DMX-управляемый светодиодный неон Flex для архитектурных проектов - техническое руководство

Появляется новое поколение светодиодного архитектурного освещения: Светодиодный неон идеально вписывается в форму здания, потребляет на 85% меньше энергии, чем традиционный неон, а с помощью интеллектуальной системы управления DMX512 можно реализовать 2,56 миллиона цветовых комбинаций в одном здании.

Спиральный световой эффект башни Шанхайского центра и пиксельное световое шоу башни Гуанчжоу подтверждают безграничные возможности цифрового освещения. Еще более примечательна интеграция технологии IOT - система освещения здания Ping An Building в Шэньчжэне может реагировать на данные о концентрации PM2.5 в реальном времени и визуализировать качество городского воздуха с помощью света и тени. Интеллектуальное освещение превращает фасад здания в цифровой холст, который можно запрограммировать на плавное переключение между сценами, например, праздничными торжествами или рекламными кампаниями. Свет в миланском Вертикальном лесу даже имитирует ритмы фотосинтеза деревьев, превращая здание в живой организм.

В дизайне архитектурного освещения светодиодный неон Flex с управлением по DMX меняет эстетику пространства благодаря своей превосходной гибкости и динамической выразительности. Благодаря протоколу DMX512 дизайнеры могут точно регулировать яркость, цвет и динамику каждой полосы, обеспечивая бесконечное творчество - от постепенного дыхания до сложных ритмов. В этом техническом руководстве анализируется архитектура системы освещения DMX, конструктивные моменты и выбор традиционного оборудования. Я надеюсь, что вы прочитаете его, чтобы помочь вам и помочь вашему проекту быстрее реализоваться.

Преимущества протокола DMX512 в интеллектуальном освещении

Протокол DMX512 обеспечивает управление светом по 512 независимым каналам, что позволяет точно управлять многомерными параметрами, такими как цвет, яркость, динамические эффекты и т. д., для удовлетворения жестких требований к сложным световым эффектам на таких сценах, как сцены и фасады зданий.

Его миллисекундная скорость отклика обеспечивает синхронную работу крупных ламп и фонарей, что особенно подходит для интерактивных приложений реального времени, таких как динамическое световое сопровождение и музыкальное сопровождение. Используя архитектуру "ведущий-ведомый" и дифференциальную сигнализацию, он поддерживает до 32 последовательно соединенных устройств и тысячи узлов, обеспечивая превосходную масштабируемость системы.

Стандартизированные интерфейсы и высокая совместимость обеспечивают беспрепятственный доступ к диммерам, контроллерам и различным типам интеллектуальных ламп, а характеристики физического уровня RS485, защищающие от помех, позволяют поддерживать стабильную передачу данных в сложной электромагнитной обстановке проекта.

Эти технические характеристики делают DMX предпочтительным решением для управления в области масштабных представлений, тематических ландшафтов, фасадов зданий и другого профессионального освещения.

Зачем использовать светодиодный неон для архитектурного освещения?

Использование Светодиодные гибкие неоновые ленты для архитектурного освещения имеет множество преимуществ. Прежде всего, его супергибкость позволяет приспосабливать сложные изогнутые поверхности или фигурные конструкции, легко реализовывать контуры зданий, декорировать фасады, обрамлять купола и другие творческие проекты, придавая световому искусству большую выразительность.

Неоновая световая лента имеет модульную конструкцию, которая может свободно разрезаться и сращиваться, чтобы соответствовать различным размерам сценариев установки, что значительно снижает сложность строительства.

Во-вторых, светодиодный источник света имеет высокую светоотдачу и низкие характеристики энергопотребления, с интеллектуальной системой диммирования, энергоэффективность по сравнению с традиционным освещением повышается более чем на 50%, а низкое тепловыделение, снижает тепловую нагрузку здания.

В-третьих, он поддерживает полноцветное смешивание света RGB и динамическое программирование, а также обеспечивает градиент цвета, бегущие огни, музыкальное сопровождение и другие эффекты через DMX или беспроводные протоколы, что повышает интерактивность и технологичность ночной архитектурной сцены.

