon DMX512 LED può realizzare un controllo preciso e una luminosità uniforme grazie a un design ragionevole, garantendo al contempo un funzionamento affidabile a lungo termine.