揭秘电脑摇头灯内部构造及工作原理(图)

电脑摇头灯是集电子、机械、光学为一体的高科技产品。合格的电脑摇头灯，必须稳定可靠、光效优良、定位准确、散热良好，灯体及材料结构符合人机工程要求。本文重点对1200W摇头灯的构造原理进行剖析。

【慧聪音响灯光网】电脑摇头灯是集电子、机械、光学为一体的高科技产品。合格的电脑摇头灯，必须稳定可靠、光效优良、定位准确、散热良好，灯体及材料结构符合人机工程要求。

电脑摇头灯从使用功率大小可分为250W、575W、1200W等品种。其中1200W为专业演出场所的主要灯型。本文重点对1200W摇头灯的构造原理进行剖析。概括地说，摇头电脑灯是由光学、机械、电气及程序控制三大系统组成。三大系统相互关联、有机组合，满足光、色彩、速度、方向、效果、散热、噪声、定位等要素的需要。

揭秘电脑摇头灯的内部构造和工作原理

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一、光学系统

光学系统设计最主要考虑光源光通量利用率。具体表现指标包括光的强度、均匀度、饱和度、光斑大小。影响上述指标的要素有两方面，一是光源，二是光学系统结构、材料选择。目前，国内外厂家、用户基本推荐OSRAM或PHILIPS 1200W短弧双端金属气体放电灯管。其特性是紧凑性、高亮度、高色温、显色性好及灯源在调暗的过程中，能保持相对稳定的色温。缺点是，这种灯管内填充剂的分层问题，即填充剂在电弧成像中出现色带或在电弧管凝结，形成阴影效果，需在光学结构设计时控制在最小范围。在光学结构中，为求得均匀的混合光束，

可采用抛物面的反光镜，要采集发散或窄光束，应选择有刻度加工或表面纹理的反光镜。使用镜面反射材料制成的反射器系统比折射系统好。当需要从一个光源得到几条光束时，可采用棱镜或透镜组合的折射系统。当前，国内外1200W摇头电脑灯的光学设计中，均采用透镜组合的方式，由非球面（即抛物面）石英透镜等组成。

抛物面透镜最重要特性在焦点上放置一个点光源，将得到一平行光束。在光路设计时，还需考虑到光强分布曲线、形状与光源尺寸、反射透镜的口径尺寸大小及光源的形状之间的关联关系。

二、机械系统

机械系统范围很宽，包括材料、结构、机械性能、壳体要求、散热要求等等。灯具材料选择主要考虑因素有：满足灯的功能要求，制造难易程度及经济性。目前，国际、国内1200W摇头灯的材料主要有钢材、塑料、铝合金。在考虑满足灯的总体功能的前提下，设计灯的结构模型，分不同部位，采用不同的材料。如Aceda-spot1200III1200W摇头灯，灯体外壳采用塑料件，灯体支撑架、底座、侧板、端板采用铝合金铸件、冲压件、车件。

灯的结构决定了其机械性能、散热、强度、噪声、重量等要素。国际、国内1200W摇头灯均采用双臂支撑结构，灯体水平旋转达540°，垂直旋转达255°，底座部分须做加强处理，满足摇头灯的悬挂倒装要求。

灯体的机械性能，主要体现在灯体部件的机械强度，使灯体在连续有效工作的时间内，不变形、耐磨损、耐腐蚀、抗震、抗压；灯的壳体必须有严格的防水、防尘、防静电、防潮要求。根据防尘、防水的程度不同划分不同的外壳的防护等级要求：如室内使用的电脑灯的防护要求等级通常为IP20，室外的电脑灯的防护要求等级通常为IP44。

1200W大功率电脑灯的机械结构，散热要求至关重要，散热系统如有缺陷，通常会造成电器参数漂移，色片、影片破裂，出现斑块，产生死机、失步、不受控制等严重后果。

三、电气及程序控制部分

1、电脑摇头灯的电气特性及电路设计

前全世界范围内专业1200W摇头电脑灯绝大多数采用稀有气体放电泡光源。气体放电泡的启动和稳定工作取决于电路类型的设计、供电电源、镇流器等电气元件的选择。稀有气体放电泡启动后，一般不需要稳定的时间，为保证趋稳，在整个交流周期里，电路的维持电压和灯泡的瞬时电压之间的差值应充分大。

光源的启动、稳定性、熄灭、再起动，应根据光源的特性要求设计电路。稀有气体放电泡的启动电压非常高，要求采用变压器、启动器件、半共振电路等方式，提高瞬间启动电压。光源起动后的稳定性，取决于镇流器和电路参数的匹

配。镇流器的基本功能是防止电流失控和使光源在它正常的电气特性下工作。目前生产企业通常采用两种镇流器，一种是电感整流器，一种是电子整流器。电感整流器的优点是稳定性好，缺点是重，对灯体的强度、搬运、装卸都有较高要求；电子整流器本质上是电源转换电路，将输入的电源电流进行频率、波形和幅度方面的改变。其优点是重量轻，方便装卸、搬运；缺点是结构设计要求高，维护成本高。