Кроме того, внешний слой гибкой ленты покрыт силиконовой или эпоксидной смолой, имеет степень водонепроницаемости до IP67 или выше, сильную погодоустойчивость, адаптируемость к перепадам температуры на улице, дождю и ультрафиолету, а также срок службы до 50 000 часов, что значительно снижает затраты на обслуживание. Характеристики низковольтного питания (12/24 В) также повышают электробезопасность, что делает его предпочтительным решением для современных проектов архитектурного освещения.

Что такое система DMX512?

DMX512 (Digital Multiplex 512) - это стандарт цифрового протокола управления, широко используемый в области сценического освещения, архитектурного освещения и т.д. Он реализует точное управление светильниками с помощью оцифрованных сигналов. Его основной принцип заключается в передаче команд управления по последовательному каналу связи, а каждый канал DMX-сигнала состоит из главного контроллера (например, пульта диммера) и нескольких ведомых устройств (светильников, диммеров и т.д.). Система основана на стандарте физического уровня RS-485, использует технологию дифференциальной передачи сигнала, имеет сильную защиту от помех и максимальное расстояние передачи до 1200 метров (требуется расширение ретранслятора).

Каждый кадр данных DMX содержит 512 независимых каналов управления; каждый канал соответствует 8-битным данным (диапазон значений 0-255), которые позволяют регулировать яркость, цвет, трек движения и другие параметры ламп. Например, светодиодный светильник RGB обычно занимает 3 канала (по 1 каналу для красного, зеленого и синего цветов) и может получать соответствующие команды после установки номера начального канала с помощью адресного кодера. Контроллер отправляет пакеты данных циклически с максимальной скоростью 250 кбит/с, обновляясь примерно 44 раза в секунду, чтобы обеспечить синхронизацию изменений освещения в реальном времени. Система поддерживает цепочечную последовательную структуру; одна линия может управлять до 32 устройств, а с помощью сплиттера может быть расширена до тысяч узлов для удовлетворения потребностей крупномасштабных проектов освещения.

Состав системы DMX512 в основном включает в себя следующие части:

Консоль DMX: основное устройство, передающее сигналы управления (например, пульт управления освещением или программное обеспечение).

Приемник DMX: модуль декодирования в светильнике или другом оборудовании, принимающий и выполняющий команды.

Кабель DMX: Специализированный экранированный кабель на основе витой пары, с 5-контактным или 3-контактным разъемом XLR.

Терминирующий резистор: Резистор (обычно 120 Ом) устанавливается в конце сигнальной цепи для предотвращения помех при отражении сигнала.

Каковы особенности неоновой ленты DMX512?

• Неоновая лента DMX Pixel состоит из нескольких светодиодных шариков (пикселей) с независимым управлением. Каждый пиксель может быть индивидуально настроен по цвету (например, RGB/RGBW) и яркости для формирования динамических узоров или градиентных эффектов. Каждый светодиод может быть запрограммирован независимо для достижения тонких анимационных эффектов (например, бегущая вода, мигание, затухание).
• По сравнению с традиционными неоновыми лампами, они более энергоэффективны, долговечны и поддерживают программирование.
• Светодиодная неоновая лента, обернутая гибкими материалами (например, силиконом, ПВХ), может свободно изгибаться и разрезаться, чтобы адаптироваться к условиям установки сложных форм (например, изогнутых поверхностей, криволинейных конструкций).
• Передача данных на большие расстояния (до 1200 метров), высокая совместимость, возможность одновременного управления несколькими устройствами.
• Поддерживает высокое разрешение дисплея, подходит для работы с текстом, узорами и движущимися изображениями.
• Посылайте команды через DMX-контроллер, который может быть синхронизирован с другим сценическим световым оборудованием, таким как светильники с движущимися головами, лазерные светильники и т.д., для создания единого эффекта.
• Поддерживает расширение до нескольких вселенных для удовлетворения потребностей крупномасштабных инсталляций (например, фасад здания, большая сцена).
• Высокий класс водонепроницаемости, не боящийся суровых внешних условий, обычно до IP65 или IP67, подходит для внутреннего и наружного использования.
• Разрезаемая конструкция: регулируйте длину по мере необходимости, снижая сложность установки.

