Cos'è un riflettore

Tra gli apparecchi d'illuminazione, una nicchia specifica sono i proiettori, dal latino projectus "diretto o gettato in avanti" - dispositivi che concentrano i raggi di luce in una certa direzione per mezzo di un riflettore conico o parabolico. L'idea si riflette per la prima volta nei disegni di Leonardo da Vinci, e in Russia fu messa in pratica da Ivan Kulibin sotto Caterina la Grande nel IX secolo. Ha ideato un telegrafo ottico utilizzando un sistema di specchi che ridistribuiva la luce delle comuni candele di cera in un fascio direzionale.

Con poche candele Kulibin illuminò la riva opposta del fiume Neva a San Pietroburgo e deliziò la comunità scientifica dell'epoca.

L'invenzione fu usata come semaforo nella marina e nelle comunicazioni terrestri, e lui la usò per illuminare i passaggi bui del palazzo Tsarskoye Selo. Il soggetto è stato ulteriormente sviluppato in direzione militare con fonti di luce elettrica, e lo schema del riflettore è stato utilizzato praticamente in tutti gli apparecchi di illuminazione in cui era richiesto un fascio di luce concentrato.

Un faro di difesa aerea della prima guerra mondiale. Già allora, alcuni esempi arrivavano fino a 12 chilometri.

Per aumentare la portata, il diametro del riflettore parabolico doveva essere aumentato e alcuni tipi di proiettori avevano un diametro di 2 metri. Più tardi, al posto del vetro di protezione furono installate delle lenti di messa a fuoco. Anche se una parte dello spettro utile della luminescenza si perde nella lente, questa soluzione ha permesso di risparmiare sulla superficie riflettente e di produrre dispositivi compatti fino a quelli portatili.

Caratteristiche dei proiettori

In base al compito assegnato al dispositivo, i produttori di tecnologie di illuminazione realizzano prodotti con determinate proprietà, che non sono tanto legate al design del dispositivo, ma direttamente alla luce emessa da esso, cioè:

• potenza - è il consumo di potenza di una fonte di luce, espresso in watt (W). Più alto è il wattaggio, più luminoso e lontano arriva la lampada. Tuttavia, diversi tipi con lo stesso rendimento hanno un'efficienza energetica diversa - il rapporto tra il consumo di energia e l'efficacia luminosa;
• flusso luminoso - è la caratteristica principale che determina l'efficienza di una fonte di luce, espressa in lumen (Lm). Tuttavia, l'efficienza finale di un faretto, tenendo conto di tutte le perdite ottiche, si misura in lux con un luxmetro;
• Angolo di diffusione - a seconda del design e del diametro del riflettore, l'angolo di divergenza del cono di luce da 6 a 160 °. Più piccolo è l'angolo, più lontano brillerà il dispositivo, ma l'abbagliamento laterale sarà minimo. Al contrario, più alto è l'angolo, più ampia è l'area coperta dalla luce spot con una distanza minima;
• temperatura della luce - Tinta dell'oggetto illuminato, misurata in Kelvin (K). Varia dal rosso al bianco. La temperatura determina l'indice di resa dei colori, un parametro che determina quanto naturalmente la tavolozza dei colori è percepita dall'occhio umano. Il migliore indice di resa del colore si trova nell'indice di resa del colore neutro 3500-4500 K.

La luce calda è più debole ma penetra meglio la nebbia, la neve e la pioggia. In buona visibilità, l'ombra più fredda copre una distanza maggiore, anche se i colori e i contorni degli oggetti possono fondersi in un unico punto.

I riflettori hanno alcune caratteristiche di progettazione a seconda delle condizioni d'uso previste:

• Fonte di alimentazione - la maggior parte delle unità sono alimentate direttamente dalla rete 220 V, ma alcuni tipi di lampade richiedono un reattore o driver. In genere, questi elementi del circuito sono inclusi nel progetto dell'unità inizialmente o collegati esternamente. Ci sono anche faretti autonomi alimentati da batterie, generatori a benzina o diesel;
  Driver LED
• classe di protezione - Una caratteristica che determina i fattori e le condizioni ambientali in cui l'involucro dell'unità garantisce un funzionamento stabile del sistema. Secondo la classificazione internazionale, l'IP si misura in numeri relativi al grado di protezione contro il particolato e l'umidità.