光源的再启动，在常规电路设计中，由于气体放电泡工作时产生高温，使泡内饱和气体形成蒸汽压阻力，光源要立即再触发很难实现，必须使灯内气体压强降低至冷态数值后，才能触发重新启动。目前，国际、国内生产企业基本采用常规电路设计。

2、程序控制部分

目前国际、国内电脑灯普遍采用DMX数据格式编写程序文件。DMX512的原理：DMX数据流的速度是250K，即每个B IT为标准的4微秒。DMX的数据格式分为以下部分：1）IDLE（空闲的）或NO DMX situation(情况)：当没有DMX数据包输出时，将是一个高电平信号；2）BREAK：DMX数据包的开始是一个88微秒的低电平输出的预报{头}；3）MARK AFTER BREAK（MAB）：MAB 是BREAK后，是一个8微秒的高电平或2个脉冲；4）STARTCODE（SC）开始代码：SC是数据流开始的通道数据，它具有与通道数据相同的格式，一般为11个脉冲或44微秒；5）MARK TIME BETWEEN FRAMES（MTBF）：MTBF可以为0-1秒，小于1秒，在每个通道起始位前都能以有MTBF，为高电平；6）CHANNEL DATA（CD）：通道数据桢在SC之后逻辑格式为1-512或小于512；7）MARK TIME BETWEEN PACKETS（MTBP）：在有效数据发送完毕后发送高电平。

电脑灯效果产生，是通过不同的造型景片、不同的色彩变化，不同的视角、水平、垂直出光角度的变化及速度快慢、频闪快慢、光圈大小变化、焦距变化等综合表现。所有这些属性指标的工作是通过步进电机的传动来实现的，将步进电机的电气运行参数加以定义编程，就完成了电脑灯的控制。

电脑摇头灯、电脑追光灯的控制机理

发布日期:2009-10-31 浏览人数:197人

电脑灯的控制系统通常由若干台电脑灯和配套的电脑控制台组合而成，它们之间通过一根多芯控制电缆（XLR）串联连接，由电脑控制台统一操作，工作人员只需在控制台前编程，即可控制所有电脑灯的动作。

电脑灯的控制，是在灯具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，从而带动各个色轮、造型片、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。

电脑摇头灯、电脑追光灯、250/575/1200摇头电脑灯，等多款电脑灯内微处理器除了发出控制信号外，还要接收控制台的控制信号。为了控制方便，各个色轮、造型片、镜头、反射镜运动的定位都量化为0至255的数字，由单片微处理器内部ROM中程序决定，有的

一个数字对应一个位置（如反射镜垂直和水平方向的位置），有的一段数字范围内对应一个位置（如色轮、造型片的位置等）。

我们已经看过串行传送方式的计算机灯光控制台向可控硅调光发送的也是一个个0至255的数字信号，电脑灯内有几个微型步进电机，因此定义一个灯的状态需要几个数字信号，而这几个数字信号都需要控制台发出。所以，一个电脑灯对于计算机控制台相当于几个可控硅回路。只要电气规格和通信的数据格式相同，原则上调光用的计算机灯光控制台也可以控制电脑灯。实际上，现在市场上的电脑灯一般都有几组输入插头（一般每组是二个：一个输入，接控制台或上一个灯；一个输出，接下一个灯。二者并联）。其中一组就是通用的DMX-512的插头。也有些调光用计算机控制台可作电脑灯控制台用。

沃尔特舞台灯光音响设备厂（www.vote868.vom）专业生产250/575/1200电脑摇头灯、575/1200电脑追光灯，和大家一起交流与分享：从功能上说，调光用计算机控制台是控制整个舞台或演播厅的演出灯光的，它要创造出整体的气氛和效果，它的硬件配置、内存容量、控制回路数等规模都比较大，软件编制中更多考虑一路灯光布光的方便、演出中按现场的进程调出一个个的灯光场景，手动变化为主，间隔时间较长，重复较少。而电脑灯控制台的电脑灯产生整个灯光场景中的一部分效果，控制回路相对较少，布光方式和演出要求都与调光控制不同，大量使用自动、快速、循环的效果。为了编排和控制的方便，两者台面上的按键功能、布置和显示的要求都不一样。因此，除了小型、流动型的控制台外，电脑灯控制台与调光控制台以分开专用型的为多。

沃尔特厂专业生产的电脑灯追光灯、电脑摇头灯的接线一般都是用一根多芯控制电缆线（XLR）串联而成，专用XLR电缆可由厂家提供，也可使用标准的平衡话筒电缆代替。要注意须将终端插头插入链路中的最后一个电脑灯上。