Как DMX512 управляет светодиодной неоновой лентой?

Контроллер DMX512 посылает команды системе светодиодной неоновой ленты через цифровые сигналы (следуя стандарту RS-485); сигнал анализируется декодером и затем соответствует данным канала RGB каждого пикселя светодиода в соответствии с заданным адресом для независимой регулировки яркости (0-255 уровней) и цвета. С помощью программирования предустановленных сцен или управления в реальном времени можно добиться динамических градиентов, синхронизированного мигания и других эффектов, применимых к сцене, зданию и другим сценам, чтобы обеспечить совместную работу нескольких устройств и защиту от помех, конкретные соединения управления соответствуют следующей схеме.

Схема подключения системы DMX512:

Выбор устройства управления DMX512

I. Мастер DMX512

Мастера DMX512 выводят сигнал международного стандарта DMX512/1990 на декодеры DMX512 для управления тусклым одноцветным, двухцветным CCT, RGB, RGBW и RGB+CCT светодиодным освещением. Два наиболее часто используемых из них следующие:

1. Сенсорный контроллер DMX512: Поддерживает выход DMX512, имеет встроенные функции диммирования, регулировки цветовой температуры, управления RGB/RGBW, возможность управления зонами (до 4 зон), а также интегрирует несколько динамических режимов (таких как градиент и скачок). Его конструкция с 86-ю монтажными отверстиями подходит для коммерческих и домашних сценариев.

2. Контроллер DMX512r: Контроллер DMX512 - это основное устройство, используемое для централизованного регулирования и управления сценическим освещением и оборудованием для создания архитектурных световых спецэффектов. Он передает инструкции с помощью цифровых сигналов на основе протокола DMX512. Он может управлять несколькими устройствами (например, лампами и моторами) одновременно, точно настраивать такие параметры, как яркость, цвет и динамические эффекты, а также определять соответствующие канальные данные для каждого устройства с помощью независимого адреса. Поддержка программирования предустановленных сцен или управления в реальном времени для достижения синхронизации и автоматизации изменения освещения.

K-1000C и K-8000C подходят для автономного управления. Они могут использоваться как в одном устройстве, так и в нескольких каскадах для управления большим количеством светодиодных пикселей.

a. Если основная лампа имеет менее 80 000 пикселей, рекомендуется использовать пиксельный контроллер K-1000C DMX.
b. Если основная лампа имеет от 8 000 до 20 000 пикселей, рекомендуется использовать пиксельный контроллер K-8000C DMX LED.

II. Декодер DMX-SPI

Преобразуйте сигнал DMX512 в протокол, распознаваемый светодиодными лентами (например, SPI). Например, используются микросхемы TM1803 и UCS512, каждая из которых соответствует управлению RGB-каналом одного или нескольких светодиодных пикселей.

Каждому светодиодному пикселю необходимо присвоить независимый адресный код, а точечное управление осуществляется через сопоставление каналов (например, RGB-пиксели занимают три DMX-канала).

Он может управляться с помощью пульта DMX, и вы можете подключить несколько DMX-декодеров для увеличения выходной мощности и достижения всех функций. Различные режимы изменения. Кроме того, DMX-декодер можно использовать в качестве синхронизатора. Контроллер отдельно управляет светодиодом для достижения эффекта синхронизации.

III. Усилитель сигнала DMX DA для водонепроницаемых светодиодных неоновых лент

Он используется для увеличения расстояния передачи сигналов DMX, поддерживая 1 вход и несколько выходов. Он повышает стабильность сигнала благодаря технологии фотоэлектрической изоляции и подходит для работы на больших расстояниях или в сложных электромагнитных условиях.

Как настроить блок питания?

Система светодиодной неоновой ленты DMX512 обычно состоит из нескольких световых сегментов, которым необходимо резервировать запас в зависимости от общей мощности нагрузки и динамических изменений.

