Moving Head-Scheinwerfer werden häufig auf Bühnen und öffentlichen Plätzen eingesetzt und spielen eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung der Beleuchtungstechnologie. Professionelle Moving Heads vereinen Elektronik, Mechanik und Optik und sind somit Hightech-Produkte. Qualifizierte professionelle Moving Heads müssen stabil und zuverlässig sein, eine hervorragende Lichtausbeute, präzise Positionierung und gute Wärmeableitung bieten. Struktur und Materialien müssen ergonomischen Anforderungen entsprechen.
Klassifizierung von Professional Moving Head-Scheinwerfer
Professionelle Moving Heads werden nach Leistungsaufnahme in Typen wie 250 W, 575 W, 1200 W und 350 W eingeteilt, wobei 1200 W der am häufigsten in professionellen Veranstaltungsorten verwendete Typ ist. Dieser Artikel analysiert die strukturellen Prinzipien des 350-W-Moving Heads. Zusammengefasst besteht ein Moving Head aus drei Hauptsystemen: optisch, mechanisch und elektrisch mit Programmsteuerung. Diese Systeme sind miteinander verbunden und arbeiten zusammen, um die Anforderungen an Licht, Farbe, Geschwindigkeit, Richtung, Effekte, Wärmeableitung, Geräuschentwicklung und Positionierung zu erfüllen.
Optisches System
Das Hauptziel bei der Entwicklung optischer Systeme ist die optimale Ausnutzung des Lichtstroms der Lichtquelle. Wichtige Indikatoren sind Lichtintensität, Gleichmäßigkeit, Sättigung und Punktgröße. Zwei Hauptfaktoren beeinflussen diese Indikatoren: die Lichtquelle sowie die Struktur und Materialauswahl des optischen Systems. Derzeit werden OSRAM- oder PHILIPS-350-W-Kurzbogen-Halogen-Metalldampflampen mit zwei Sockeln von Herstellern und Anwendern weltweit empfohlen. Diese Lampen sind kompakt, hell, haben eine hohe Farbtemperatur und eine gute Farbwiedergabe und können beim Dimmen eine relativ stabile Farbtemperatur beibehalten. Allerdings können sie Probleme mit der Schichtung von Füllstoffen haben, wodurch Farbstreifen im Lichtbogenbild oder Schatten in der Lichtbogenröhre entstehen, die durch optisches Design minimiert werden müssen. Parabolspiegel können für gleichmäßig gemischte Lichtstrahlen verwendet werden, während Spiegel mit Schuppen oder Oberflächentexturen für divergierende oder schmale Strahlen geeignet sind. Reflektorsysteme aus Spiegelmaterialien werden Refraktorsystemen vorgezogen. Wenn mehrere Strahlen von einer einzigen Lichtquelle benötigt werden, können Prismen- oder Linsenkombinationen verwendet werden. Derzeit verwenden 350-W-Moving-Head-Leuchten in ihrem optischen Design Linsenkombinationen, die aus asphärischen (parabolischen) Quarzlinsen bestehen.
Mechanisches System
Das mechanische System umfasst eine Vielzahl von Aspekten, darunter Materialien, Struktur, mechanische Leistung, Gehäuseanforderungen und Wärmeableitung. Die wichtigsten Kriterien bei der Auswahl der Lampenmaterialien sind Funktionalität, Herstellbarkeit und Kosteneffizienz. International und national werden für 350-W-Moving-Head-Leuchten hauptsächlich Stahl, Kunststoff und Aluminiumlegierungen verwendet. Das Strukturmodell besteht aus verschiedenen Materialien für verschiedene Teile, wie Kunststoff für das Lampengehäuse und Aluminiumlegierungsgussteilen, Stanzteilen oder Drehteilen für den Tragrahmen, den Sockel, die Seitenwände und die Endplatten.