Tipi di riflettori

La principale differenza di design riguarda la fonte di luce. Le prime lanterne elettriche relativamente efficienti erano dotate di lampade ad arco Edison o Ilyich con filamenti di carbonio, platino, tungsteno. Anche se il filamento di platino ha mostrato la più lunga durata di vita e l'emissione di luce, è stato sostituito dal più economico tungsteno a causa della convenienza economica. Successivamente le lampade si sono evolute verso una maggiore efficienza, una maggiore durata, compattezza e una produzione più economica.

Alogeno

La prima modifica delle lampadine a incandescenza fu un bulbo di vetro di quarzo riempito di gas inerti e alogeni di iodio. In un ambiente inerte, il filamento non si brucia così intensamente, il che ha permesso di aumentare la tensione e la potenza luminosa. Per i proiettori, il tipo più comune è la lampada alogena lineare con una base R7s a due lati

Per i riflettori rotondi ci sono lampade più piccole con basi a perno G

Efficienza energetica di lampade alogene Le lampade alogene hanno una media di 22lm/Watt rispetto ai 15lm/Watt delle lampadine Ilich. Anche la loro vita utile è aumentata di almeno 1,5 volte. Un trasformatore è necessario per l'alimentazione, ma ci sono tipi progettati per il collegamento diretto alla rete 220V.

Alogenuro metallico.

Si tratta di fiaschi di vetro a doppio pannello, quello interno contiene sotto alta pressione vari alogenuri metallici - gas capaci di brillare se attivati elettricamente. Non c'è nessun conduttore o filamento nella costruzione. Il tipo di lampada più comune ha una base a vite E27 o E40, ma l'illuminazione da studio e da palcoscenico a volte usa basi a spillo a uno o due lati.

Gli MGL offrono un'alta resa dei colori, una durata di vita fino a 20.000 ore e un'efficienza energetica di 85 Lm/W. Per avviare l'unità è necessario uno starter, una zavorra, che, tra l'altro, mantiene la stabilità durante le fluttuazioni dell'alimentazione di rete. Le lampade non hanno bisogno di essere preriscaldate e possono essere avviate a temperature fino a -40°C, consentendone l'utilizzo alle latitudini settentrionali.

Lampade a vapore di sodio (DNaT)

Non differiscono molto nella costruzione dalle lampade ad alogenuri metallici. Al bulbo interno vengono aggiunti dei sali di sodio che, una volta evaporati, danno un forte flusso di energia luminosa nello spettro giallo e rosso. Le lampade ad alta pressione hanno un'efficienza energetica di circa 130 Lm/Watt e le lampade a bassa pressione fino a 180 Lm/Watt. Lo spettro luminoso monocromatico distorce la resa dei colori, ma è il più vicino possibile alla luce solare nelle gamme richieste per la fotosintesi delle piante. Sono questi tipi di faretti che sono più spesso installati nelle serre.

I tipi di lampada standard hanno una base a vite, ma ci sono varietà con base a perno disponibili.

Per simulare la luce del giorno e migliorare la resa dei colori, ci sono esempi con vetro colorato bianco.

In condizioni di gelo sotto i 35°C i vapori salini brillano meno intensamente. Gli apparecchi sono molto sensibili alle fluttuazioni di potenza nella rete e quindi richiedono starter. La vita utile varia tra 13000-15000 ore con un successivo calo del flusso luminoso.

Proiettori a infrarossi

A differenza di altri dispositivi di illuminazione, le luci IR emettono solo luce infrarossa che è invisibile all'occhio umano a 800 nanometri. In combinazione con telecamere progettate per funzionare in queste gamme, rappresentano un sistema di sorveglianza notturna nascosta.

Registrazione video notturna.

La telecamera riprende solo la luce riflessa dagli illuminatori a infrarossi in bianco e nero, e il resto della scena appare non illuminato. Queste unità usano lo scarico di gas o LED Le lampade con uno spettro luminoso definito sono utilizzate come fonte di luce per queste unità.