1. Расчет общей мощности нагрузки: P общая = ∑ (мощность одной секции освещения × количество)

Мощность одной световой секции: DMX512 LED неоновая лента мощность на метр или на раздел (например, 5 Вт / м).

Пример: Имеется 10 отрезков световой ленты, каждый отрезок по 3 метра, мощность на метр составляет 8 Вт. Итого = 10 × 3 × 8 = 240 Вт

2. Расчет номинальной мощности источника питания: мощность = P общая × (1 + коэффициент безопасности) ÷ КПД + P (DMX-контроллер)

Коэффициент безопасности: Рекомендуется принимать 0,2~0,3 (система DMX может иметь частые колебания яркости и тока).

Энергоэффективность: обычно 85%~95% (импульсный источник питания более эффективен).

Потребляемая мощность DMX-контроллера: обычно 5~20 Вт (необходимо обратиться к конкретной модели).

Пример:

Суммарная нагрузка 240 Вт, коэффициент безопасности 0,3, КПД блока питания 90%, потребляемая мощность контроллера 15 Вт:

Мощность = 240X1.3÷0.9+15≈303+15=362 Вт

Следует выбрать источник питания мощностью ≥ 360 Вт.

Фирменные блоки питания (например, серия Mean Well XLG) рекомендуется для минимизации помех сигнала и проблем с падением напряжения. Обеспечьте стабильное напряжение (обычно DC12V или 24V), соответствующее мощности световой полосы (например, 12W/m@RGB).

Что такое падение напряжения?

Проще говоря, падение напряжения это потеря энергии, которая происходит при протекании напряжения в цепи, когда ток проходит через светодиодный светильник. Этот процесс похож на течение воды по узкой трубе; скорость воды будет обусловлена трением, что приведет к определенной потере энергии. Для светодиодных ламп и фонарей падение напряжения приведет к недостаточной выходной мощности, что повлияет на световую отдачу и срок службы ламп и фонарей.

Проблема падения напряжения на светодиодной ленте возникает, когда светодиодная лента подключается к источнику питания, из-за длины цепи и небольшого тока, вызванного потерей напряжения, в результате чего яркость светодиодной ленты становится недостаточной или неравномерной. Эта проблема является очень сложной для пользователей, которые уже давно используют светодиодные ленты, поэтому они должны искать решение!

Причины падения напряжения на светодиодной ленте:

• Меньший токТок светодиодных лент обычно невелик и составляет от 0,02 до 0,03 А. В результате потеря напряжения происходит даже в коротких линиях и более выражена в длинных.

• Длина линии: Вообще говоря, чем больше длина линии между драйвером и лентой светодиодных лент, тем очевиднее проблема падения напряжения.

• Вопросы качества: Качество светодиодной ленты также может повлиять на проблемы с падением напряжения. Некоторые низкокачественные светодиодные ленты могут иметь проблемы с падением напряжения из-за чрезмерного или недостаточного внутреннего сопротивления, которое может увеличить сопротивление линии.

Как выбрать провода для установки светодиодной неоновой ленты?

DMX512 система низковольтного питания (12V/24V DC), ток линии большой, проблема падения напряжения особенно заметна, и вам нужно убедиться, что конечное напряжение стабильно.

Для того чтобы обеспечить постоянство яркости свечения до и после ламповых бусин и избежать влияния падения напряжения на световую ленту, обычно используют следующие методы:

● Увеличение диаметра провода: уменьшение сопротивления линии (обычный диаметр провода: 1,5 мм², 2,5 мм²).

● Сегментированный источник питания: При прокладке проводов на большие расстояния разделите источник питания на несколько цепей.

● Повысьте напряжение питания: если падение напряжения на конце слишком велико, используйте источник питания с немного более высоким напряжением (например, создайте систему на 24 В вместо 12 В).

Чтобы правильно справиться с падением напряжения, но и не полагаться на проводник, увеличивая диаметр провода, необходимо учитывать повышенную стоимость и рациональность проводки. Мы можем правильно выбрать следующие шаги, чтобы в дальнейшем компенсировать проблему падения напряжения.

