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发表于 2010-8-7
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4:电脑灯控制台原理
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电脑灯的控制系统通常由若干台电脑灯和配套的电脑灯控制台组合而成.它们之间通过一根多芯控制缆(XLR)串联连接。连接方式如(图4-1)。% q/ V0 z: p+ e, J6 n: ?2 U
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图 4-1 控制台和电脑灯的关系示意图
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# f% k' G+ c; `; |" p/ E由电脑控制台统一操作,工作人员只需在控制台前编程,来控制所有电脑灯的动作。电脑灯内部装有一至两个单片微处理器(又称单片机).单片身处理器是将CPU和少量RAM、ROM、及I/O口集成在一块硅片上制成的。单片微处理器发出信号.通过驱动电路使机内各个微型步进电机运动,从而带动各个颜色轮、图案片、镜头、反射镜运动,从而产生各种色彩和造型的光束及其在空间的运动。+ q1 t7 U1 d7 A4 j* O! l$ l6 V
5 S7 K" U l7 q电脑灯控制台要让某个电脑灯做某个动作.首先要找到这台电脑灯。控制台要识别出同一路DMX信号中的某一台电脑灯,就必须通过查找地址码来解决。因此,每一台电脑灯在使用前必须设置地址码。' u: N2 n" M* a9 O. j( K
L/ R. H* Z5 ]/ \% D4 b, q" R$ f, c* G由于各个电脑灯生产厂家的不同.512个通道有两种表示.一种是000—51l,一种是001—512。因此电脑灯地址码的设定有从000开始的有从001开始的。电脑灯的地址码是通过电脑灯上的二进制拨码开关。在开关接通(ON)状态下,最左边的一位代表“1”,左数第二位代表“2”,左数第三位代表“4”,左数第四位代表“8”,左数第五位代表“16”等等。; I" P# o! P+ S7 `5 N2 J
G% b( U' Q) e* ~如果使用16通道的电脑灯.第一位是001的电脑灯。第一台电脑灯的地址码是00 1最左边的开关接通,表示“l”;第二台电脑灯的地址码是001+016=017,第一个开关接通,和第5个开关拨通;第三台电脑灯的地址码是左数第6、第1个开关接通,表示32+1=33等等。这样就对每个电脑灯设置了地址码,可以通过控制台进行控制。) I) A. F) ?3 T
5:调光器
; l$ R% v2 l) g5.1数字调光器& |8 c+ a: T% s g: q
从大型变压到触发可控硅组件进行调光,在设备的功能、效益、热量控制甚至体积上都有了长足的进步。早期的硅组件依靠纯硬件进行触发,当时的输入信号只有自控推杆及0~10V模拟。后来DMX512数字信号的成功开发。
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在传统模拟硅的前级加上数字解码器便成为当时的数字调光器,但这并不是全数字调光,真正的全数字调光必须由数字信号输入及三相同步信号输入后,全部功能(调光曲线、最小/最大输出、调整及硅触发输出等)全部由处理器完成。0 `9 \: ]* [, [* `4 R0 l4 |$ q3 \
5.2硅的触发方式
9 |% I- }( x- j5 R- t在早期的调光器产品中,对可控硅组件触发方式为脉冲触发(Pulse Firing),其方法是对可控硅在需要打开的相位角时(调整亮度)发出脉冲使其导通,在220V交流/50Hz的正弦波回归0时自动关闭,而在下一周期时重复动作。当时使用的灯具都是纯电阻性负载或较大功率的,故基本能够满足调光的需要。
; \6 Q+ y; R* T/ [如果要保证在电感性/电磁性抗阻负载中绝对不会引起振荡而让负载闪烁,就必须使用硬触发方式(HardFiring)来处理硅导通。当提供进来的电源经过非感性抗阻负载而产生振荡后,这干扰电源就不可能提供正常电力供应被动组件进行合法并成功的触发。硬触发方式的缺点为制造成本高与产品体积相对较大,在产品设计方面大都是以单路硅或大型硅柜形式出现于市场上。( I1 o; d' x4 D2 d$ R- u
5.3 正弦波调光器' t5 f) |. ~3 O- B4 f, B+ Q# r! f
20世纪60年代以前,舞台上的调光设备从盐水缸至大型功率可变电阻都是以改变交流电源的正弦波来对灯泡负载进行调光。这种形式的缺点在于大量的热能损失和巨大的体积,但优点是不存在干扰噪音。- x8 a! S+ f% O
单向可控硅(SCR)与双向可控硅(TRAIC)的先后发明使调光器在体积上变小,降低了工作温度,可利用低压讯号对调光器进行控制,这就是我们所熟悉的调光器。但这种以触发相切割波形的方式给我们带来了电力系统中的断续电流问题。
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: a! z) }; r" P1 h, o2 ]' `在标准的三相供电系统中,这些谐波能令中线的电流增加至正常的1.4倍。谐波会产生可听噪音,会令电力输送系统的金属导体甚至变电变压器产生高热。9 ]2 F* a: z3 o# U3 X# e
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欧盟国家提倡制定法律规定“调光系统必须要以低水平的谐波泄漏”为原则。另一方面,市场上使用相切割波形调光器的缺点日益明显。越来越多的灯具已不是以往纯电阻性负载。后来的调光器采用以IGBT为功放组件的逆向相切割波形,在技术上取消了笨重的滤波线圈,但原来相切割波形方式的问题还是存在,只是减轻重量而已。$ o4 [5 N( Z" X! q$ U- S
" G7 }, D3 }. D此外,在一些工作电压不能低于某些值的电器上,如镇流器、霓虹灯管、马达等,都可预先设定它们的最低工作电压。然后就像调变压白炽灯泡一样,进行调压。再就是说所有类型的负载皆可通过SST正弦波调光器来加以调光/调压来实现。
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结论
. L+ w2 V: i. c# R8 d/ F现代舞台灯光控制系统设计的方向是网络化数字智能调光。随着国际互联网的迅速普及和专业灯光人员素质的不断提高,技术先进,性能稳定,控制灵活,操作方便,功能齐备,经济耐用的自动化灯光控制系统,将为中国的舞台增光添彩。* z" L' e8 [; [# t# m5 i
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