Informazioni! Ci sono rare anomalie nello sviluppo dell'occhio umano che rendono i raggi IR parzialmente visibili.

LED

si sono diffusi negli ultimi 20 anni grazie alla loro compattezza, al basso costo e all'efficienza energetica nella gamma da 70 a 130 Lm/Watt. Ci sono due tipi di lampadine a LED utilizzate nei faretti:

1. COB - Cristalli strettamente distanziati e riempiti di fosforo. Produce un'emissione di luce uniforme, ma è molto caldo e quindi richiede un enorme dissipatore di calore o un raffreddamento forzato.
2. SMD - Matrici con un insieme di elementi LED dello stesso wattaggio.

Hanno una variazione maggiore, ma grazie allo spazio tra gli elementi hanno una migliore dissipazione del calore. Quando sono collegati in serie, se un LED si brucia, l'intera scheda si guasta. В parallelo Le lampadine rimanenti subiscono il pieno carico che accelera la loro usura.

Dopo frequenti surriscaldamenti gli elementi LED, se non si bruciano, cedono fino al 30% di slump. Per questo motivo, i produttori prestano più attenzione alle matrici SMD che non sono così esigenti per la dissipazione del calore. I LED americani Cree, giapponesi Nichia o tedeschi Osram producono una media di 100 lm/W e hanno una durata fino a 50.000 ore.

Design a riflettori

Tradizionalmente la costruzione consiste nei seguenti elementi:

• alloggio - alloggiamento in plastica o in metallo. La soluzione migliore è che l'intero involucro sia in alluminio: leggero, resistente alla corrosione e con sufficiente conducibilità termica. La parte posteriore è dotata di un radiatore metallico;
• riflettore - riflettore fatto di metallo lucido o foglio di plastica che agisce come uno specchio per focalizzare il fascio;
• vetro protettivo - A volte in policarbonato resistente al calore. Nei modelli con un ampio angolo di diffusione, è ondulato per una migliore distribuzione del punto luminoso. Alcuni modelli hanno una lente di focalizzazione al posto del vetro;
• fonte di luce;
• alimentazione elettrica - rappresentato da un trasformatore, un driver o un'induttanza a seconda del tipo di lampada. Può non essere presente quando si opera direttamente da una rete di 220 V o può essere cablato esternamente.

Una nicchia separata è occupata da dispositivi completamente autonomi con un pannello solare e una batteria. Alcuni modelli sono dotati di sensori di luce e di movimento per attivarsi automaticamente di notte o quando un oggetto in movimento entra nel campo visivo del sensore.

Sistema autonomo con sensore di movimento.

A seconda della loro funzione, i dispositivi possono essere montati in diversi modi:

1. Su una console.
2. Supporto.
3. Treppiede.
4. Sospensione.
5. Picco di terra.
6. Versione portatile.
7. Modulo girevole.

Ambito di applicazione

I riflettori sono onnipresenti in tutti i settori della vita in cui è necessario illuminare grandi aree o lunghe distanze.

Via, illuminazione del parco.

Sport, shopping, strutture per il divertimento.

Illuminazione decorativa di monumenti e costruzioni architettoniche.

Illuminazione del teatro.

Sicurezza degli oggetti.. Il più delle volte si tratta di dispositivi fissati su pali o su moduli girevoli.

Ricerca e salvataggio e attività militari. A questo scopo, i veicoli terrestri, gli aerei e le navi sono dotati di proiettori a lungo raggio con un cono di luce stretto di meno di 30°.

Industria cinematografica. Fotografia.

Illuminazione di aree di lavoro, cantieri. In aree remote, si usano complessi con generatore o batterie ad alta capacità.

Imitazione della luce solare per la crescita delle piante nelle serre. serre. I tipi più comuni di lampade utilizzate per questo scopo sono DNAT e LED.

illuminazione di aree comuniIngressi e aree di lavoro.

Illuminazione della facciata Apparecchio con ampio angolo di dispersione e alto indice di resa dei colori.

Sistemi di segnali nella navigazione. Presentato dai fari costieri e dai semafori sulle navi.