Шаг 1. Рассчитайте ток ответвителя

Система DMX обычно разделена на несколько цепей управления, которые должны быть рассчитаны индивидуально для каждой цепи нагрузки:

I single = P single / V work

Пример: одиночная нагрузка из 3 секций ленты (3м × 8 Вт/м × 3 секции = 72 Вт), рабочее напряжение 24 В.

I одной цепи = 72/24 = 3,0A

Шаг 2: Рассчитайте падение напряжения

R=ρ×(2L/A)

ΔU=I одноконтурная линия×R линия

Ключевые параметры:

ρ: удельное сопротивление медной проволоки, принимаемое равным 0,0172 Ω-мм²/м.

L: расстояние в одну сторону от источника питания до конца (единица измерения: метр).

A: площадь поперечного сечения провода (единицы измерения: мм²).

2L: Общая длина текущего пути туда и обратно равна 2L.

Пример:

Ток в одной цепи 3A, длина линии в одну сторону 15 метров, используется медный провод сечением 1,5 мм²:

R = 0,0172 x (2 x 15/1,5) = 0,344 Ω

Падение напряжения: ΔU=3AX0.344Ω≈1.032VV

Конечное напряжение: 24V-1.032V=22.97V (падение напряжения 4.29%, в соответствии с требованиями ≤5%).

Допустимое падение напряжения: обычно требуется, чтобы оно не превышало 5%-10% от рабочего напряжения (падение напряжения в системе 12В ≤ 0,6-1,2В, в системе 24В ≤ 1,2-2,4В).

Меры предосторожности:

1. Разделение сигнала и питания: Рекомендуется использовать независимый источник питания. DMX-контроллер и светодиодная лента рекомендуется использовать независимый источник питания, чтобы избежать помех.

2. Экранированный провод: Сигнальная линия DMX должна использовать витой экранированный провод (например, CAT5e) и находиться на расстоянии более 30 см от линии электропередачи.

3. Стратегия раздельного питания: При установке на больших расстояниях устанавливайте точки питания через каждые 20-30 метров, чтобы уменьшить падение напряжения в одной цепи.

4. Синхронизация питания: При параллельном подключении нескольких источников питания обеспечьте общую землю или используйте модуль синхронизации, чтобы избежать влияния разности потенциалов на сигналы DMX.

5. Измерение конечного напряжения: С помощью мультиметра убедитесь, что конечное напряжение составляет ≥90% от номинального напряжения.

6. Проверка стабильности сигнала: Проверьте, не мерцает ли сигнал DMX и не теряет ли он пакеты из-за помех в электросети.

7. Тест на повышение температуры: После 1 часа работы с полной нагрузкой температура поверхности источника питания должна составлять ≤60℃.

Для установки на улице, пожалуйста, обратитесь к этому посту: Наружные решения для монтажа светодиодного неона Flex для архитекторов и монтажников.

Краткое содержание

DMX-управляемый LED Neon Flex стал идеальным выбором для проектов архитектурного освещения благодаря стандартизированному протоколу и высокой помехозащищенности.

Технология обеспечивает точное управление освещением по протоколу DMX512, поддерживает передачу сигнала на большие расстояния (до сотен метров) и синхронизацию нескольких узлов, позволяет гибко регулировать яркость, цвет и динамические эффекты, что подходит для украшения фасадов зданий, ландшафтного освещения и других сценариев.

В нем используется технология дифференциальной передачи сигнала, позволяющая эффективно избегать электромагнитных помех, и поддерживается функция передачи по точкам останова для повышения стабильности системы. В практических приложениях необходимо уделять внимание настройке адресов и планированию линий, например, использовать редактор адресов DMX512 для настройки адресов ламп и фонарей и с помощью контроллера (например, платформы Interact IoT) осуществлять централизованное управление и оптимизировать энергопотребление и эффективность обслуживания.

В сочетании с интеллектуальным управлением диммированием и зонированием, система DMX512 LED неоновой подсветки может реализовать точное управление и равномерную яркость благодаря разумному дизайну, обеспечивая при этом долгосрочную надежную работу.