舞台灯光常用基初知识

双击自动滚屏发布者：雷克灯光发布时间：阅读：140次

1、面光：自观众顶部正面投向舞台的光，主要作用为人物正面照明及整台基本光铺染。

2、耳光：位于台口外两侧，斜投于舞台的光，分为上下数层，主要辅助面光，加强面部照明，增加人物、景物的立体感。

3、柱光（又称侧光）：自台口内两侧投射的光，主要用于人物或景物的两侧面照明，增加立体感、轮廓感。

4、顶光：自舞台上方投向舞台的光，由前到后分为一排顶光、二排顶光、三排顶光……等，主要用于舞台普遍照明，增强舞台照度，并且有很多景物、道具的定点照射，主要靠顶光去解决。

5、逆光：自舞台逆方向投射的光（如顶光、桥光等反向照射），可勾画出人物、景称的轮廓，增强立体感和透明感，也可作为特定光源。

6、桥光：在舞台两侧天桥处投向舞台的光，主要用于辅助柱光，增强立体感，也用于其他光位不便投射的方位，也可作为特定光源。

7、脚光：自台口前的台板上向舞台投射的光，主要辅助面光照明和消除由于面光等高位照射的人物面部和下颚所形成的阴影。

8、天地排光：自天幕上方和下方投向天幕的光，主要用于天幕的照明和色彩变化。

9、流动光：位于舞台两侧的流动灯架上，主要辅助桥光，补充舞台两侧光线或其他特定光线。10、追光：自观众席或其他位置需用的光位，主要用于跟踪演员表演或突出某一特定光线，又用于主持人，是舞台艺术的特写之笔，起到面龙点睛的作用。二、常用灯具及特点1、聚光灯：是舞台照明上使用最广泛的主要灯种之一，目前市场有1KW、2KW，以2KW使用最广。它照射光线集中，光斑轮廓边沿较为清晰，能突出一个局部，也可放大光斑照明一个区域，作为舞台主要光源，常用于面光、耳光、侧光等光位。2、柔光灯：光线柔和匀称，既能突出某一部分，又没有生硬的光斑，便于几个灯相衔接，常见的有0.3KW、1KW、2KW等。多用于柱光、流动光等近距离

光位。3、回光灯：它是一种反射式的灯具，其特点是光质硬、照度高和射程远，是一种既经济、又高效的强光灯，常见的主要有0.5KW、1KW、2KW等，以2KW使用最多。4、散光灯：光线漫散、均称、投射面积大，分为天排散光和地排散光，常见的有0.5KW、1KW、1.25KW、2KW等，多用于天幕照射，也可用于剧场主席台的普遍照明。5、造型灯：原理介于追光灯和聚光灯之间，是一种特殊灯具，主要用于人物和景物的造型投射。6、脚光灯（又称条灯）：光线柔和，面积广泛。主要作为向中景、网景布光、布色，也可在台口位置辅助面光照明。7、光柱灯（又称筒灯）：目前使用较为广泛，如PAR46、PAR64等型号。可用于人物和景物各方位照明，也可直接安装于舞台上，暴露于观众，形成灯阵，作舞台装饰和照明双重作用。8、投景幻灯及天幕效果灯：可在舞台天幕上形成整体画面，及各种特殊效果，如：风、雨、雷、电、水、火、烟、云等。9、电脑灯：这是一种由DMX512或RS232或PMX信号控制的智能灯具，其光色、光斑、照度均优于以上常规灯具是近年发展起来的一种智能灯具，常安装在面光、顶光、舞台后台阶等位置，其运行中的色、形、图等均可编制运行程序。由于功率大小不同，在舞台上使用要有所区别。一般小功率电脑灯，只适合舞厅使用。在舞台上小功率电脑灯光线、光斑常被舞台聚光灯、回光灯等谈化掉，所以在选用上要特别留意。10、追光灯：是舞台灯光的灯具，特点是亮度高、运用透镜成像，可呈现清晰光斑，通过调节焦距，又可改变光斑虚实。有活动光栏，可以方便的改换色彩，灯体可以自由运转等。目前市场品种较多，标注指标方式也不一样，以功率为标准的如：1KW卤钨光源、1KW镝光源、1KW金属卤化物光源、2KW金属卤化物光源等，也有以距离为标准的追光灯（在特定距离下的光强、照度），如8-10m追光灯、15-30m追光灯、30-50m追光灯、50-80m追光灯等，并且在功能上区分为：机械追光灯，其调焦、光栏、换色均为手动完成；另一种为电脑追光灯，其调焦、光栏、换色、调整色温均通过推拉电器而自动完成，所以在选用时一定要对各种指标认真选用。三、舞台灯光换色器换色器的设计推广，大大地简化了舞台灯具的数量，减轻了灯光工作者的劳动强度，也节约了投资金额，所以它是一种目前舞台配置不可缺少的器械，目前市场上主要有机械换色器和电及换色器两种。1、舞台机械换色器：其设计简便，价格较低，为20世纪80~90年代中期主流产品，目前以接近于淘汰。2、舞台电脑换色器：是近几年发展起来的新型换色器，其采用国际标准的DMX-512信号输出，可由专用控制吕控制，也可连接于电脑调光台使用，它有多模式、高精度、大容量、控制距离远等特点，成为目前市场换色器的主流产品。