Die Struktur der Lampe bestimmt ihre mechanische Leistung, Wärmeableitung, Festigkeit, Geräuschentwicklung und ihr Gewicht. Sowohl internationale als auch inländische 350-W-Moving-Head-Leuchten verwenden Doppelarm-Tragstrukturen, wobei sich der Lampenkörper horizontal um bis zu 540° und vertikal um bis zu 255° drehen lässt. Der Sockel muss verstärkt sein, um den Anforderungen für hängende und umgekehrte Installation gerecht zu werden.Die mechanische Leistung des Lampenkörpers hängt hauptsächlich von der mechanischen Festigkeit seiner Komponenten ab. Diese gewährleistet, dass es im Dauerbetrieb nicht zu Verformungen, Verschleiß, Korrosion, Vibrationen oder Druck kommt. Das Gehäuse muss strenge Anforderungen an Wasser-, Staub-, Antistatik- und Feuchtigkeitsbeständigkeit erfüllen und verfügt über unterschiedliche Schutzstufen für den Innen- (typischerweise IP20) und Außenbereich (typischerweise IP44).
Elektrische und Programmsteuerung
- Elektrische Eigenschaften und Schaltungsdesign
Derzeit verwenden die meisten professionellen 350-W-Moving-Head-Scheinwerfer Edelgas-Entladungslampen. Ihr Start und stabiler Betrieb hängen vom Schaltungsdesign, der Stromversorgung und Komponenten wie Vorschaltgeräten ab. Edelgas-Entladungslampen benötigen nach dem Start keine Stabilisierungszeit. Um die Stabilität zu gewährleisten, muss die Differenz zwischen der Erhaltungsspannung des Schaltkreises und der Momentanspannung der Lampe während des gesamten Wechselstromzyklus ausreichend groß sein.
Das Einschalten, die Stabilität, das Herunterfahren und der Neustart der Lichtquelle sollten entsprechend ihren Eigenschaften ausgelegt sein. Die Einschaltspannung von Edelgas-Entladungslampen ist sehr hoch, sodass Transformatoren, Starter oder Halbresonanzkreise erforderlich sind, um die sofortige Einschaltspannung zu erhöhen. Die Stabilität der Lichtquelle nach dem Einschalten hängt von der Abstimmung der Vorschaltgerät- und Schaltungsparameter ab. Vorschaltgeräte verhindern ein Durchgehen des Stroms und stellen sicher, dass die Lichtquelle innerhalb ihrer normalen elektrischen Eigenschaften arbeitet. Zwei Arten von Vorschaltgeräten werden üblicherweise verwendet: induktive und elektronische. Induktive Vorschaltgeräte sind stabil, aber schwer, sodass der Lampenkörper und die Handhabung stabiler sein müssen. Elektronische Vorschaltgeräte sind leichter und einfacher zu handhaben, verursachen aber höhere Konstruktions- und Wartungskosten.
Herkömmliche Schaltungsdesigns erschweren bei der Wiederzündung die sofortige Wiederinbetriebnahme der Lichtquelle, da hohe Temperaturen einen Dampfdruckwiderstand in der Lampe bilden. Der Gasdruck muss auf Kaltgaswerte reduziert werden, bevor eine Wiederzündung erfolgen kann. Derzeit verwenden sowohl internationale als auch inländische Hersteller hierfür herkömmliche Schaltungsdesigns.
- Programmsteuerung
Derzeit wird für die Programmierung von Moving Heads im In- und Ausland üblicherweise das DMX-Datenformat verwendet. Die DMX512-Datenflussgeschwindigkeit beträgt 250 K, wobei jedes Bit 4 Mikrosekunden lang ist. Das DMX-Datenformat umfasst: IDLE (kein DMX-Signal), BREAK (88 Mikrosekunden Low-Level-Signal), MARK AFTER BREAK (8 Mikrosekunden High-Level oder 2 Impulse), START CODE (11 Impulse oder 44 Mikrosekunden), MARK TIME BETWEEN FRAMES (0-1 Sekunde High-Level), CHANNEL DATA (1-512 oder weniger) und MARK TIME BETWEEN PACKETS (High-Level nach Datenübertragung).
Die Auswirkungen von Moving Head-Scheinwerfer werden durch verschiedene Gobo-Muster, Farbwechsel, Betrachtungswinkel, horizontale und vertikale Abstrahlwinkel, Geschwindigkeitsvariationen, Stroboskopeffekte, Änderungen der Blendengröße und Fokusanpassungen erreicht. Diese Eigenschaften werden durch Schrittmotoren gesteuert, deren elektrische Betriebsparameter definiert und programmiert sind, um die bewegliches Kopflicht.
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